Reattore elettrochimico per il trattamento dell'acqua

Henan Chalco fornisce reattori elettrochimici e assemblaggi di elettrodi in titanio abbinati per apparecchiature industriali di trattamento delle acque, coprendo l'ossidazione elettrocatalitica delle acque reflue, la generazione elettrolitica di cloro e le unità di trattamento dell'acqua circolante. Le dimensioni delle celle, la capacità di produzione e le connessioni possono essere personalizzate secondo il tuo disegno.

Gli anodi utilizzano un substrato di titanio puro di grado industriale con un rivestimento misto a ossido di metalli preziosi; i catodi sono lastre di titanio puro; le carcasse sono disponibili in PVC, PP o acrilico. Se hai già disegni delle celle, un elettrodo campione o parametri operativi, possiamo usarli per valutare la configurazione e il piano di fornitura.

Si prega di notare: non forniamo celle di sale per piscine, elettrolizzatori d'acqua per la produzione di idrogeno o reattori di elettrosintesi di laboratorio.

Cosa fornisce Henan Chalco: celle, insiemi elettrodi e pattini

Serbatoio del reattore elettrochimico

Unità di trattamento a parapattini

Celle Elettrochimiche Tubolari

Serbatoio a reattore a piastra

Tipi di reattori e intervalli di capacità

Le cucine sopra menzionate sono quelle comunemente utilizzate. Le fasce di durata di servizio dipendono dalla qualità dell'acqua, dalla densità della corrente e dal tempo di funzionamento continuo; altre specifiche possono essere riprogettate in base alle tue condizioni di lavoro.

Cella di ossidazione elettrocatalitica tubolare

Celle di ossidazione elettrocatalitiche a piastre

Cellula di ipoclorito di sodio non diviso

Elettrolizzatore a piastra parallela bipolare

Sistema di elettrolisi a ipoclorito di sodio

Dove vengono utilizzati questi reattori

Ossidazione elettrocatalitica delle acque reflue industriali

Riduzione del COD, dell'azoto ammoniacico, dell'azoto totale e del colore; trattamento avanzato del livisviato delle discarica; trattamento con concentrati di membrana RO / NF; potenziamento delle acque chimiche di coda del parco e degli effluenti biologici.

Apparecchiature per la generazione del cloro elettrolitico

Celle di ipoclorito di sodio non diviso e insieme di elettrodi in titanio per la produzione e disinfezione del cloro in loco.

Elettrodeposizione e recupero del metallo

Celle ciclone e barre anodiche in titanio possono essere utilizzate per il recupero elettrovincente da liquori di scarto contenenti rame, nichel, cobalto e metalli simili.

La General Services Administration degli Stati Uniti e il National Renewable Energy Laboratory hanno condotto una valutazione sul campo del sistema di trattamento elettrochimico dell'acqua di un fornitore terzo in un edificio federale per tutta la stagione di raffreddamento, registrando una riduzione di circa il 99,8% del blowdown, una riduzione di circa il 31,6% dell'acqua di rifornimento e il dosaggio chimico portato a zero.

Quella valutazione dimostra che la via tecnologica è praticabile in un'applicazione di acqua di raffreddamento.

Come dimensionare un reattore elettrochimico per la tua acqua

La maggior parte degli errori di dimensionamento non è una scelta sbagliata nel rivestimento, ma un mancato calcolare quanta area di reazione e quanto tempo di residenza siano effettivamente necessari. Lavora attraverso quattro fasi.

• Definire la capacità di throughput e gli obiettivi. Confermare m³/h, gli inquinanti target e i valori target, e se il funzionamento è continuo o intermittente.
• Lavorare indietro dal target alla corrente richiesta. Questo passaggio deve essere supportato da dati su scala di banco o da dati esistenti di progetti comparabili; non può essere derivato direttamente dalla portata — la stessa cifra COD può richiedere una carica diverse volte maggiore in una acque reflua rispetto a un'altra.
• Lavorare indietro dal limite di densità di corrente all'area efficace dell'elettrodo. A = I / j, dove j non supera 1000 A/m², e la pratica ingegneristica dovrebbe lasciare un margine.
• Determinare il numero di unità e la disposizione dei moduli in base all'area e al tempo di residenza. Quando una singola cella non può fornire sufficiente area, si utilizzano più moduli in parallelo o in serie invece di ingrandire semplicemente una cella.

Le relazioni ingegneristiche qui sotto provengono dalla nostra ricerca e possono aiutarti a giudicare se i compromessi dei parametri sono ragionevoli:

• In un reattore a flusso continuo, una portata più elevata accorcia i tempi di residenza e quindi riduce l'efficienza di rimozione; al contrario, una portata più bassa favorisce il completamento della reazione.
• Maggiore è l'area dell'elettrodo per unità di volume del reattore, maggiore sarà l'efficienza di rimozione; ma con l'aumento del numero di lastre, bisogna evitare resistenze ohmiche eccessive.
• Nei sistemi a celle filtrante-pressa, a una data concentrazione di cloruro, l'azoto ammoniacico viene rimosso principalmente tramite elettroossidazione indiretta e l'elettroossidazione diretta è trascurabile; la densità di corrente e la velocità di flusso elettrolitico influenzano direttamente la generazione e il trasporto del cloro attivo, mentre la concentrazione iniziale di azoto ammoniacico influente ha quasi nessun effetto.
• Il tempo di permanenza e la miscelazione nella cella contano tanto quanto la superficie degli elettrodi.

Costruzione delle celle: alloggiamento, elettrodi, distanziamenti e connessioni

Materialei per l'alloggio

Elettrodi e parti strutturali

Gli anodi utilizzano titanio puro di qualità industriale come substrato, con un rivestimento superficiale misto in ossido di metalli preziosi che garantisce una buona resistenza alla corrosione;

I catodi sono piastre di titanio puro; le piastre conduttive e i pilastri conduttivi sono in acciaio inossidabile.

I capodi per celle a placche parallele di grandi dimensioni possono essere forniti secondo ASTM B265 Grado 1.

Spaziatura degli elettrodi

Il coefficiente di trasferimento di massa diminuisce con l'aumento della distanza tra elettrodi, poi si stabilizza senza ulteriori declini marcati una volta che la distanza raggiunge circa 7 mm.

Una distanza troppo piccola aumenta il rischio di cortocircuiti e blocchi; una distanza troppo grande aumenta la tensione della cella e il consumo di energia.

Dovrebbe essere determinata una distanza ragionevole insieme al contenuto di solidi sospesi, alle condizioni di rilascio delle bolle di gas e alla tensione consentita della cella.

Personalizzazione

Il tipo e il foro di connessione di ingresso e uscita, le specifiche del palo conduttivo, la posizione dello sfiato dell'idrogeno, la disposizione di montaggio, le finestre di mirino, la distanza tra elettrodi e il numero di unità possono essere personalizzati in base alle esigenze del progetto.

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Configurazione dell'elettrodo monopolare vs bipolare.

Monopolare

Ogni elettrodo è collegato individualmente. Adatto a celle più piccole, con singole piastre che possono essere servite e sostituite indipendentemente.

Bipolare

Solo gli elettrodi finali sono collegati all'alimentatore; le piastre intermedie agiscono come piastre bipolari. La struttura di connessione è più semplice, la resistenza tra i connettori è inferiore, la tensione delle celle è ridotta e l'efficienza dell'elettrolisi migliorata, il che si adatta a celle relativamente grandi.

Nuovi assemblaggi elettrodi e strutture di alloggiamento possono anche distribuire la corrente vaga generata durante l'elettrolisi, permettendo alla soluzione di reagire in modo più completo.

Un punto da sottolineare: una configurazione bipolare è una struttura in serie e impone maggiori richieste di coerenza e sigillatura dell'unità; un'anomalia in una singola piastra influisce sulle prestazioni dell'intero stack, e la manutenzione di solito richiede lo smontaggio completo. Per apparecchiature non di grandi dimensioni, una configurazione monopolaria è l'opzione più semplice.

Percorso di flusso, orario di residenza e zone morte

Lo stesso set di elettrodi installato in celle diverse può funzionare in modo visibilmente diverso. Molti clienti lo scoprono da soli: la selezione non può basarsi solo sull'area degli elettrodi.

La ricerca sui sistemi di cellule filtro-pressa porta a diverse conclusioni che puoi applicare direttamente:

Il feedback del reattore tramite CFD indica anche che la forma e la miscelazione del reattore possono essere ottimizzate tramite fluidodinamica computazionale; i sedimenti squamosi richiedono percorsi di raccolta e scarico progettati nella struttura, come la forma della tramoggia e la posizione dell'uscita di scarico.

Quando valutiamo un tipo di cella, confermiamo quindi contemporaneamente le posizioni di ingresso e uscita, la progettazione del canale di flusso, la configurazione del distanziatore e il percorso di scarica del fango, non solo le dimensioni degli elettrodi.

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Gestione dell'idrogeno e sicurezza delle celle

L'evoluzione dell'idrogeno al catodo è inevitabile durante l'elettrolisi:

2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻

Questo non è un difetto; è un sottoprodotto intrinseco di ogni cella di trattamento dell'acqua. Deve essere gestito a tre livelli.

Nella cella: strutture di separazione gas-liquido e un percorso dedicato alla ventilazione dell'idrogeno. Le nostre celle di ipoclorito di sodio sono dotate di tubo di sfiatura a idrogeno DN32 come standard; nelle celle di ossidazione elettrocatalitiche la posizione e il foro della bocca possono essere regolati secondo le condizioni di installazione.

A valle: la maggior parte dei sistemi diluisce l'idrogeno a meno del 25% del LEL prima di sfogarli in un'area esterna sicura; una singola unità di elettrolisi in piscina può generare oltre 7.000 L di idrogeno al giorno — una quantità che non può essere ignorata.

Monitoraggio: raccomandiamo il monitoraggio a idrogeno collegato con l'elettrolisi, insieme a interblocchi di flusso e corrente e protezione contro lo spegnimento anomalo.

Forniamo le celle e gli elettrodi, e possiamo fornire le connessioni e le posizioni di montaggio degli sfiati di idrogeno secondo necessità; la ventilazione della sala apparecchiature, il monitoraggio dei gas e la conformità a livello di sistema rimangono responsabilità dell'integratore delle apparecchiature o dell'appaltatore tecnico.

La fragilità dell'idrogeno è una preoccupazione riconosciuta per il titanio in ambienti a lungo termine contenenti idrogeno; la selezione del materiale lato catodoco e le condizioni operative dovrebbero essere valutate progetto per progetto.

Incrociamento, scalatura e inversione della polarità

I depositi di calcio e magnesio sul lato catodioico aumentano la tensione della cella e riducono l'area di reazione efficace, rappresentando la causa più comune di diminuzione delle prestazioni nelle aree di acqua dura.

Le nostre celle possono essere progettate per il funzionamento di inversione della polarità; con un alloggiamento acrilico trasparente, si può osservare direttamente la condizione della superficie degli elettrodi per giudicare quando è necessario la pulizia con acido, invece di smantellare la cella solo per esperienza.

Durante la pulizia, la decalcistica delle celle di ipoclorito di sodio generalmente utilizza acido cloridrico al 15–18%. La concentrazione e la durata variano a seconda dell'attrezzatura e del grado di scalatura, quindi segui le istruzioni dell'apparecchiatura; una pulizia eccessiva con acido accelera la perdita del rivestimento.

Va sottolineato un punto: un anodo standard a senso singolo non può essere usato direttamente per frequenti inversioni di polarità. L'inversione richiede un assemblaggio di elettrodi bidirezionali progettato appositamente, abbinato alla durezza dell'acqua e al ciclo di inversione. Collegare un anodo standard a un alimentatore invertente di solito accorcia significativamente la durata del rivestimento.

Pulire, ri-elettrode, rivestire o sostituire: un percorso decisionale

L'aumento della tensione della cella e la diminuzione dell'uscita sono i fattori più comuni di acquisto. Non significano sempre che l'apparecchiatura debba essere sostituita. Suggeriamo di seguire questo ordine:

• Misura prima di sostituire. Registra la tensione della cella, la corrente, la temperatura dell'acqua, la salinità o la conducibilità e confronta con la linea di rientro in servizio. Se non c'è una linea di base, inizia a costruirne una da ora — è la base di ogni giudizio che segue.
• Pulire. Se la deviazione è causata principalmente da intardi, pulire con l'acido secondo le istruzioni dell'attrezzatura e rimisurare. Nella maggior parte dei casi si risolve in questa fase.
• Sostituire l'insieme elettrodo o rivestire. Se la tensione della cella è ancora alta dopo la pulizia acida e il rivestimento appare anomalo, valuta la sostituzione dell'insieme elettrodo o restituisci anodi usati con substrato solido in fabbrica per il rivestimento.
• Sostituisci l'intera cella. Se la carcassa è invecchiata, le guarnizioni sono state rotte, le connessioni si sono corrose o la struttura si è deformata, la cella necessita di una sostituzione completa o di ricostruzione per disegno.

Possiamo valutare le opzioni di sostituzione dai tuoi disegni originali delle celle, dalle dimensioni fisiche e dai parametri operativi.

Il rivestimento si applica agli anodi con un substrato solido e non è illimitato; il tempo e il costo della spedizione di ritorno transfrontaliera dovrebbero essere valutati progetto per progetto; la valutazione dovrebbe basarsi sui documenti operativi, non solo sull'aspetto.

Se hai registrazioni operative e foto degli elettrodi usati, inviacelele direttamente — prima ti diremo quali dei livelli sopra si applicano, poi discuteremo l'approvvigionamento.

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Opzioni di fornitura, documenti di ispezione e limiti RFQ

Base di fornitura. Personalizzazione dei parametri di disegno, campione o apparecchiatura; fornitura di celle singole, assemblaggi elettrodi, skids o unità complete. Disposizioni OEM e white-label.

Trattamento superficiale e imballaggio.

Ispezione e documentazione. Certificati materiali, registri di ispezione dimensionale e visiva, registri di processo di rivestimento e documenti simili possono essere concordati progetto per progetto. La catena di approvvigionamento è certificata secondo il sistema di gestione della qualità ISO 9001:2015, e i prodotti correlati hanno superato i test della Direttiva UE RoHS; l'esperienza di esportazione copre più di 60 paesi.

Preferiremmo chiarire i seguenti punti prima di citare:

• Non ci impegniamo su una specifica velocità di rimozione. Le prestazioni effettive dipendono dalla qualità dell'acqua, dalla conducibilità, dal contenuto di cloruro, dal pH, dalla densità di corrente e dal tempo di residenza.
• Nelle acque reflue a bassa conducibilità e basso cloruro la via di ossidazione indiretta è limitata e la fattibilità del processo deve essere rivalutata; semplicemente aumentare l'area dell'elettrodo non risolverà il problema.
• La responsabilità delle certificazioni a livello di sistema come NSF/ANSI 61, 372 e CE ricade sull'integratore delle apparecchiature; possiamo supportare con la documentazione a livello di componente.
• Per i modelli dismessi forniamo riferimenti incrociati / preventivi equivalenti alle tue specifiche, senza l'impegno di sostituzione immediata.
• Altre vie tecnologiche degli elettrodi, come gli elettrodi BDD, possono essere valutate progetto per progetto.

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Chalco Titanium fornisce inoltre anodi in titanio rivestiti di rutenio-iridio, anodi in titanio rivestiti in iridio-tantalio, reti per anodi in titanio, tubi, cestini e piastre per l'approvvigionamento a un solo sacco.

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Domande frequenti

Cos'è un reattore elettrochimico nel trattamento dell'acqua?

È un'unità di equipaggiamento in cui l'acqua passa attraverso un insieme di elettrodi sotto un campo DC, con reazioni di ossidazione che avvengono sulla superficie dell'elettrodo e nella soluzione di massa. Il nucleo è il modo in cui elettrodi, alloggiamento e canale di flusso lavorano insieme; una carenza in uno di essi riduce le prestazioni.

Puoi costruire una cella sul mio disegno esistente o sostituire una cella dismessa?

Sì. Valutiamo rispetto ai tuoi disegni originali delle celle, le dimensioni fisiche, le posizioni terminali e i parametri operativi. Per i modelli dismessi forniamo un preventivo di riferimento incrociato, senza impegnarci per una sostituzione senza intervenire.

Monopolaree o bipolare — quale configurazione dovrei scegliere?

Le celle più piccole generalmente utilizzano una disposizione monopolare; le celle più grandi usano più spesso il sistema bipolare. Il bipolare è più semplice da collegare e offre una tensione delle celle più bassa, ma impone maggiori richieste di coerenza e metodo di manutenzione delle unità.

Come viene gestito l'idrogeno nella cellula?

L'evoluzione dell'idrogeno al catodo è un sottoprodotto intrinseco. All'interno della cella avviene tramite separazione gas-liquido e un percorso di ventilazione dedicato; diluizione a valle, ventilazione e monitoraggio degli interblocchi sono progettati dal fornitore del sistema, e possiamo fornire le connessioni.

Perché la tensione della mia cella aumenta e l'uscita scende?

Le cause comuni sono la scalatura del catodo, l'invecchiamento del rivestimento dell'elettrodo, collegamenti elettrici scadenti o variazioni nelle condizioni dell'acqua di alimentazione. Confronta prima con la linea di rifornimento di servizio, poi decidi tra pulizia e sostituzione.

Un anodo standard può funzionare in modalità inversione della polarità?

Non direttamente. L'inversione richiede un insieme elettrodo bidirezionale progettato appositamente, abbinato alla durezza dell'acqua e al ciclo di inversione; altrimenti la durata del rivestimento si riduce visibilmente.

Gli elettrodi possono essere rivestiti invece che sostituiti?

Gli anodi in titanio con un substrato solido possono solitamente essere restituiti in fabbrica per il rivestimento. Ma il rivestimento non è illimitato, e il tempo e il costo della spedizione di ritorno transfrontaliera dovrebbero essere valutati progetto per progetto.

È la stessa cosa di un elettrolizzatore a idrogeno o di un reattore a flusso di laboratorio?

No. I prodotti in questa pagina sono destinati al trattamento industriale dell'acqua e differiscono sia per scopo che per costruzione da un elettrolizzatore per il trattamento dell'acqua usato per la produzione di idrogeno o da un reattore a flusso elettrochimico da laboratorio.

Invia i tuoi parametri per una configurazione della cella e fai un preventivo

Inviaci quanto segue e possiamo suggerire un tipo di cella, una configurazione di elettrodi e un design strutturale:

Qualità dell'acqua — tipo di sorgente, COD, azoto ammoniacico, azoto totale, cloruro, conducibilità, pH, SS, durezza, temperatura dell'acqua.

Processo — debito in m³/h, valori target degli effluenti, funzionamento continuo o intermittente, tempo di residenza previsto.

Apparecchiature — dimensioni e materiali dell'alloggio, numero e dimensione degli elettrodi, spaziatura degli elettrodi, posizioni dei terminali, foro di presa e uscita, corrente e tensione di esercizio, se viene utilizzata l'inversione della polarità.

Stato attuale — disegni delle celle esistenti, foto degli elettrodi usati, tensione e uscita della cella attuale, problemi riscontrati durante il funzionamento.

Informazioni incomplete vanno bene — invia quello che hai e ti diremo quali oggetti mancano ancora.