水処理用の電気化学反応器

河南チャルコは、廃水の電気触媒酸化、電解塩素生成、循環水処理装置をカバーする工業用水処理装置向けの電気化学反応器および対応するチタン電極アセンブリを提供しています。セルの寸法、処理量、接続は図面に合わせてカスタマイズ可能です。

アノードは工業グレードの純チタン基板に混合貴金属酸化物コーティングを施しています。カソードは純チタンプレートです。ハウジングはPVCです、PP、アクリルで提供されています。セル図面、サンプル電極、動作パラメータをお持ちの場合は、構成や供給計画の評価に利用できます。

ご注意ください:プール塩電池の交換用、水素生成用の水電解槽、実験室用電気合成炉は提供していません。

Henan Chalcoが供給するもの:セル、電極アセンブリ、スキッド

電気化学反応器タンク

スキッドマウント処理ユニット

管状電気化学セル

板式原子炉タンク

原子炉の種類と容量範囲

上記の範囲は一般的に使用されているものです。使用寿命帯は水質、電流密度、連続運転時間に依存します。その他の仕様はあなたの勤務条件に合わせて再設計可能です。

管状電気触媒酸化セル

プレート電気触媒酸化セル

未分割次亜塩素酸ナトリウム細胞

バイポーラ平行板電解器

次亜塩素酸ナトリウム電解システム

これらの原子炉が使われる場所

工業廃水の電気触媒酸化

COD、アンモニア窒素、総窒素および色素の削減;埋立地浸出液の高度な処理;RO/NF膜濃縮処理;化学パークの尾水および生物排水の改良。

電解塩素発生装置

現場での塩素生成および消毒装置用の分割されていない次亜塩素酸ナトリウムセルおよびチタン電極アセンブリ。

電鋳および金属回収

サイクロンセルやチタン陽極棒は、銅、ニッケル、コバルトなどの金属を含む廃液からの電気勝出回収に使用できます。

米国一般サービス局(GSA)と国立再生可能エネルギー研究所(NRA)は、連邦オフィスビルの第三者ベンダーの電気化学水処理システムの現地評価を冷却シーズン中に実施し、ブローダウン率が約99.8%減少、補水量が約31.6%減少し、化学添加量がゼロに達成されたことを記録しました。

この評価が示すのは、冷却水の応用において技術的なアプローチが実現可能であるということです。

水用の電気化学反応器のサイズ設定方法

ほとんどのサイズミスはコーティングの選択が悪いのではなく、反応面積と滞留時間の計算が失敗しているからです。4つのステップを踏みましょう。

• スループットとターゲットを定義します。m³/h、ターゲット汚染物質およびターゲット値、運転が連続的か断続的かを確認します。
• 目標から必要な流量まで遡って作業します。このステップは、ベンチスケールのデータや類似プロジェクトの既存データによって裏付けられる必要があります。流量から直接導き出すことはできません。同じCOD数値でも、ある廃水で他の排水量が数倍増えることがあります。
• 電流密度の限界から有効電極面積まで逆算します。A = I / j(ここでjは1000 A/m²を超えず、工学的慣行では余裕を残す必要があります)。
• ユニット数とモジュール配置は面積と駐留時間から決定します。単一のセルで十分な面積を提供できない場合は、単に1セルを拡大するのではなく、複数のモジュールを並列または直列で使用してください。

以下の工学的関係は私たちの研究に基づいており、パラメータのトレードオフが合理的かどうか判断するのに役立ちます。

• 連続流型リアクターでは、流量が高いほど滞留時間が短くなり、除去効率が低下します。逆に、低い流量は反応完了を促進します。
• 原子炉体積あたりの電極面積が大きいほど除去効率は高くなります。しかし、板数が増加するにつれて、過剰なオーミック抵抗は避けなければなりません。
• フィルタープレスセルシステムでは、一定の塩化物濃度でアンモニア窒素は主に間接電気酸化によって除去され、直接電気酸化は無視できる程度です。電流密度と電解質の流速は活性塩素の生成と輸送に直接影響しますが、初期のアンモニア窒素濃度はほとんど影響しません。
• 滞在時間や細胞内での混合は電極表面積と同じくらい重要です。

セルの構造:ハウジング、電極、間隔、接続

住宅材料

電極および構造部品

アノードは工業用純チタンを基材に使い、混合貴金属酸化物の表面コーティングを施し、優れた耐食性を提供します。

カソードは純チタン板です。導電板と導電性ポストはステンレス鋼です。

大型平行板セル用のカソードはASTM B265グレード1に供給可能です。

電極間隔

電極間隔が広がると質量移動係数は低下し、約7mmに達するとそれ以上は顕著な減少がなく横ばいになります。

間隔が狭すぎるとショートや詰まりのリスクが高まり、間隔が大きすぎるとセルの電圧と消費電力が増加します。

適切な間隔は、懸浮固形物含有量、気泡放出条件、許容セル電圧とともに決定されるべきです。

カスタマイズ

入口と出口の接続タイプとボア、導電柱の仕様、水素ベントの位置、取り付け方式、サイトウィンドウ、電極間隔、ユニット数など、すべてプロジェクト要件に合わせてカスタマイズ可能です。

クイック・引用

単極電極と双極電極の配置

単極

各電極は個別に接続されています。小型セルに適しており、単一プレートで独立してメンテナンス・交換が可能です。

双極性障害

電源に接続されているのは端部電極のみで、その間のプレートはバイポーラプレートとして機能します。接続構造はよりシンプルで、コネクタ間の抵抗は低く、セル電圧は低く、電解効率が向上し、比較的大きなセルに適しています。

新しい電極アセンブリやハウジング構造の設計は、電気分解中に発生する迷離電流を分散させることも可能で、溶液により完全に反応できるようにします。

注意すべき点として、バイポーラ配置は直列構造であり、ユニットの一貫性と密閉性により高い要求が課されます。単一のプレートに異常が生じるとスタック全体の性能に影響し、整備は通常完全な分解が必要です。大型でない機器では、単極配置の方が比較的簡単な選択肢です。

フローパス、停留時間およびデッドゾーン

同じ電極セットを異なるセルに取り付けても、明らかに異なる性能を示すことがあります。多くの顧客は自分でこの点を実感しており、選択は電極の面積だけでは決まっていません。

フィルタープレスセルシステムの研究は、直接適用できるいくつかの結論を示しています。

CFDを用いた原子炉フィードバックは、原子炉の形状や混合を計算流体力学によって最適化できることも示しています。剥離性堆積物は、ホッパー形状や排水口位置など、構造内に収集および排出経路を設計する必要があります。

したがって、セルの種類を評価する際には、電極の寸法だけでなく、入口と出口の位置、流路設計、スペーサー構成、スラッジ排出経路を同時に確認します。

クイック・引用

水素取り扱いとセルの安全性

電解時にはカソードでの水素発生は避けられません:

2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻

これは欠陥ではありません。すべての水処理セルに内在する副産物です。三つのレベルで対処する必要があります。

セル内:気液分離構造と専用の水素ベント経路。当社の次亜塩素酸ナトリウムセルには標準DN32水素ベント配管が装備されています。電気触媒酸化セルでは、ベントの位置とボアを設置条件に合わせて設定できます。

下流では、ほとんどのシステムは水素をLELの25%未満に希釈してから安全な屋外空間に排出します。単一のプール電解ユニットは1日あたり7,000L以上の水素を生成でき、これは無視できない量です。

モニタリング:電気分解装置と連携した水素モニタリング、流量および電流のインターロック、異常な遮断保護を推奨します。

セルや電極アセンブリは当社で供給しており、必要に応じて水素ベント接続や取り付け位置も提供可能です。機器室の換気、ガス監視、システムレベルのコンプライアンスは、機器インテグレーターまたはエンジニアリング請負業者の責任です。

水素脆化は、長期の水素含有環境におけるチタンの認識された懸念事項です。陰極側の材料選択と運転条件はプロジェクトごとに評価されるべきです。

汚れ、スケーリング、極性反転

陰極側のカルシウムとマグネシウムの堆積物はセル電圧を上昇させ、有効反応面積を減少させ、硬水域での性能低下の最も一般的な原因です。

私たちのセルは極性反転動作に設計可能です。透明なアクリルハウジングにより、電極表面の状態を直接観察し、経験だけで細胞を分解するのではなく、酸洗浄のタイミングを判断できます。

洗浄時には、次亜塩素酸ナトリウムセルのスケール除去には一般的に15〜18%の塩酸が使用されます。濃度と期間は機器やスケーリングの程度によって異なるため、機器の指示に従ってください。過剰な酸洗浄はコーティングの損失を加速させます。

一つ明確にすべき点があります:標準的な単一方向アノードは頻繁な極性反転に直接使用できません。反転には水の硬度と反転サイクルに合わせた専用の双方向電極アセンブリが必要です。標準アノードを反転電源に接続すると、コーティングの寿命は大幅に短くなります。

清掃、再電極、再コーティング、または交換:意思決定の道筋

セル電圧の上昇と出力の低下が最も一般的な購入トリガーです。必ずしも機器の交換が必要だとは限りません。以下の順番で進めることをお勧めします:

• 交換前に測定してください。セルの電圧、電流、水温、塩分濃度または導電率を記録し、試運転基準値と比較してください。基準値がなければ、今すぐ作成を始めてください。これは今後のすべての判断の基礎となります。
• 清掃。もし偏差が主にスケーリングによるものであれば、機器の説明書に従って酸洗浄を行い再測定してください。ほとんどの場合、この段階で解決されます。
• 電極アセンブリを交換するか、再コーティングしてください。酸洗浄後もセル電圧が依然として高く、コーティングが異常に見える場合は、電極アセンブリの交換を評価するか、良好な基板付きの使用済みアノードを工場に返品して再塗装してください。
• セル全体を交換してください。ハウジングが劣化している、シールが破損している、接続部が腐食している、構造が変形している場合は、セルの完全な交換か図面までの再構築が必要です。

元のセル図面、物理寸法、動作パラメータから交換オプションを評価できます。

再塗装は健全な基材を持つアノードに適用され、無制限ではありません。国境を越えた返送の時間とコストはプロジェクトごとに評価されるべきです。評価は外観だけでなく運用記録に基づくべきです。

使用済み電極の運転記録や写真があれば、直接当社にお送りください。まず上記のどのレベルが適用されるかをお知らせし、その後供給についてご相談いたします。

クイック・引用

供給オプション、検査書類およびRFQ境界

供給基準。図面、サンプルまたは機器パラメータのカスタマイズ;単一セル、電極アセンブリ、スキッドまたは完全ユニットの供給。OEMおよびホワイトラベル契約。

表面処理と包装。

検査および文書化。材料証明書、寸法および目視検査記録、コーティングプロセス記録などはプロジェクトごとに合意可能です。サプライチェーンはISO 9001:2015品質管理システムに認証されており、関連製品はEU RoHS指令の試験を通過しています。輸出経験は60か国以上に及びます。

引用する前に、以下の点を明確にしておきたいと思います。

• 特定の除去率については規定していません。実際の性能は水質、導電率、塩化物含有量、pH、電流密度、滞留時間に依存します。
• 低導電率・低塩化物廃水では間接酸化経路が制限されており、プロセスの実現可能性を再評価する必要があります。単に電極面積を増やすだけでは問題は解決しません。
• NSF/ANSI 61、372、CEなどのシステムレベルの認証の責任は機器インテグレーターにあります。コンポーネントレベルのドキュメントでサポートできます。
• 生産終了モデルについては、交換契約なしで、お客様の仕様に合わせた相互参照や同等の見積もりを提供しています。
• BDD電極など他の電極技術ルートは、プロジェクトごとに評価可能です。

関連製品

また、チャルコ・チタニウムはルテニウム-イリジウム被覆チタンアノード、イリジウム-タンタル被覆チタンアノード、チタンアノードメッシュ、チューブ、バスケット、プレートも一段階調達可能です。

ルテニウム・イリジウム被覆チタンアノード

イリジウム・タンタル被覆チタンアノード

チタン陽極メッシュ

チタン陽極管

チタン陽極バスケット

チタンプレートアノード

よくある質問

水処理における電気化学反応器とは何ですか?

これは、直流電場の下で水が電極アセンブリを通過し、電極表面およびバルク溶液で酸化反応が行われる装置ユニットです。コアは電極、ハウジング、フローチャネルがどのように連携して機能するかを示します。どちらか一方で不足すると性能が低下します。

既存の図面にセルを作ったり、生産中止になったセルを置き換えたりできますか?

はい。元のセル図面、物理寸法、端子位置、動作パラメータと比較して評価します。生産終了モデルについては、交換を約束することなく、相互参照見積もりを提供します。

モノポーラかバイポーラ、どちらの構成を選ぶべきでしょうか?

小型セルは一般的に単極構造を採用し、大型セルはバイポーラを用いることが多いです。バイポーラは接続が簡単でセル電圧も低くなりますが、ユニットの一貫性とメンテナンス方法への要求が高くなります。

水素は細胞内でどのように扱われているのですか?

カソードでの水素生成は本質的な副産物です。セル内では気液分離と専用のベント経路を通じて行われます。下流の希釈、ベント、監視インターロックはシステム提供者が設計し、接続は当社が提供します。

なぜセルの電圧が上がって出力が下がるのでしょうか?

一般的な原因は、カソードのスケーリング、電極コーティングの老化、電気接続不良、給水条件の変化などです。まず試運転基準と比較し、その後清掃と交換のどちらかを決めてください。

標準的なアノードは極性反転モードで動作できますか?

直接的には。逆転には、水の硬度と反転サイクルに合わせた双方向の専用電極アセンブリが必要です。そうしないとコーティング寿命が著しく短くなります。

電極は交換ではなく再コーティングできますか?

良好な基材を持つチタンアノードは通常、工場に返品して再塗装が可能です。しかし再塗装には制限がなく、国境を越えた返送の時間とコストはプロジェクトごとに評価されるべきです。

これは水素電解器や実験用フローリアクターと同じものですか?

いいえ。このページの製品は工業用水処理用であり、水素生産用の水処理電解槽や実験室用電気化学フローリアクターとは目的や構造が異なります。

セル構成のパラメータと見積もりを送ってください

以下の情報を送っていただければ、セルの種類、電極構成、構造設計を提案いたします。

水質 — 水源タイプ、COD、アンモニア窒素、総窒素、塩化物、導電率、pH、SS、硬度、水温。

プロセス — m³/h単位のスループット、目標排水量、連続運転または断続運転、期待停留時間。

機器 — ハウジング寸法と材料、電極数とサイズ、電極間隔、端子位置、入口および出口ボア、動作電流と電圧、極性反転の有無。

現在の状況 — 既存のセル図面、使用済み電極の写真、電流セルの電圧と出力、動作中に遭遇した問題。

不完全な情報でも問題ありません。持っているものを送れば、まだ足りないものをお知らせします。