Хлор-щелочные аноды: ММО-покрытые титановые аноды для мембранных и диафрагмальных клеток

Хлор-щелочный анод — это основной компонент в промышленных хлор-щелочных клетках, который осуществляет реакцию эволюции хлора. Henan Chalco поставляет ММО-покрытые титановые аноды для мембранных и диафрагмических клеток.

Мы поставляем электролизы рассола промышленного масштаба, а не электроды для хлоринов в бассейне или небольшие генераторы гипохлорита натрия — плотность тока и условия рассола для них совершенно разные.

Помимо новых анодов, мы также предоставляем услуги по повторному покрытию и реактивации анодов.

Опыт отрасли в целом показывает, что процесс ионообменной мембраны стал доминирующим направлением для текущих мощностей хлор-щелочности.

Хлор-щелочные аноды и сервисы в одном взгляде

Мембранные аноды клеток

Для ионообменных мембранных хлор-щелочных клеток — ведущего технологического пути для новых и модернизированных хлор-щелочных установок.

Аноды диафрагмальных клеток

Для замены, ремонта и модернизации анодов в действующих диафрагмических ячейках.

Повторное покрытие и реактивация

Снимает отработанное покрытие с деактивированных анодов, осматривает титановую подложку, повторно наносит и спечает новое покрытие, а также повторно проверяет их характеристики.

Построен по чертежу

Форма анода, схема перфорации, проводящая структура, расположение соединения и размерные допуски могут быть выполнены на чертежах заказчика.

Почему растёт напряжение ячейки — и является ли анод причиной

Хлор-щелоч — классический энергоёмкий процесс.

Анализ отрасли обычно указывает, что стоимость электроэнергии составляет значительную долю от общих затрат на производство хлор-щелочного вещества, поэтому каждое увеличение напряжения элемента в итоге отображается в кВт·ч на тонну NaOH. Именно поэтому «растущее напряжение» почти всегда является первым сигналом, который запускает оценку покупки анода клиентом.

Однако повышение напряжения в ячейке не обязательно означает, что виноват анод. Прежде чем решать замену или покрытие, стоит выделить возможные причины:

• Ионнообменное старение мембраны — после длительной эксплуатации мембрана разрушается химическим воздействием, эрозией электролитов и загрязнением адсорбированными примесиями. Ионообменная способность и стабильность проницаемости постепенно снижаются, а сопротивление мембраны продолжает расти со временем работы.
• Деактивация анодного покрытия — электрокаталитическая активность оксида драгоценного металла снижается, и потенциал эволюции хлора соответственно увеличивается.
• Деградация катодного покрытия — снижение характеристик катодного покрытия также увеличивает общее напряжение элемента.
• Высокая кислотность анолита — избыточная кислотность анолита ускоряет коррозию анода, косвенно повышая напряжение элемента.
• Аномалии разницы давления в аноде/катодном компартменте — плохо контролируемое или чрезмерно колебающееся разное давление снижает контактную герметичность между мембраной и электродом, увеличивая сопротивление мембраны.
• Примеси рассола — ионы кальция, магния и другие примеси накапливаются на поверхность электрода, в то время как ионы фтора и цианида сильно разъедают титановую подложку.

Чтобы определить, является ли анод причиной, обычно стоит проверить несколько углов: масштабируется ли рост напряжения с плотностью тока; сопровождается ли это снижением эффективности тока или изменением качества хлорного газа; и является ли проблема изолированной в одной ячейке или происходит по всей системе — изолированная ячейка направлена ближе к электроду или мембране этой ячейки, а подъём по всей системе обычно связан с общей причиной процесса. Эти подсказки помогают сузить круг, но они не заменяют фактическую проверку при отключении.

После того как причина выделена, следующий вопрос: заменить или заменить?

Повторное покрытие и повторная активация: заново покрыть или заменить?

Экономика повторного покрытия

Титан — это клапанный металл. После деактивации покрытия и обнажения поверхности подложки он самопассивируется и обычно не подвергается дополнительной коррозии при нормальных условиях эксплуатации, поэтому титановая подложка часто может использоваться многократно — это физическая основа экономики повторного покрытия хлор-щелочных анодов, а также структурное преимущество титановых анодов перед растворимыми анодами.

Сама формула принятия решений непроста: когда при одинаковой плотности тока потеря мощности из-за повышения напряжения превышает стоимость снятия, повторного покрытия и повторного тестирования, более разумным выбором является повторное покрытие.

Сложность не в формуле, а в следующем этапе: подтверждение, что рост напряжения действительно происходит от анода и пригоден ли субстрат к использованию.

Путь принятия решения

Ссылаясь на приведённую выше схему, фактическая последовательность такова: сначала подтвердить, связана ли аномалия напряжения с анодом; затем оценить, пригодна ли титановая подложка к эксплуатации — если состояние подложки плохое, повторное покрытие не может её восстановить, и требуется прямая замена; затем принять экономическое решение; и, наконец, согласовать с запланированным окном возврата, чтобы избежать планирования отдельного незапланированного остановки только для замены покрытия.

Пороговые значения, показанные на схеме, являются только индикативными; фактические значения зависят от конструкции ячейки, плотности рабочего тока и цены на электроэнергию на заводе.

Что охватывает покрытие Хэнань Чалко

Наши услуги по повторному покрытию и реактивации включают: снятие деактивированного покрытия, осмотр состояния титановой подложки, переработку раствора из драгоценного металла в соответствии с условиями эксплуатации, повторное нанесение и спечение покрытия, а также доставку только после проверки срока службы с помощью тестовых купонов, сопровождаемых к печи.

Стоит отметить, что не каждый возвращённый анод подходит для повторного покрытия. Если осмотр показывает, что субстрат больше не пригоден, мы скажем об этом и рекомендуем замену, а не принудительно наносить повторное покрытие.

Эффективность после повторного покрытия зависит от состояния подложки и степени предыдущего разрушения.

Для оценки вы можете прислать нам фотографии состояния анода и записей о напряжении ячеек для оценки повторного покрытия.

Краткая цитата

Геометрия анодов и совместимость ячеек

Геометрия анода напрямую определяет, поместится ли он в существующую ячейку.

Доступные формы включают:

Перфорированная сетка (перфорированная пластина)

Круглая, овальная или индивидуальная перфорация — для ячеек, которым требуется стабильное соотношение открытых площадей и газовый канал.

Расширенная сетка

Расширенная сетчатая структура с хорошим балансом между соотношением открытых площадей и жёсткостью.

Тип жалюзи

Структура жалюзи (slat) для ячеек с определёнными требованиями к пути выхода газа.

Плоская сетка

Плоская сетка — простая конструкция, простая в установке.

Сетчатая корзина / монополярная многоэлементная пластина

Сетчатые корзины и монополярные многоэлементные анодные сборки, главным образом для диафрагмовых ячеек.

Внешние размеры, схема перфорации, интерфейс проводника и стержня и допуски могут быть выполнены по чертежам заказчика.

Для крупных платформ мембранных клеток мы предлагаем предложения и анализируем по чертежам и спецификациям ячеек, которые вы предоставили.

Краткая цитата

Аноды мембранных клеток против диафрагмических клеток: технические характеристики

Аноды мембранных клеток и диафрагмы не взаимозаменяемы.

Потенциальная базовая линия теста, геометрия и режим отказа различаются между ними — один набор параметров, описывающий оба типа ячеек, обычно означает, что параметры не были указаны специально для хлор-щелочного обслуживания.

Три заметки о значениях в таблице.

Во-первых, каждая запись маркируется своими условиями испытания — электролитом, плотностью тока и опорным электродом. Потенциальная величина без испытательных условий не сравнима в руках инженера-электролиза, поэтому мы предпочитаем увеличить таблицу.

Во-вторых, исходные показатели для мембранных и диафрагмальных клеток различаются (3 кА/м² против 2 кА/м²), поэтому эти два столбца не следует сравнивать напрямую друг с другом.

В-третьих, две потенциальные цифры для анода мембранной ячейки соответствуют разным этапам обслуживания: ≤1,10 В против SCE — начальный потенциал эволюции хлора для совершенно нового анода; ≤1,172 В против SCE — это допустимый потолок потенциала в эксплуатации, разрешённый в рамках гарантийного срока — покрытие естественным образом разрушается со временем эксплуатации и считается приемлемым, пока оно находится ниже этого потолка.

Если вы хотите подтвердить, что параметры совпадают с вашими условиями работы, вы можете отправить нам тип ячейки и фактическую плотность рабочего тока для обзора характеристик.

Краткая цитата

Система покрытия и титановая подложка

Почему эволюция хлора использует покрытие на основе рутения

Выбор покрытия определяется целевой реакцией.

Среды, эволюционирующие хлором, используют смешанную систему оксидов металлов, основанную преимущественно на RuO₂, обычно в паре с компонентом иридия. Она характеризуется низким сверхпотенциалом хлора и хорошей селективностью для реакции эволюции хлора. Среды, эволюционирующие кислородом (например, электровинирование цветных металлов или гальванопокрытие), напротив, используют систему иридий и тантал.

Два типа покрытий служат разным целям и не взаимозаменяемы — параметры на этой странице применяются только к услугам по обработке хлора.

Субстрат

Анодная подложка — коммерчески чистый титан, преимущественно TA1, который содержит меньшее содержание железа и кислорода, чем TA2, что обеспечивает более высокую чистоту и более стабильную работу электродов. Доступен для международных классификаций Grade 1 и Grade 2, с химическим составом по ASTM B265 и ASTM B348; окончательные значения по MTC.

Цепочка процессов

Прочность соединения между покрытием и подложкой определяется контролем на каждом этапе процесса, а не от какого-либо отдельного этапа:

• Механическая обработка и формовка — складывание кромки, резьба и сварка, выполненные по требованиям заказчика с гарантированными допусками;
• Отжиг и выравнивание при снятии напряжений — обработка при >500°C (>932°F) для снятия напряжения и обеспечения плоскости;
• Поверхностная обработка — удаляет плотный слой оксида титана, образовавшийся во время отжига, восстанавливая металлический блеск поверхности;
• Кислотное мариновање и травление — травление в 10% щавеловой кислоты в близком к кипящем состоянии, обеспечивающее шероховатость поверхности около 6 мкм;
• Покрытие и спекание — раствор из драгоценного металла формируется с учётом условий работы, наносится вручную, спечается при заданной температуре, затем охлаждается до комнатной температуры и повторно наносится повторно, повторяется более 12–20 раз;
• Проверка перед отправкой — испытание срока службы с помощью тестовых купонов, сопровождаемых к печи; упаковка и отправка только после прохождения.

Толщина покрытия находится на масштабе микрон. После царапания поверхности покрытия повреждённое место преимущественно корродирует во время электролиза и влияет на работу всего анода.

Избегайте контакта твёрдых предметов с покрытой поверхностью во время обработки, установки и снятия.

Производство и внутренние испытания

Хлор-щелочные аноды Henan Chalco производятся в нашей собственной мастерской по покрытиям, мастерской по обработке и упаковке/отправке, оснащённых несколькими производственными линиями и специализированным оборудованием для обработки, таким как машины для выравнивания анодных пластин.

Испытания проводятся нашим собственным отделом инспекции продукции и лабораторией, оснащёнными электрохимической рабочей станцией и другими тестовыми возможностями.

Испытание срока службы с купонами, сопровождающими печь, — это рутинный этап предотгрузки: тестовые купоны помещаются в печь вместе с каждой партией покрытия во время спекания, и только после их прохождения аноды упаковываются и отправляются.

Что касается системы качества, мы сертифицированы по системе управления качеством ISO 9001. Продукция также прошла тестирование третьих лиц в соответствии с требованиями директивы ЕС RoHS.

Alt: Рабочие, наносящие MMO покрытие на титановые анодные пластины

Alt:Электрохимическая рабочая станция для тестирования производительности анодов

Варианты поставок, инспекционные документы и границы RFQ

Маршруты снабжения

Доступны два пути: новые аноды и повторное покрытие деактивированных анодов.

Качество подложки, геометрия и состав покрытия определяются условиями эксплуатации проекта.

Обработка поверхности и упаковка

Экспортная упаковка разрабатывается с учётом реального продукта и требований порта назначения.

Инспекционные документы

Следующие документы могут быть размещены в котировке по проектам:

Границы и соблюдение требований

• Мы не берём на себя обязательство совместимости с конкретным типом ячейки без предварительного изучения чертежей;
• Мы поставляем аноды и анодное покрытие; не предоставляем под ключ корпуса мембранных или катодных покрытий для всей ячейки;
• Повторное покрытие требует предварительной оценки подложки; некоторые субстраты могут быть признаны непригодными;
• Время выполнения, MOQ и цена определяются по заказу.

Связанные продукты

Кислородные аноды Ir-Ta

MMO CP Anodes MMO

Платиненные аноды

Титановая пластина и сетка

Электроды очистки воды

Гибкие линейные аноды

Часто задаваемые вопросы

Сколько служит покрытие из хлор-щелочного анодного покрытия?

Это зависит от плотности тока и фактических условий работы. Аноды диафрагмических клеток имеют гарантированный срок службы 6 лет при нормальных условиях эксплуатации; мембранно-клеточные аноды имеют ожидаемый срок службы 9 лет.

Реальный срок службы зависит от плотности тока, качества рассола и частоты остановок/запуска — мы рекомендуем провести отдельную оценку с учётом ваших собственных условий эксплуатации.

Стоит ли заново покрыть или заменить хлор-щелочные аноды?

Если титановая подложка всё ещё пригодна, а потери мощности из-за повышения напряжения превышают стоимость повторного покрытия, обычно более экономичным решением является повторное покрытие. Если осмотр показывает, что подложка непригодна, сразу переходите к замене. См. раздел о повторном покрытии на этой странице для последовательности оценки.

Всегда ли рост напряжения ячейки вызван анодом?

Нет. Старение мембраны, деградация катодного покрытия, кислотность анолита, разница давления в анодном и катодном компартменте и примеси рассола могут повышать напряжение в ячейках.

Анализ коренных причин перед заменой анода позволяет избежать второго отключения из-за замены неправильной части.

В чём разница между анодами мембранных клеток и диафрагмических клеток?

Потенциальная базовая линия теста, геометрия и режим отказа различаются между этими двумя параметрами и не взаимозаменяемы. Мембранно-клеточные аноды обычно имеют форму перфорированной сетки, расширенной сетки или жалюзи, тогда как диафрагмальные ячейки обычно используют сетчатую корзину или монополярную многоэлементную пластину. См. таблицу сравнения спецификаций на этой странице для подробностей.

Являются ли MMO-аноды теми же, что в отрасли называют размерно-стабильными анодами?

Да, это разные названия для одной и той же категории продукции. Эти аноды используют титановую подложку с покрытием из спеченного драгоценного металла и оксида на поверхности, которая остаётся размерно устойчивой и не растворяется во время электролиза.

Можете ли вы сопоставить мою существующую геометрию ячейки?

Да — мы можем оценить и рассмотреть ваши чертежи и спецификации элементов. Внешние размеры, структура перфорации и проводящая конструкция можно настраивать.

Какие документы идут с анодами?

Отчёт о химическом составе, отчёт о электрохимических испытаниях и сертификат соответствия могут быть оформлены по проекту в котировке; сертификат происхождения предоставляется по запросу.

Запросите смету

Если вы оцениваете новые аноды или анодное покрытие, пришлите нам информацию ниже, и мы проведём обзор характеристик и свяжемся с вами с предложением:

• Тип клетки и платформа — мембрана или диафрагма
• Характеристики ячеек или чертежи
• Плотность рабочего тока (кА/м²) и условия рассола
• Геометрия и размерности анодов
• Количество, а также необходимость новых анодов или замены покрытия
• Порт назначения

Для вопросов по замене покрытия приложение фотографий состояния анодов и записей о напряжении ячеек ускорит оценку.