Titananoden für Natriumhypochlorit

Natriumhypochlorit (NaOCl) ist eine Chemikalie, die häufig in der Wasseraufbereitung, Desinfektion, Bleiche und anderen Bereichen eingesetzt wird. Im Produktionsprozess von Natriumhypochlorit spielen Titananoden als wichtiger Bestandteil der Elektrolyseanlage eine Schlüsselrolle. Titananoden zeichnen sich nicht nur durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit aus, sondern können auch die Ausbeute und Produktionseffizienz von Natriumhypochlorit effektiv verbessern.

Anforderungen an Titananoden zur Herstellung von Natriumhypochlorit

Titananoden spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Natriumhypochlorit. Die Wahl des Anodenmaterials beeinflusst direkt die Elektrolyseeffizienz, die produzierte Chlor- und Natriumhypochloritmenge sowie die Lebensdauer der Anode. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Anforderungen aufgeführt, die Titananoden in diesem Prozess erfüllen müssen:

Korrosionsbeständigkeit

Bei der Herstellung von Natriumhypochlorit entstehen große Mengen Chlorgas (Cl₂) und hochkonzentrierte Chloride (Cl⁻), die stark korrosiv wirken. Daher muss das Anodenmaterial eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, um Korrosion oder Beschädigung der Anode zu verhindern. Titan als Basismaterial weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und kann in Chloridlösungen über lange Zeit stabil arbeiten.

Gute elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit des Anodenmaterials wirkt sich direkt auf die Effizienz der Elektrolyse aus. Titan weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf, die den Verlust elektrischer Energie reduzieren und die Effizienz der Elektrolysereaktion verbessern kann.

Hohe katalytische Aktivität

Die Oberfläche der Titananode ist üblicherweise mit einer Schicht aus Edelmetallen (wie Iridium, Ruthenium usw.) oder anderen Oxiden beschichtet, um die Fähigkeit zur Katalyse der Chlorgasentwicklung zu verbessern. Dies kann die während des Elektrolyseprozesses benötigte Spannung senken, wodurch die Elektrolyseeffizienz verbessert und der Energieverbrauch gesenkt wird.

Hohe Temperaturbeständigkeit

Während des Elektrolyseprozesses entsteht Wärme. Daher muss die Titananode eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen, um eine Verformung oder Zersetzung des Materials in einer Hochtemperaturumgebung zu verhindern.

Lange Lebensdauer

Die Herstellung von Natriumhypochlorit ist ein kontinuierlicher Prozess. Das Anodenmaterial muss eine lange Lebensdauer aufweisen, um häufigen Austausch oder Wartung zu vermeiden und so die Produktionskosten zu senken.

Typen und Beschichtungen

Titananoden selbst verfügen über gute Grundeigenschaften. Um ihre Leistung in der Chlorgaselektrolyse jedoch weiter zu verbessern, wird üblicherweise eine Oberflächenbeschichtung eingesetzt. Gängige Beschichtungsmaterialien für Titananoden sind:

1. Iridiumbeschichtete Titananoden (Ir/Ti)

• Eigenschaften: Iridium ist ein Edelmetall mit extrem hoher Korrosionsbeständigkeit und guter elektrokatalytischer Leistung und zeigt gute Ergebnisse bei der Chlorentwicklungsreaktion.
• Anwendung: Iridium-Titan-Anoden werden häufig bei der Herstellung von Natriumhypochlorit verwendet, da sie die Effizienz der Chlorgaserzeugung verbessern und die Elektrolysespannung senken können.

2. Rutheniumbeschichtete Titananoden (Ru/Ti)

• Eigenschaften: Ruthenium hat ebenfalls eine gute elektrokatalytische Leistung und ist günstiger als Iridium. Rutheniumbeschichtete Titananoden bieten eine hohe Stabilität während des Elektrolyseprozesses, insbesondere bei Verwendung in hochkonzentrierten Chloridlösungen. Sie weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf.
• Anwendung: Ruthenium-Titan-Anoden werden häufig bei der großtechnischen Produktion von Natriumhypochlorit verwendet und sind ein wirtschaftlicheres Anodenmaterial.

3. Titanlegierung – beschichtete Anoden (wie Platin-Titan, Iridium-Titan-Molybdän-Legierungen)

• Eigenschaften: Mit Titanlegierung beschichtete Anoden bestehen normalerweise aus einem Titanbasismaterial plus Legierungsbeschichtungen aus Iridium, Platin, Molybdän usw., die eine gute elektrokatalytische Aktivität, Korrosionsbeständigkeit und hohe Stabilität bieten können.
• Anwendung: Bei der Elektrolyse von Natriumchlorid mit hohen Anforderungen an die Anodenhaltbarkeit können mit Titanlegierungen beschichtete Anoden die Produktionseffizienz und die Anodenlebensdauer erheblich verbessern.

4. Oxidbeschichtete Anoden

• Eigenschaften: Einige Nichtedelmetalloxide (wie Kobaltoxide, Eisenoxide usw.) können auch zur Beschichtung von Titananoden verwendet werden. Solche Beschichtungen haben nicht nur gute katalytische Eigenschaften, sondern können auch eine lange Lebensdauer bei relativ geringen Kosten bieten.
• Anwendung: Obwohl diese Beschichtungen günstiger sind als Edelmetallbeschichtungen, weisen sie möglicherweise eine geringere Korrosionsbeständigkeit und katalytische Aktivität auf. Sie werden üblicherweise bei geringer Stromdichte oder in Kleinserienproduktion eingesetzt.

Natriumhypochlorit

1. Anwendungsgebiete: Natriumhypochloritgeneratoren, Antifouling-Behandlung von Kühlwasser in der Kerntechnik, Ballastwasserbehandlung, häusliche Abwasserbehandlung
2. Produktspezifikationen: Bauteilform oder nach Zeichnung bearbeitet. Unterteilt in Rohrelektroden oder Plattenelektroden
3. Anodenlebensdauer: 500 – 1500A/m², mehr als 2 Jahre
4. Elektrochemischer Leistungs- und Lebensdauertest (Referenzstandards HG/T2471 – 2007, Q/CLTN – 2012)
   

   Name	Verbesserung mg	Polarisationsrate mv	Chlorentwicklungspotential V	Testbedingungen
   Titan – basierend auf Ruthenium – Iridium	≤10	40	<1,13	1 mol/l H2SO4

5. Tatsächliche Betriebsparameter (Meeresumwelt)
   

   Arbeitsbedingungen g/L	Stromdichte A/m²	Salzverbrauch kg	Stromverbrauch kWh/kg	Natriumhypochlorit-Ausbeute g/L
   30 – 50	500 – 1500	4 – 7	3.7 – 7	6 – 10

6. Reaktionsausdrücke lauten wie folgt:

   NaCl + H2O → NaClO + H2 ↑

   Anode: 2Cl⁻ – 2e → Cl2

   Kathode: 2H⁺ + 2e → H2

   Lösungsreaktion: 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2

7. Produkthintergrund und Einführung

   Das Prinzip der elektrodenbasierten Natriumhypochlorit-Herstellung basiert auf der membranenfreien Elektrolyse und der Erzeugung von Natriumhypochlorit durch homogene sekundäre chemische Reaktionen. Das Reaktionsprinzip der Anode besteht in der Elektrolyse von Natriumchlorid (in Tablettenform), das ins Schwimmbecken gegeben wird. Während des Elektrolyseprozesses entsteht Natriumhypochlorit. Die am besten geeignete Salzkonzentration liegt zwischen 3% und 5%. Zu den in Natriumhypochlorit-Generatoren verwendeten Elektroden gehören Plattenelektroden und Rohrelektroden.

   Das Anodenmaterial kann eine beschichtete Titanelektrode sein. Die mit Mischoxid beschichtete Titananode hat eine lange Lebensdauer, ihr Überspannungspotential ist relativ niedrig, die Stromausbeute bei der Chlorentwicklung ist hoch und der Energiespareffekt ist gut.

   Natriumhypochloritgeneratoren werden je nach Verwendungszweck in zwei Kategorien unterteilt: für Hygiene und Desinfektion sowie für den Umweltschutz. Unser Unternehmen produziert derzeit Titananoden für Natriumhypochloritgeneratoren, die in Bereichen der menschlichen Gesundheit eingesetzt werden, beispielsweise zur Desinfektion von Schwimmbadwasser, Geschirr und Lebensmitteln. Im Hinblick auf den Umweltschutz werden Natriumhypochloritgeneratoren hauptsächlich für die Abwasserbehandlung in Krankenhäusern und verschiedenen industriellen Abwasserbehandlungsanlagen eingesetzt. Die Anforderungen an Spezifikation, Form und Beschichtungsleistung der Titananoden können kundenspezifisch angepasst werden.

   Lassen Sie das Wasser durch den elektronischen Prozessor fließen, um es der Behandlung durch das elektronische Feld zuzuführen. Dies kann Kalkablagerungen vorbeugen, alte Ablagerungen abbauen und Bacillus subtilis, Bacillus aeruginosus, Vibrio cholerae, pathogene Bakterien, Shigella, Salmonellen und Escherichia coli abtöten und verfügt über eine bakterizide Wirkung mit breitem Spektrum.

   Die mit Edelmetalloxid beschichtete Titanelektrode kann zur Desinfektion von Schwimmbadwasser und auch zur Desinfektion von Brauchwasser in Wassertanks von Hochhäusern verwendet werden.