ارزش اصلی و ترکیب فنی آندهای تیتانیوم در صنعت کلر-قلیایی

ارزش اصلی و ترکیب فنی آندهای تیتانیوم در صنعت کلر{0}}قلیایی

در صنعت کلر{0}}قلیایی، فرآیند اصلی الکترولیز آب نمک اشباع برای تولید کلر، سود سوزآور و هیدروژن است. آند، به عنوان یک جزء کلیدی فرآیند الکترولیز، مستقیماً مصرف انرژی، کارایی و پایداری عملیاتی را تعیین می کند. آند تیتانیوم که معمولاً به عنوان آند پایدار بعدی (DSA) شناخته می شود، به دلیل پیشرفت های تکنولوژیکی انقلابی خود، از دهه 1970 به طور کامل جایگزین آندهای گرافیت سنتی به عنوان استاندارد صنعتی شده است.

جوهر آند تیتانیوم یک ماده الکترود مرکب است. بستر آن از تیتانیوم خالص صنعتی (درجات TA1/TA2) ساخته شده است که به صورت مش یا صفحه برای ارائه پشتیبانی مکانیکی و رسانایی تشکیل شده است. هسته عملکردی یک پوشش فعال الکتروکاتالیستی در سطح میکرون است که از طریق فرآیندهایی مانند اکسیداسیون تجزیه حرارتی بر روی سطح زیرلایه تیتانیوم بارگذاری می شود. این پوشش عمدتاً از اکسیدهای فلزات گرانبها، معمولاً سیستم‌های مبتنی بر روتنیوم-تیتانیوم (مانند RuO2-TiO2) و سیستم‌های مبتنی بر ایریدیوم{10}}تانتالوم (مانند IrO2-Ta2O5) تشکیل شده است.

این ساختار مزایای اساسی را فراهم می کند. ابتدا، بستر تیتانیوم تحت شرایط الکترولیز غیرفعال می شود و حداقل تغییرات ابعادی را تحمل می کند. این یک شکاف الکترود پایدار طولانی مدت در الکترولیز را تضمین می کند و از افزایش مداوم ولتاژ ناشی از مصرف الکترود جلوگیری می کند. دوم، پوشش فعال خواص کاتالیزوری عالی برای واکنش تکامل کلر از خود نشان می دهد، که به طور قابل توجهی پتانسیل مازاد الکتروشیمیایی را کاهش می دهد و در نتیجه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف برق DC حاصل می کند. در نهایت، انتخاب کاتالیزوری بالای آن به طور موثر واکنش جانبی تکامل اکسیژن را سرکوب می کند. این نه تنها خلوص محصول کلر را بهبود می بخشد، بلکه عمر مفید آن را از چند ماه برای آندهای گرافیت به شش سال یا بیشتر افزایش می دهد. در حال حاضر، فرآیندهای سلولی غشایی مرسوم عمدتاً از-روتنیوم مقرون به صرفه-روتنیوم{8}}روتنیوم مبتنی بر تیتانیوم استفاده می‌کنند، در حالی که فرآیندهایی با واکنش‌های جانبی تکامل اکسیژن قوی (به‌عنوان مثال، آنهایی که با اکسیژن{11}تکنولوژی کاتد دپلاریزه‌شده یا تولید هم‌پایه کلرات بیشتر{1} ایتانیوم بر پایه کلرات{1} ایتانیم ریتینگ بیشتر مرتبط می‌شوند) استفاده می‌کنند.