Valoarea de bază și compoziția tehnică a anozilor de titan în industria clor-alcaline

Valoarea de bază și compoziția tehnică a anozilor de titan în industria clor-alcaline

În industria clor-alcaline, procesul de bază este electroliza saramurii saturate pentru a produce clor, sodă caustică și hidrogen. Anodul, ca o componentă cheie a procesului de electroliză, determină în mod direct consumul de energie, eficiența și stabilitatea operațională. Anodul de titan, cunoscut în mod obișnuit ca un anod stabil dimensional (DSA), a înlocuit complet anozii tradiționali de grafit ca standard industrial din anii 1970, datorită progreselor tehnologice revoluționare.

Esența unui anod de titan este un material compozit pentru electrozi. Substratul său este fabricat din titan pur industrial (clasele TA1/TA2), format într-o plasă sau placă pentru a oferi suport mecanic și conductivitate. Miezul funcțional este o acoperire activă electrocatalitică la nivel de microni, încărcată pe suprafața substratului de titan prin procese precum oxidarea prin descompunere termică. Această acoperire constă în principal din oxizi de metale prețioase, cel mai frecvent sisteme pe bază de ruteni-titan (de exemplu, RuO₂-TiO₂) și sisteme pe bază de iridiu{-tantal (de exemplu, IrO₂{-Ta₂O₅).

Această structură oferă avantaje fundamentale. În primul rând, substratul de titan pasivează în condiții de electroliză, suferind modificări dimensionale minime. Acest lucru asigură un interval de electrozi stabil-pe termen lung în electrolizor, prevenind creșterea continuă a tensiunii cauzată de consumul de electrozi. În al doilea rând, învelișul activ prezintă proprietăți catalitice excelente pentru reacția de degajare a clorului, reducând semnificativ suprapotenţialul electrochimic și realizând astfel economii substanțiale în consumul de curent continuu. În cele din urmă, selectivitatea sa catalitică ridicată suprimă eficient reacția secundară de evoluție a oxigenului. Acest lucru nu numai că îmbunătățește puritatea produsului cu clor, dar îi extinde și durata de viață de la câteva luni pentru anozii de grafit la șase ani sau mai mult. În prezent, procesele convenționale cu celule cu membrană folosesc în mod predominant acoperirea pe bază de ruteniu-titan, în timp ce procesele cu reacții secundare puternice de evoluție a oxigenului (de exemplu, cele asociate cu tehnologia catodului depolarizat cu oxigen-sau producția de clorat) trebuie să utilizeze acoperirea mai stabilă pe bază de iridiant{12}.