Ánodo de titanio para diálisis electrolítica

1. Áreas de aplicación: Los dispositivos de diálisis electrolítica se han utilizado ampliamente en industrias como la eléctrica, química, electrónica, protección ambiental, farmacéutica, textil y alimentaria, logrando beneficios económicos satisfactorios. Las aplicaciones específicas incluyen:
1) Desalinización de agua de mar y agua salobre para producir agua potable.
2) Producción de agua para bebidas como cerveza, refrescos y agua purificada.
3) Producción de agua para calderas de baja-presión.
4) Uso combinado de diálisis electrolítica e intercambio iónico para producir agua destilada, agua de alta-pureza y agua ultrapura. Este método de producción de agua puede ahorrar entre un 80% y un 90% de ácidos y álcalis, evitar la regeneración frecuente de resinas y reducir en gran medida los costos de producción de agua.
5) Combinado con otras unidades de tratamiento diferentes para producir agua adecuada para industrias-de mayor calidad, como la electrónica, la farmacéutica, la alimentaria y la química.
6) Recuperación de metales preciosos como Au, Ag, Cu a partir de aguas residuales industriales (líquidos) en industrias como la galvanoplastia y la electrónica.

2. Principio:
Bajo la acción de un campo eléctrico de CC aplicado, utilizando la permeabilidad de las membranas de intercambio iónico (es decir, membranas catiónicas que solo permiten el paso de cationes y membranas aniónicas que solo permiten el paso de aniones), se logra la migración direccional de aniones y cationes en agua, separando así los iones del agua en un proceso fisicoquímico. El principio es el siguiente: entre el cátodo y el ánodo se encuentran varias membranas de cationes y aniones dispuestas de forma alterna. El agua pasa a través de las dos membranas y de los compartimentos formados entre las dos membranas y los dos electrodos. Después de conectar la fuente de alimentación a los dos electrodos, los aniones y cationes del agua migran hacia el cátodo y el ánodo, respectivamente. Debido a la permeabilidad selectiva de las membranas de cationes y aniones, se forman compartimentos alternos con concentraciones de iones reducidas (cámaras de dilución) y concentraciones de iones aumentadas (cámaras de concentrado). Mientras tanto, también se producen reacciones de oxidación-reducción, es decir, reacciones de electrodos, en los dos electrodos. Como resultado, se forman incrustaciones en la cámara catódica debido a la solución alcalina, mientras que se produce corrosión en la cámara anódica debido a la solución ácida. Por lo tanto, durante el proceso de diálisis electrolítica, el consumo de energía eléctrica se utiliza principalmente para superar la resistencia encontrada por la corriente que pasa a través de la solución y las membranas, y las reacciones de los electrodos.

3. Dispositivo:
La construcción de un dializador electrolítico incluye placas de presión, placas de soporte de electrodos, electrodos, marcos polares, membranas aniónicas, deflectores de agua concentrada, deflectores de agua diluida y otros componentes. Estos componentes se ensamblan en un orden determinado y se comprimen para formar una determinada forma de dializador electrolítico. Los equipos auxiliares del dializador electrolítico también incluyen bombas de agua, rectificadores, etc., que en conjunto constituyen un dispositivo de diálisis electrolítica.

4. Pruebas de rendimiento electroquímico y vida útil (Norma de referencia HG/T2471-2007 Q/CLTN-2012)

5. Fenómeno de polarización y densidad de corriente:
Durante el funcionamiento del dializador electrolítico, la corriente que pasa por unidad de área de membrana se denomina densidad de corriente. Durante el funcionamiento, cuando la densidad de corriente alcanza un cierto valor, la velocidad de migración de los iones en la capa de interfaz es mucho menor que la del interior de la membrana, lo que obliga a las moléculas de agua en la interfaz de la membrana a ionizarse, dependiendo de los iones de hidrógeno y los iones de hidroxilo para conducir la electricidad. Este fenómeno de interfaz de membrana se llama polarización de concentración. En este momento, la densidad de corriente se denomina densidad de corriente límite. La polarización incluye polarización de concentración y polarización de electrodos. Después de que se produce la polarización, el exceso de iones hidroxilo se acumula en un lado de la cámara diluida de la membrana catiónica y el exceso de iones hidrógeno se acumula en un lado de la cámara de concentrado de la membrana catiónica; El exceso de iones de hidrógeno se acumula en un lado de la cámara diluida de la membrana aniónica y el exceso de iones hidroxilo se acumula en un lado de la cámara de concentrado de la membrana aniónica. Debido a la alta concentración de iones en la cámara de concentrado, se forman precipitados como carbonato de calcio en un lado de la membrana aniónica en la cámara de concentrado, lo que aumenta la resistencia de la membrana, aumenta el consumo de energía, reduce el área efectiva de la membrana, disminuye la calidad del agua y afecta el funcionamiento normal.

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