Ánodo de titanio para diálisis electrolítica

1. Áreas de aplicación: Los dispositivos de diálisis electrolítica se han utilizado ampliamente en industrias como la energética, la química, la electrónica, la protección del medio ambiente, la farmacéutica, la textil y la 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 un 80-90% 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 alimentación y la química.
6) Recuperación de metales preciosos como Au, Ag, Cu de aguas residuales industriales (líquidos) en industrias como la galvanoplastia y la electrónica.

2. Principio de diálisis electrolítica:
Bajo la acción de un campo eléctrico de corriente continua aplicado, utilizando la permeabilidad de las membranas de intercambio iónico (es decir, membranas de cationes que permiten que pasen solo cationes y membranas de aniones que permiten que pasen solo 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, hay varias membranas de cationes y aniones dispuestas de forma alternada. El agua pasa a través de las dos membranas y los compartimentos formados entre las dos membranas y los dos electrodos. Después de que la fuente de alimentación se conecta a los dos electrodos, los aniones y cationes en el 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 concentración). 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 del cátodo debido a la solución alcalina, mientras que se produce corrosión en la cámara del ánodo 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 que encuentra la corriente que pasa a través de la solución y las membranas, y las reacciones de los electrodos.

3. Dispositivo de diálisis electrolítica:
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. El equipo auxiliar para el dializador electrolítico también incluye bombas de agua, rectificadores, etc., que juntos constituyen un dispositivo de diálisis electrolítica.

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

5. Densidad de corriente y fenómeno de polarización:
Durante el funcionamiento del dializador electrolítico, la corriente que pasa a través de la membrana por unidad de área se denomina densidad de corriente. Durante el funcionamiento, cuando la densidad de corriente alcanza un valor determinado, la velocidad de migración de 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 denomina polarización de concentración. En este momento, la densidad de corriente se denomina densidad de corriente limitante. La polarización incluye la polarización de concentración y la polarización de electrodos. Después de que se produce la polarización, el exceso de iones de hidroxilo se acumula en un lado de la cámara de dilución de la membrana de catión y el exceso de iones de hidrógeno se acumula en un lado de la cámara de concentración de la membrana de catión; el exceso de iones de hidrógeno se acumula en un lado de la cámara de dilución de la membrana de aniones y el exceso de iones de hidroxilo se acumula en un lado de la cámara de concentración de la membrana de aniones. Debido a la alta concentración de iones en la cámara de concentración, se forman precipitados como el carbonato de calcio en un lado de la membrana de aniones en la cámara de concentración, 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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