In einer Chloralkali-Zelle übernimmt nicht das Titan die Elektrochemie. Das tut die Beschichtung. Titan ist dort, weil es ein Ventilmetall ist: Wo die Beschichtung durchgescheuert ist, repassiviert sich das freiliegende Substrat, statt sich aufzulösen, wodurch dieselbe Anodenbasis neu beschichtet statt verschrottet werden kann.
Welche Beschichtung eine Chloranwendung benötigt
Die Beschichtungsfamilie, nicht das Substrat, entscheidet, für welche Reaktion die Anode gebaut ist, und die falsche Familie in einem Einsatz verkürzt ihre Lebensdauer:
| Beschichtungsfamilie | Wofür die Beschichtung ausgelegt ist | Wo es normalerweise geliefert wird |
|---|---|---|
| Auf Ruthenium-Basis | Chlorentwicklung | Natronlaugeherstellung im Diaphragmaverfahren, Natriumhypochlorit-Elektrolyse |
| Auf Iridiumbasis | Sauerstoffentwicklung | Elektrolytische Kupferfolie, Aluminiumfolienformierung, Galvanisierung, Säureeinsatz |
| Platin-beschichtet | Platinbeschichtung | Funktionale Wasserelektrolyse, Edelmetallbeschichtung |
Chlorentwicklung und Sauerstoffentwicklung sind unterschiedliche Elektrochemie, und eine für das eine abgestimmte Beschichtung ist keine günstigere Version der anderen. Eine Chloralkali-Anfrage, die nur die Anodengröße nennt, hat noch nicht angegeben, welche der drei sie benötigt.
Der Betriebsbereich, innerhalb dessen jede Beschichtung angeboten wird
Vier Zahlen entscheiden, ob eine Anode zur Zelle passt, und eine Anfrage, die sie enthält, kann in einem Durchgang beantwortet werden:
| Beschichtungsfamilie | Stromdichte | Betriebstemperatur | Beschichtungsdicke | Edelmetallbeladung |
|---|---|---|---|---|
| Auf Ruthenium-Basis | Unter 2000 A/m² | Zusammen mit dem Einsatzfall angegeben | 5 bis 20 µm | 5 bis 20 g/m² |
| Auf Iridiumbasis | Unter 2000 A/m² | Unter 70 °C | Zusammen mit dem Einsatzfall angegeben | 10 bis 45 g/m² |
| Platin-beschichtet | Unter 4000 A/m² | Unter 80 °C | 0.5 bis 10 µm | Zusammen mit dem Einsatzfall angegeben |
Das Ruthenium-System ist zusätzlich durch die Säurekonzentration begrenzt und wird für Salzsäure-Einsatz unter 20 Prozent geliefert. Die Edelmetallbeladung ist das Feld, das Anfragen tendenziell auslassen, und sie beeinflusst die Standzeit, weshalb sie neben der aktiven Fläche angegeben werden sollte, statt es dem Lieferanten zur Annahme zu überlassen.
Prüfen Sie zunächst die Stromdichtezeile gegen Ihre eigene Zelle. Der veröffentlichte Ruthenium Bereich unter 2000 A/m² ist der für Diaphragma- und Hypochlorit-Betrieb angegebene Wert. Membran-Chloralkalizellen arbeiten deutlich intensiver, daher sollte eine Anfrage von einer Membrananlage den Zellentyp und dessen Betriebsstromdichte gleich in der ersten Zeile angeben und den Bereich anhand dieser Angabe bestätigen lassen, statt ihn von dieser Seite anzunehmen.
Warum das Substrat wiederverwendet werden kann
Titan ist ein Ventilmetall. Wo eine Beschichtung durchgescheuert ist, repassiviert die freiliegende Basis daher, anstatt zu korrodieren, und dasselbe Substrat kann mehrfach abgestreift und neu beschichtet werden. Das Abstreifen erfolgt durch Salzschmelze, Säurekochen oder Sulfatelektrolyse, und der Punkt, an dem eine Neubeschichtung günstiger ist als ein Ersatz, wird davon bestimmt, wie hoch die Kosten der steigenden Zellspannung sind. Die Entscheidung für eine Neubeschichtung ist eine Rechenaufgabe und keine Präferenz: Die Neubeschichtung wird zur günstigeren Option, sobald der Verlust durch die steigende Zellspannung die Kosten der Neubeschichtung übersteigt.
Ein Käufer, der eine Nachbeschichtung erwartet, sollte dies bei der Anfrage angeben: Es ändert, was die Substratzeichnung und das Anschlussdetail überstehen müssen.
Die Substratseite der Bestellung
ASTM B265 regelt das Titan-Substrat, auf dem beschichtete Anoden aufgebaut werden, und ihre Interstitial-Obergrenzen sind der maßgebliche Unterschied zwischen den Substratgüten. Nach ASTM B265 begrenzt Grade 1, UNS R50250, Sauerstoff auf 0,18 Prozent und Eisen auf 0,20 Prozent und liefert damit die am besten umformbare Basis für Netze und tiefgezogene Formen; nach derselben Spezifikation erlaubt Grade 2, UNS R50400, 0,25 Prozent Sauerstoff und 0,30 Prozent Eisen bei einer Mindestzugfestigkeit von 345 MPa. Da die Beschichtung die elektrochemische Arbeit übernimmt, sind diese Zusammensetzungsgrenzen das, was eine Anodenzeichnung für das Grundmaterial angeben sollte, statt eines Markennamens.
Form ist eine von der Beschichtung getrennte Bestellposition. Anoden werden als Platte, Stab, Blech, Draht, Netz, Rohr, Ring, Band und Korb hergestellt, und Netz ist im Zelleneinsatz verbreitet: Es bietet bei gleicher Grundfläche mehr aktive Oberfläche und lässt Gas von der Oberfläche entweichen. Welche Form für eine bestimmte Zelle geeignet ist, ist eine konstruktive Frage, die der Käufer beantwortet, keine, die die Beschichtungsfamilie festlegt.
Was eine Anfrage für Chloralkali-Anoden angeben muss
Die ersten fünf Felder betreffen die Zelle; die letzten zwei betreffen die Anode als physisches Bauteil. Eine Anfrage ohne die ersten fünf Felder kann überhaupt nicht beantwortet werden.
| Feld | Warum es das Angebot bestimmt |
|---|---|
| Zellentyp | Diaphragma, Membran oder Hypochlorit; dies legt fest, welcher Bereich gilt |
| Beschichtungsfamilie | Ruthenium für die Chlorentwicklung; die Beanspruchung entscheidet, nicht der Preis |
| Stromdichte | Wird gegen den obigen Bereich geprüft |
| Elektrolyt und Konzentration | Ruthenium-Einsatz ist auf unter 20 Prozent Salzsäure begrenzt |
| Betriebstemperatur | Iridium- und Platinsysteme haben Temperaturobergrenzen |
| Edelmetallbeladung | Beeinflusst die Standzeit; kein Lieferantenstandard |
| Substratgüte und -form | Grade 1 oder Grade 2, als Platte, Netz, Rohr, Ring, Stab, Draht oder Korb |
| Absicht zur Nachbeschichtung | Ändert Grundwerkstoff und Anschlusskonstruktion |
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Die Beschichtungswerte auf dieser Seite stammen aus dem Beiyu Titanium Anoden-Liefersortiment: Beschichtungen auf Rutheniumbasis unter 2000 A/m² bei 5 bis 20 µm Dicke und 5 bis 20 g/m² Auflage, begrenzt auf unter 20 Prozent Salzsäure; Beschichtungen auf Iridiumbasis unter 2000 A/m² und unter 70 °C bei 10 bis 45 g/m²; platinierte Beschichtungen unter 4000 A/m² und unter 80 °C bei 0.5 bis 10 µm. Anoden werden als Platte, Stab, Blech, Draht, Netz, Rohr, Ring, Band und Korb hergestellt, gemeinsam aufgeführt statt einer Form pro Anwendung, sodass diese Seite keine Beschichtung mit einer einzelnen Form verknüpft.
Die Zusammensetzungsgrenzen des Grundwerkstoffs sind die von ASTM B265 für Grade 1, UNS R50250, und Grade 2, UNS R50400. Die Beschichtung wird durch ihren Prozess beschrieben, nicht durch eine Werkstoffspezifikation, weshalb ein Anodenauftrag zwei Abnahmen trägt. Der Titan-Grundwerkstoff erhält ein Abnahmeprüfzeugnis EN 10204 3.1 mit Chargenrückverfolgbarkeit; die Beschichtung wird gegen den Prozess dokumentiert, mit dem sie aufgebracht wurde.