أنود التيتانيوم لغسيل الكلى كهربائيا

1. مجالات التطبيق: لقد تم استخدام أجهزة غسيل الكلى التحليلي على نطاق واسع في صناعات مثل الطاقة، والمواد الكيميائية، والإلكترونيات، وحماية البيئة، والأدوية، والمنسوجات، والمواد الغذائية، مما يحقق فوائد اقتصادية مرضية. تشمل التطبيقات المحددة ما يلي:
1) تحلية مياه البحر والمياه قليلة الملوحة لإنتاج المياه الصالحة للشرب.
2) إنتاج المياه للمشروبات مثل البيرة والصودا والمياه النقية.
3) إنتاج الماء للغلايات ذات الضغط المنخفض-.
4) الاستخدام المشترك للغسيل الكلوي الكهربي والتبادل الأيوني لإنتاج الماء المقطر والماء عالي النقاء - والماء عالي النقاء. يمكن لهذه الطريقة لإنتاج المياه توفير 80-90% من الأحماض والقلويات، وتجنب التجديد المتكرر للراتنجات، وتقليل تكاليف إنتاج المياه بشكل كبير.
5) يتم دمجها مع وحدات معالجة مختلفة أخرى لإنتاج مياه مناسبة للصناعات ذات الجودة الأعلى-مثل الإلكترونيات والأدوية والمواد الغذائية والمواد الكيميائية.
6) استخلاص المعادن الثمينة مثل Au وAg وCu من مياه الصرف الصناعي (السوائل) في صناعات مثل الطلاء الكهربائي والإلكترونيات.

2. المبدأ:
تحت تأثير المجال الكهربائي المستمر المطبق، باستخدام نفاذية أغشية التبادل الأيوني (أي أغشية الكاتيونات التي تسمح فقط للكاتيونات بالمرور وأغشية الأنيونات التي تسمح للأنيونات فقط بالمرور من خلالها)، يتم تحقيق الهجرة الاتجاهية للأنيونات والكاتيونات في الماء، وبالتالي فصل الأيونات عن الماء في عملية فيزيائية وكيميائية. المبدأ هو: بين الكاثود والأنود، هناك عدة أغشية كاتيونية وأنيونية مرتبة بالتناوب. يمر الماء عبر الغشائين والمقصورات المتكونة بين الغشائين والقطبين الكهربائيين. بعد توصيل مصدر الطاقة إلى القطبين، تهاجر الأنيونات والكاتيونات الموجودة في الماء نحو الكاثود والأنود، على التوالي. بسبب النفاذية الانتقائية لأغشية الكاتيون والأنيون، يتم تشكيل حجرات متناوبة ذات تركيزات أيونية منخفضة (غرف مخففة) وتركيزات أيونية متزايدة (غرف مركزة). وفي الوقت نفسه، تحدث أيضًا تفاعلات اختزال الأكسدة-، أي تفاعلات القطب الكهربائي، على القطبين الكهربائيين. ونتيجة لذلك، يتشكل القشور في حجرة الكاثود بسبب المحلول القلوي، بينما يحدث التآكل في حجرة الأنود بسبب المحلول الحمضي. لذلك، أثناء عملية الغسيل الكلوي الإلكتروليتي، يتم استخدام استهلاك الطاقة الكهربائية بشكل أساسي للتغلب على المقاومة التي يواجهها التيار المار عبر المحلول والأغشية وتفاعلات الأقطاب الكهربائية.

3. الجهاز:
يشتمل بناء جهاز التحليل الكهربائي على ألواح الضغط، وألواح دعم القطب الكهربائي، والأقطاب الكهربائية، وإطارات الأعمدة، والأغشية الأنيونية، وحواجز الماء المركزة، وحواجز الماء المخفف، ومكونات أخرى. يتم تجميع هذه المكونات بترتيب معين ويتم ضغطها لتكوين شكل معين من أجهزة التحليل الكهربائي. تشمل المعدات المساعدة للمحلل الإلكتروليتي أيضًا مضخات المياه والمقومات وما إلى ذلك، والتي تشكل معًا جهاز غسيل الكلى الإلكتروليتي.

4. اختبار الأداء الكهروكيميائي والعمر الافتراضي (المعيار المرجعي HG/T2471-2007 Q/CLTN-2012)

5. ظاهرة الكثافة والاستقطاب الحالية:
أثناء تشغيل جهاز التحليل الكهربائي، يُسمى التيار الذي يمر عبر كل وحدة من مساحة الغشاء بكثافة التيار. أثناء التشغيل، عندما تصل كثافة التيار إلى قيمة معينة، تكون سرعة انتقال الأيونات في الطبقة البينية أقل بكثير من تلك الموجودة داخل الغشاء، مما يجبر جزيئات الماء في واجهة الغشاء على التأين، والاعتماد على أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيل لتوصيل الكهرباء. وتسمى ظاهرة واجهة الغشاء هذه باستقطاب التركيز. في هذا الوقت، تسمى الكثافة الحالية الحد من الكثافة الحالية. يشمل الاستقطاب استقطاب التركيز واستقطاب القطب. بعد حدوث الاستقطاب، تتراكم أيونات الهيدروكسيل الزائدة على جانب واحد من الحجرة المخففة للغشاء الكاتيوني، وتتراكم أيونات الهيدروجين الزائدة على جانب واحد من الحجرة المركزة للغشاء الكاتيوني؛ تتراكم أيونات الهيدروجين الزائدة على جانب واحد من الحجرة المخففة للغشاء الأنيوني، وتتراكم أيونات الهيدروكسيل الزائدة على جانب واحد من الحجرة المركزة للغشاء الأنيوني. بسبب التركيز الأيوني العالي في غرفة التركيز، تتشكل رواسب مثل كربونات الكالسيوم على جانب واحد من الغشاء الأنيوني في غرفة التركيز، مما يزيد من مقاومة الغشاء، ويزيد من استهلاك الطاقة، ويقلل المساحة الفعالة للغشاء، ويقلل من جودة المياه، ويؤثر على التشغيل العادي.

الوسم :