淡水化プラント用チタン陽極

チタン陽極海水淡水化用の電解装置は、耐腐食性に優れ、電気エネルギーを必要な化学反応に変換する効率が高いため、淡水化プラントでよく使用されています。淡水化プラントでは、電気塩素化と呼ばれる電気分解プロセスが使用されます。このプロセスでは、海水または汽水に電流を流して、消毒目的で使用される塩素ガスと次亜塩素酸ナトリウムを生成します。

チタンは、海水と塩素の腐食作用に対して非常に耐性があり、他の金属が時間の経過とともに腐食して劣化するのを防ぐことができるため、淡水化プラントの陽極に最適な材料です。また、チタンは強度対重量比が高く、軽量であるため、取り扱いや設置が容易です。

耐久性と効率性に加えて、チタン陽極は環境に優しいです。淡水化プラント用のチタン陽極は水中に有害物質を放出しないからです。また、塩化装置用のチタン電極は寿命が長いため、頻繁な交換やメンテナンスの必要性が減ります。

淡水化プラントにおけるチタン陽極の一般的な仕様:

材質: チタン陽極のベース材料は、優れた耐腐食性を持ち、海水の強い腐食性に耐えられる、通常はグレード 1 またはグレード 2 の高品質チタンである必要があります。

コーティング: チタン陽極は、通常、電気メッキと呼ばれるプロセスによってプラチナ層でコーティングする必要があります。プラチナコーティングは陽極の触媒特性を強化し、電気分解中に発生する電気化学反応を促進する効率を向上させます。

寸法: チタン陽極の寸法は、淡水化プラントの特定の要件によって異なります。通常、陽極は円筒形であり、長さは数インチから数フィートの範囲です。

電解質: 淡水化プラントで使用される電解質は通常、腐食性の高い海水です。したがって、チタン陽極は電解質の腐食作用に耐えられるように設計する必要があります。

電流密度: チタン陽極の電流密度は、淡水化プラントで使用される特定の電気分解プロセスに合わせて最適化する必要があります。一般的に、電流密度が高いほど効率は向上しますが、腐食速度も速まる可能性があります。

コネクタ: チタン陽極は、電気分解プロセスで使用される電源に接続するように設計する必要があります。コネクタは耐腐食性があり、プロセスで使用される高電流に耐えられる必要があります。

海水電気分解の電気化学反応プロセス：

陽極反応

2 Cl¯=Cl2 + 2e 塩素発生反応

陰極反応

2 H2O + 2e=H2 + 2OH¯ 水素発生反応

電解質中の反応

Cl2 + H2O=HOCl + H + + Cl¯

淡水化用チタン陽極の利点:

1.電流効率が高く、省エネ効果が高い

2.優れた耐腐食性

3.活性層が不活性化された後、再コーティングして基板を再利用することができます。

4.電極寿命が長い

5.チタン電極は軽量で寸法安定性に優れています

6.実際のニーズに合わせて複雑な形状やサイズに加工可能

海水淡水化用チタン陽極および電気透析による海水淡水化

海水淡水化（海水淡水化とも呼ばれる）は、海水中の塩と水を分離するプロセスです。淡水化は、海水から水を除去するか、海水から塩を除去することで実現できます。大規模な商業用途としては、逆浸透、電気透析、蒸留があります。

これらの方法のうち、逆浸透法は数十年の開発を経て大きな技術的進歩を遂げましたが、コストが高く、単段逆浸透淡水化を使用すると、ホウ素と臭化物生成物（淡水化水）が基準を超え、生活として使用できません。飲料水;エネルギー消費量が大きい（一般に3KWh / M3以上、ほとんどがΓ4.5Kffh / M3）。膜への依存度も大きく、寿命が短い（一般に約2年）。膜モジュールは定期的に交換する必要があります。それでも経済基準に照らして満足できるものではありません。第4に、前処理に対する要求が高い。一般的に使用されている逆浸透膜技術は、前処理に凝集剤を使用するため、コストが増加するだけでなく、新しい化学物質が追加され、二次化学汚染のリスクが発生します。

電気透析はイオン交換膜を用いて海水を淡水化する方法であり、その原理を図に示します。

中国では、既存の海水淡水化装置の欠点を特に改善し、高い淡水化効率、低いエネルギー消費、便利な材料を提供する新しいタイプの発明が推進されている。

プロジェクト事例

プロジェクトの説明: 1 日あたり 10,000 リットルの海水を処理できる淡水化プラントが設置されました。このプラントでは、チタン陽極電気化学プロセスを使用して水を淡水化しました。塩化装置用のチタン電極は、海水の非常に腐食性の高い環境に耐えられるように高品質のチタンで作られています。

プロジェクトの範囲: プロジェクトには、チタン陽極電気化学システムの設計、調達、設置が含まれていました。このシステムは、電気化学反応を駆動するためのチタン陽極、陰極、および電源で構成されていました。また、システムには、最適なパフォーマンスを確保し、陽極の腐食を防ぐための監視および制御システムが装備されていました。

プロジェクトの課題: プロジェクトの最大の課題の 1 つは、アノードに適したグレードのチタンを選択することでした。淡水化プラントのチタン アノードは、耐腐食性があり、海水の過酷な環境に耐えられるものでなければなりませんでした。もう 1 つの課題は、アノードが均等な間隔で配置され、電気化学反応が最適化されるようにシステムを設計することでした。

プロジェクトの成果: チタン陽極電気化学プロセスを使用した淡水化プラントは、海水から高品質の飲料水を生成することに成功しました。このシステムにより、海水から塩、ミネラル、バクテリアなどの不純物や汚染物質を除去することができました。塩化ナトリウムにチタン電極を使用することで、電気化学プロセスで非常に効果的であることが証明され、海水淡水化用のチタン陽極には腐食の兆候がほとんど見られませんでした。

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