الكاثود ليس مجرد اللوحة الأخرى

يحدد المشترون الأنودات بتفاصيل مرهقة: Ru-Ir أو Ir-Ta، تحميل الطلاء بجرام/م2، الركيزة Gr1 مقابل Gr2، العمر المقدر بالسنوات. ربما يحصل الكاثود على جملة. لكن في الميدان، عندما ينخفض ​​الناتج ويبدأ شخص ما في الإشارة إلى القطب الموجب، غالبًا ما يكون الكاثود هو المكان الذي بدأت فيه المشكلة الحقيقية. لقد رأينا هذا أكثر من عدة مرات.

في مولد هيبوكلوريت الصوديوم، يولّد الأنود الكلور، وينتج الكاثود الهيدروجين. تبدو التفاعلات النصفية مرتبة على الورق: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ عند الأنود؛ 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ عند الكاثود. مؤكسد من جهة والهيدروجين والقلوية من جهة أخرى. هذه القلوية تدفع الرقم الهيدروجيني المحلي للأعلى. في الماء العسر، يبدأ الكالسيوم والمغنيسيوم بالترسيب. لا يتشكل المقياس دائمًا على الأنود. في كثير من الأحيان يتم بناؤه على سطح الكاثود، أو في شبكة المباعدة، وقنوات التدفق، وأخاديد الحشية بين اللوحات.

فقدت إحدى وحدات مياه الصابورة بمياه البحر ما يقرب من 18% من إنتاج الكلور الحر بعد ثلاثة أشهر من التشغيل. وجاء في البريد الإلكتروني للمشتري: "فشل الأنود، وتوقف الطلاء". لقد طلبنا صورة للكاثود. قشرة بيضاء اللون، سمكها 2-3 مم، مثل معجون الجير. لم يتحرك جهد الأنود. لكن المنطقة النشطة للكاثود تقلصت، وضاقت الفجوة الفعالة، ولم تتمكن فقاعات الغاز من الإخلاء، وانخفض انتقال الكتلة، وانخفضت معها كفاءة ذوبان الكلور. وبعد أن قاموا بتعديل دورة الغسيل الحمضي وإضافة الكاثود إلى قائمة الصيانة، عاد الكلور الحر. لم يكن الأنود هو المشكلة أبدًا.

مواد الكاثود ليست ذات مقاس واحد يناسب الجميع أيضًا. كاثودات التيتانيوم مقاومة للكلور وسهلة التصنيع، لكنها ليست الحل لكل الواجبات. في إنتاج الهيدروجين القلوي عالي الكثافة الحالية، يتم الحكم على أداء الكاثود من خلال تطور الهيدروجين الزائد، لذلك ترى تيتانيوم مطلي بالبلاتين، أو ركائز قائمة على النيكل، أو نيكل راني، أو هياكل شبكية من الفولاذ المقاوم للصدأ اعتمادًا على النظام. بالنسبة للهيبوكلوريت، وتطهير حمامات السباحة، والكلورة الكهربائية لمياه البحر، عادة ما تكون كاثودات التيتانيوم كافية، ولكن تشطيب السطح، والخشونة، وميل التحجيم يختلف بشكل كبير. عند نفس تيار التشغيل، يحمل الكاثود الخام فقاعات؛ واحد سلس يلقي بهم. لن يبدو منحنى جهد الخلية الخاص بك كما هو.

الفجوة بين الأقطاب الكهربائية هي عنصر آخر غير محدد. يرسل المشترون استفسارات نصها "ألواح 200×400 مم، تحتاج إلى 500 جم/ساعة" دون ذكر أي فجوة. الفجوة هي متغير تصميم يتم تحديده بواسطة هندسة اللوحة وسرعة التدفق ودورة العمل - وليس رقمًا تقوم بملءه بعد حدوثه. التباعد الأوسع يعني وقت إقامة أطول للفقاعة، وانخفاض أومي أعلى، وجهد أعلى. التباعد الأضيق يعني أن المقياس يسد الفجوة بشكل أسرع ويتضاعف تكرار التنظيف. يتطلب التحليل الكهربائي لمياه البحر، مع ارتفاع الكلوريد، والتطور السريع للكلور، وحمل الغاز الثقيل، تصميمًا أكثر دقة للفجوات وقنوات التدفق من الأنظمة المالحة أو المالحة الناعمة. "نفس اللوحات" لا تعني "نفس الأداء".

ثم هناك سلامة الهيدروجين. الكاثود ينتج الهيدروجين. وفي مبيت خلية صغيرة مغلقة، يرتفع تركيز الهيدروجين. التهوية غير الكافية تشكل خطرا حقيقيا. تتعامل معايير NFPA وقواعد مجتمع التصنيف مع تشتت الهيدروجين كشرط أساسي للسلامة، وليس كحاشية سفلية. معظم حوادث المولدات الصغيرة ليست ثقبًا في الأنود. إنها تفتقر إلى تهوية حجرة الكاثود، ولا يتم تطهير الهيدروجين قبل الغسيل بالأحماض، وفتحة صيانة مفتوحة بالقرب من مصدر الشرارة. تبدأ الحاجة إلى تنفيس الهيدروجين عند الكاثود.

في نهاية المطاف، أعطينا فرق المبيعات والخدمة لدينا قاعدة: عندما تأتي شكوى تقول "فشل الأنود"، اطرح ثلاثة أسئلة أولاً - هل تم قياس الكاثود، هل تغيرت الفجوة، وأين يذهب الهيدروجين. قم بالمرور عبر هؤلاء الثلاثة قبل سحب سجلات جهد الأنود. في تجربتنا الميدانية، لم يكن هناك حاجة إلى إعادة طلاء جزء كبير من "الأنودات الفاشلة" التي تم إرجاعها بمجرد تصحيح مشكلات جانب الكاثود.

تعلم مواصفات الأنود هو الغريزة الصحيحة. لكن المحلل الكهربائي ليس "أنودًا بالإضافة إلى قطعة أخرى من المعدن". وهو نظام يتم تحديده من خلال تفاعل الأنود، وتفاعل الكاثود، وفقاعات الغاز، ومجال التدفق، والطبقة الحدودية للأس الهيدروجيني، والفجوة، والأختام، وتنفيس الهيدروجين. شاهد فقط الطلاء، وتجاهل الكاثود، وأنت تنظر إلى النار بينما تتجاهل الماء.