Електро-Sonication е комбинация от ефектите на електричеството с ефектите на ултразвук. Hielscher Ultrasonics разработи нов и елегантен метод за използване на всеки сонотрода като електрод. Това поставя силата на ултразвук директно в интерфейса между ултразвуков електрод и течност. Там тя може да насърчи електролиза, подобряване на масов трансфер, и чупят гранични слоеве или депозити. Hielscher доставя оборудване за производство клас за процеси на електро-ултразвук в партидни и инлайн процеси във всякакъв мащаб. Можете да комбинирате електро-ултразвук с мано-ултразвук (налягане) и термо-ултразвук (температура).

Ултразвукови електроди приложения

Приложението на ултразвук в електроди е нова технология с ползи за много различни процеси в електролизата, поцинковане, електро-пречистване, генериране на водород и електро-коагулация, синтез на частици или други електрохимични реакции. Hielscher Ultrasonics има ултразвукови електроди лесно достъпни за изследване и развитие в лабораторна скала или електролиза на пилот мащаб. След като тествате и оптимизирате електролитичния процес, можете да използвате Hielscher Ултразвуково оборудване с размер ултразвук, за да увеличите резултатите от процеса до нивата на промишленото производство. По-долу ще намерите предложения и препоръки за използването на ултразвукови електроди.

Sono-Electrolysis (ултразвукова електролиза)

Електролизата е обменът на атоми и йони чрез отстраняване или добавяне на електрони в резултат на прилагането на електрически ток. Продуктите на електролиза могат да имат различно физическо състояние от електролита. Електролизата може да произвежда твърди вещества, като утайки или твърди слоеве на един от електродите. Алтернативно, електролизата може да произвежда газове, като водород, хлор или кислород. Ултразвуковото разбъркване на електрод може да прекъсне твърди отлагания от повърхността на електрод. Ултразвуковото дегазиране бързо произвежда по-големи газови мехурчета от разтворени газове от микро-мехурчета. Това води до по-бързо отделяне на газообразните продукти от електролита.

Ултразвуков UIP2000hdT (2000 вата, 20kHz) като катод и / или анод в електролитна клетка

Ултразвуково засилено масов трансфер на повърхността на електрод

По време на процеса на електролиза, продуктите се натрупват близо до електродите или на повърхността на електрода. Ултразвукова възбуда е много ефективен инструмент за увеличаване на масовия трансфер на граничните слоеве. Този ефект води до контакт с повърхността на електрод свеж електролит. Кавитационното стрийминг транспортира продукти от електролизата, като например газове или твърди вещества, далеч от повърхността на електрод. Следователно се предотвратява инхибирането образуване на изолативни слоеве.

Ефекти на ултразвук върху потенциала на разлагане

Ултразвукова възбуда на анода, на катода, или и двете електроди, може да повлияе на потенциала на разлагане или напрежението на разпадане. Кавитация сама по себе си е известно, че се разрушават молекули, произвеждат свободни радикали или озон. Комбинацията от кавитация с електролиза в ултразвуково усилваща се електролиза може да повлияе на минималното изисквано напрежение между анод и катод на електролитна клетка за електролиза. Механичните и сонохимични ефекти на кавитация могат да подобрят енергийната ефективност на електролизата.

Ултразвук в електрорефиниране и електроининг

В процеса на електрорефиниране твърдите отлагания на метали, като мед могат да бъдат превърнати в суспензия от твърди частици в електролита. При електрооцифриране, също така се нарича електроектракция, електродепозицията на металите от техните руди може да се превърне в твърда утайка. Често срещаните метали са олово, мед, злато, сребро, цинк, алуминий, хром, кобалт, манган, а също и редкоземни и алкални метали. Ultrasonication е ефективно средство за извличане на руди.

Соно-електролитни пречистване на течности

Пречиствате течност, например водни разтвори като отпадни води, утайки или други подобни, като натопите разтвора през електрическото поле на два електрода! Електролизата може да дезинфекцира или пречиства водни разтвори. Храненето на NaCI разтвор заедно с вода чрез електроди или през електроди генерира Cl2 или CIO2, които могат да окислят примеси и дезинфекцират водата или водните разтвори. Ако водата съдържа достатъчно естествени хлориди, няма нужда от добавяне.
Ултразвуковите вибрации на електрода могат да получат граничния слой между електрода и водата възможно най-тънки. Това може да подобри трансфера на масата с много порядък. Ултразвуковите вибрации и кавитация намаляват значително образуването на микроскопични мехурчета поради поляризация. Използването на ултразвукови електроди за електролиза значително подобрява електролитния процес на пречистване.

Sono-Electrocoagulation (ултразвукова електрокоагулация)

Електрокоагулацията е метод за пречистване на отпадъчни води за отстраняване на замърсители, като емулгиран масло, общо петролни въглеводороди, огнеупорни органични, суспендирани твърди вещества и тежки метали. Също така, радиоактивните йони могат да бъдат отстранени за пречистване на водата. Добавянето на ултразвукова електрокоагулация, известна също като соно-електрокоагулация, има положителен ефект върху химичната потребност от кислород или ефективността на отстраняване на мътност. Процесите на комбинирано третиране на електрокоагулацията показват значително по-добри резултати при отстраняването на замърсители от промишлените отпадъчни води. Интеграцията на свободните радикали, като ултразвукова кавитация с електрокоагулация, показва синергия и подобрения в цялостния процес на почистване. Целта на използването на тези ултразвуково-електролитни хибридни системи е да се увеличи цялостната ефективност на лечението и да се елиминират недостатъците на конвенционалните процеси на третиране. Доказано е, че хибридните ултразвукови реактори електрокоагулационни реактори инактивират Ешерихия коли във вода.

Ултразвуков UIP2000hdT (2000 вата, 20kHz) като Sono-Катод и / или Sono-Anode в резервоар

Соноелектни in-Situ генериране на реагенти или реактанти

Много химични процеси, като хетерогенни реакции или катализа, се възползват от ултразвукова възбуда и ултразвукова кавитация. Сонохимичният ефект може да увеличи скоростта на реакцията или да подобри добивите на конверсия.
Ултразвуково ажитираните електроди добавят нов мощен инструмент за химични реакции. Сега можете да комбинирате ползите от сонохимията с електролиза. Произвеждат водород, хидроксид йони, хипохлорит и много други йони или неутрални материали директно в ултразвуково кавитационно поле. Продуктите на електролиза могат да действат като реагенти или като реактори на химичната реакция.

Комбинация от ултразвук с импулсно електрическо поле

Комбинацията от импулсно електрическо поле (PEF) и ултразвук (САЩ) има положителни ефекти за екстракцията на физикохимични, биоактивни съединения и химическата структура на екстрактите. При екстракцията на бадеми, комбинираното лечение (PEF-US) е произвела най-високите нива на общо фенолни, общо флавоноиди, конденза танини, антоцианин съдържание и антиоксидантна активност. Той намали мощността и метало-хелатиращата дейност.
Ултразвукът (САЩ) и пулсираното електрическо поле (PEF) могат да подобрят ефективността на процеса и производствените темпове в ферментационни процеси чрез подобряване на масовия трансфер и клетъчната пропускливост.
Комбинацията от пулса на електрическото поле и ултразвуковата обработка оказва влияние върху кинетиката на сушенето на въздуха и качеството на сушените зеленчуци, като морковите. Времето за сушене може да бъде намалено с 20 до 40%, като същевременно се запазват рехидратацията.

Соно-Електрохимия / Ултразвукова електрохимия

Добавете ултразвуково засилено електролиза, за да произвеждате реагенти или да консумирате продукти от химични реакции, за да преместите крайното равновесие на химическата реакция или да промените пътя на химическата реакция.

Предложена настройка на ултразвукови електроди

Иновативният дизайн за ултразвукови апарати тип сонда превръща стандартен ултразвуков сонотрода в ултразвуково вибриращи електрод. Това прави ултразвука за електроди по-достъпен, по-лесен за интегриране и лесно мащабиране на производствените нива. Други проекти разклащат електролита само между два неабулени електрода. Моделите на засенчване и разпространение на ултразвукови вълни дават по-ниски резултати в сравнение с директна електрод възбуда. Можете да добавите ултразвукови вибрации към анодите или катодите, съответно. Разбира се, можете да промените напрежението и поляритета на електродите по всяко време. Hielscher Ultrasonics електроди са лесни за модернизация на съществуващи настройки.

Запечатани Соноелектричните клетки и електрохимични реактори

Има наличен херметично уплътнение между ултразвуковия сонотрод (електрод) и реакторен съд. Следователно, можете да работите с електролитната клетка при различно от налягането на околната среда. Комбинацията от ултразвук с налягане се нарича мано-ултразвук. Това може да представлява интерес, ако електролизата произвежда газове, при работа при по-високи температури или при работа с летливи течни компоненти. Плътно запечатан електрохимичен реактор може да работи при налягане над или под налягане на околната среда. Уплътнението между ултразвуковия електрод и реактора може да бъде направено електропроводим или изолиращ. Последният позволява да се работи на реактора стените като втори електрод. Разбира се, реакторът може да има входни и изходни портове, които да действат като реактор за непрекъснати процеси. Hielscher Ultrasonics предлага разнообразие от стандартизирани реактори и сакото поточни клетки. Алтернативно, можете да изберете от набор от адаптери, които да се поберат Sonotrodes Hielscher на вашия електрохимичен реактор.

Концентрично разположение в реактора за тръби

Ако ултразвуковият ажитираният електрод е близо до втори не-възбуден електрод или близо до стена на реактора, ултразвуковите вълни се разпространяват през течността и ултразвуковите вълни ще работят и върху другите повърхности. Ултразвуков ажитираният електрод, който е концентрирано ориентиран в тръба или в реактор, може да запази вътрешните стени без замърсяване или от натрупани твърди вещества.

температура

Когато се използват стандартни sonotrodes На Hielscher като електроди, температурата на електролита може да бъде между 0 и 80 градуса по Целзий. Сонотроди за други електролитни температури в диапазона от -273 градуса по Целзий до 500 градуса по Целзий се предлагат при поискване. Комбинацията от ултразвук с температура се нарича термо-ултразвук.

вискозитет

Ако вискозитетът на електролита възпрепятства масовия трансфер, ултразвуковото разбъркване смесване по време на електролиза може да бъде полезно, тъй като подобрява трансфера на материала към и от електродите.

Соно-електролиза с пулсиращ ток

Пулсиращият ток на ултразвуково ажитираните електроди води до продукти, различни от постоянния ток (DC). Например, пулсиращ ток може да увеличи съотношението на озон към кислород, произведен в анода в електролиза на воден кисел разтвор, например разредена сярна киселина. Импулсната електролиза на етанола произвежда алдехид вместо преди всичко киселина.

Оборудване за електро-Sonication

Hielscher Ultrasonics разработи специална sonoelectrochemical ъпгрейд за индустриалните преобразуватели. Обновеният преобразувател работи с почти всички видове Hielscher sonotrodes.

Ултразвукови електроди (сонотроди)

Сонотрода са електрически изолирани от ултразвуковия генератор. Следователно, можете да свържете ултразвуковия сонотрода към електрическо напрежение, така че сонотрода може да действа като електрод. Стандартната електрическа изолация между сонотрода и контакта на земята е 2,5 мм. Затова можете да приложите до 2500 волта на сонотрода. Стандартните сонотроди са твърди и изработени от Титан. Следователно, почти няма ограничение на електрод ток. Титанът показва добра устойчивост на корозия на много алкални или киселинни електролити. Алтернативни сонотродни материали, като алуминий (Al), стомана (Fe), неръждаема стомана, никел-хром-молибден или ниобий са възможни. Hielscher предлага рентабилни жертвени анодни сонотроди, например от алуминий или стомана.

Ултразвуков генератор, Захранване

Ултразвуковият генератор не се нуждае от никаква модификация и използва стандартен електрически контакт със земята. Рогът на датчиците и всички външни повърхности на преобразувателя и генератора са свързани със земята на електрическия контакт, разбира се. Сонотрода и скобата са единствените части, свързани с електродното напрежение. Това улеснява проектирането на настройката. Можете да свържете сонотрода към постоянен ток (DC), пулсиращи постоянен ток или променлив ток (AC). Ултразвукови електроди могат да се използват съответно като аноди или катоди.

Производствено оборудване за процесите на електроснаждане

Можете да използвате всяко ултразвуково устройство Hielscher, като UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT или UIP4000hdT, за да се съедините до 4000 вата на ултразвукова мощност на всеки стандартен сонотрод каскада или каскада. Интензивността на ултразвуковата повърхност на повърхността на сонотрода може да бъде между 1 вата до 100 вата на квадратен сантиметър. Съществуват различни геометрии на сонотрод с амплитуди от 1 микрона до 150 микрона (пиковия връх). Ултразвуковата честота на 20kHz е много ефективна при генерирането на кавитация и акустично стрийминг в електролита. Hielscher ултразвукови устройства могат да работят 24 часа на ден, седем дни в седмицата. Можете да работите непрекъснато при пълна мощност или пулсират, например за периодично почистване на електродите. Hielscher Ultrasonics може да доставя ултразвукови електроди с до 16 киловата ултразвукова мощност (механична възбуда) на един електрод. Почти няма ограничение за електрическата мощност, която можете да свържете с електродите.

Още нещо: Sono-Електростатично пръскане

Hielscher Ultrasonics прави оборудване за пръскане, небулизиране, пулверизиране или aerosolyzing на течности. Ултразвуковият сонотрод може да даде на течната мъгла или аерозоли положителен заряд. Това съчетава ултразвуково пръскане с електростатична технология на пръскане, например за процеси на покритие.