Електро-sonication - це поєднання ефектів електрики з ефектами про sonication. Hielscher Ultrasonics розробив новий і елегантний метод використання будь-якого сонотрода в якості електрода. Це ставить потужність ультразвуку безпосередньо в інтерфейсі між ультразвуковим електродом і рідиною. Там він може сприяти електролізу, поліпшити передачу маси, а також зламати граничні шари або відкладення. Hielscher постачає виробниче обладнання класу для електро-ультразвукових процесів пакетними та вбудованими процесами в будь-якому масштабі. Можна поєднувати електро-сонікацію з мано-сонізацією (тиском) і термо-сонікацією (температурою).

Ультразвукові застосування електродів

Застосування ультразвуку до електродів - це нова технологія з користю для багатьох різних процесів в електролізі, оцинкування, електроочищення, генерації водню і електрокоагуляція, синтез частинок або інші електрохімічні реакції. Hielscher Ultrasonics має ультразвукові електроди, легко доступні для досліджень і розробок в лабораторних масштабах або електролізу пілотного масштабу. Після того, як ви протестували та оптимізували свій електролітичний процес, ви можете використовувати ультразвукове обладнання Hielscher Ultrasonics для масштабування результатів процесу до рівня промислового виробництва. Нижче ви знайдете пропозиції та рекомендації по використання ультразвукових електродів.

Соно-електроліз (ультразвуковий електроліз)

Електроліз є обміном атомів і іонів шляхом видалення або додавання електронів в результаті застосування електричного струму. Вироби електролізу можуть мати різний фізичний стан від електроліту. Електроліз може виробляти тверді речовини, такі як осади або тверді шари на будь-якому з електродів. Крім того, електроліз може виробляти гази, такі як водень, хлор або кисень. Ультразвукова агітація електрода може зламати тверді відкладення з поверхні електрода. Ультразвукова дегазованість швидко виробляє більші бульбашки газу з розчинених газів мікро-бульбашок. Це призводить до більш швидкого відділення газоевих продуктів від електроліту.

Ультразвуковий UIP2000hdT (2000 Вт, 20 кГц) як катод і / або анод в електролітичну клітину

Ультразвуково посилена масова передача на поверхні електрода

В процесі електролізу вироби накопичуються біля електродів або на поверхні електрода. Ультразвукова агітація є дуже ефективним інструментом для збільшення масового перенесення на граничних шарах. Цей ефект призводить до контакту свіжого електроліту з поверхнею електрода. Кавітаційний потоковий транспорт транспортує продукти електролізу, такі як гази або тверді речовини подалі від поверхні електрода. Тому запобігає гальмівне утворення ізолюючих шарів.

Вплив ультразвуку на потенціал розкладання

Ультразвукова збудження аноду, катода або обох електродів, може вплинути на потенціал розкладання або розкладання напруги. Тільки кавітація, як відомо, ламає молекули, виробляє вільні радикали або озон. Поєднання кавітації з електролізом в ультразвуково посиленому електролізі може вплинути на мінімально необхідну напругу між анодом і катодом електролітичної клітини для електролізу. Механічні та снохімічні ефекти кавітації також можуть підвищити енергоефективність електролізу.

Ультразвук в електрорефінингу та електровіндинзі

У процесі електрорефінування тверді відкладення металів, таких як мідь, можуть бути перетворені в суспензію твердих частинок в електроліті. При електровінінгах, які також називають електроекстракцією, електродепозиція металів з їх руд може бути перетворена в твердий осад. Поширеними електровонними металами є свинець, мідь, золото, срібло, цинк, алюміній, хром, кобальт, марганець, а також рідкоземельні і лугові метали. Ультразвук також є ефективним засобом для вимивання руд.

Соно-електролітичне очищення рідин

Очистіть рідину, наприклад, водні розчини, такі як стічні води, мул або подібні, провідаючи розчин через електричне поле двох електродів! Електроліз може дезінфікувати або очищати воєдині розчини. Подача розчину NaCI разом з водою через електроди або через електроди, генерує Cl2 або CIO2, які можуть окисити домішки і дезінфікувати воду або водні розчини. Якщо вода містить достатню кількість натуральних хлоридів, то немає необхідності в доповненні.
Ультразвукові коливання електрода можуть отримати граничний шар між електродом і водою якомога тонше. Це може поліпшити масове перенесення на багато порядків величини. Ультразвукова вібрація і кавітація значно знижує утворення мікроскопічних бульбашок за рахунок поляризації. Використання ультразвукових електродів для електролізу значно покращує процес електролітичного очищення.

Соно-електрокоагуляція (ультразвукова електрокоагуляція)

Електрокоагуляція є методом очищення стічних вод для видалення забруднюючих речовин, таких як емульгована олія, загальні вуглеводні нафтопродуктів, вогнетривка органіка, підвісні тверді речовини та важкі метали. Також радіоактивні іони можуть бути видалені з для очищення води. Додавання ультразвукової електрокоагуляції, також відомої як соно-електрокоагуляція, позитивно впливає на хімічний попит на кисень або ефективність видалення каламутності. Електрокоагуляція комбінованих процесів обробки показала значно підвищені показники при видаленні забруднюючих речовин з промислових стічних вод. Інтеграція вільного радикального кроку, такого як ультразвукова кавітація з електрокоагуляцією, показує синергію і поліпшення в загальному процесі очищення. Метою використання цих ультразвуково-електролітичних гібридних систем є підвищення загальної ефективності лікування та усунення недоліків звичайних процесів обробки. Гібридні ультразвуково-електрокоагуляційні реактори продемонстрували інактивацію Escherichia coli у воді.

Ультразвуковий UIP2000hdT (2000 Вт, 20 кГц) як Sono-Cathode та / або Sono-Anode в баку

Соно-електролітичне покоління реагентів або реагентів In-Situ

Багато хімічних процесів, таких як неоднорідні реакції або каталіз, отримують вигоду від ультразвукової агітації та ультразвукової кавітації. Соно-хімічний вплив може збільшити швидкість реакції або поліпшити врожайність конверсії.
Ультразвуково збуджені електроди додають новий потужний інструмент до хімічних реакцій. Тепер можна поєднувати користь снохімії з електролізом. Виробляють іони водню, гідроксиду, гіпохлориту та багатьох інших іонів або нейтральних матеріалів прямо в області ультразвукової кавітації. Продукти електролізу можуть виступати в якості реагентів або в якості реагентів на хімічну реакцію.

Комбінація ультразвуку з імпульсним електричним полем

Поєднання імпульсного електричного поля (PEF) і ультразвуку (США) позитивно впливає на вилучення фізико-хімічних, біоактивних сполук і хімічної структури екстрактів. При видобутку мигдалю комбіноване лікування (ПЕФ-США) виробляло найвищі рівні загального рівня фенолів, загальних флавоноїдів, конденсаційних дубильних речовин, вмісту антоціаніну і антиоксидантної активності. Це зменшило потужність і активність челиння металу.
Ультразвук (США) і імпульсне електричне поле (PEF) можуть бути використовуються для підвищення ефективності процесу і темпів виробництва в процесах бродіння шляхом поліпшення масової передачі і проникності клітин.
Поєднання імпульсного електричного поля та ультразвукової обробки впливає на кінетику сушіння повітря та якість сушених овочів, таких як морква. Час висихання можна скоротити на 20 до 40%, зберігаючи при цьому властивості регідратації.

Соно-електрохімія / Ультразвукова електрохімія

Додайте ультразвуково посилений електроліз, щоб виробляти реаганти або споживати продукти хімічних реакцій, щоб перемістити остаточну рівновагу хімічної реакції або змінити шлях хімічної реакції.

Пропоноване налаштування ультразвукових електродів

Інноваційна конструкція для зонд-типу ультраакукаторів перетворює стандартний ультразвуковий сонотрод в ультразвуковий вібраційний електрод. Це робить ультразвук для електродів більш доступним, легше інтегруватися і легко масштабуватися до рівнів виробництва. Інші конструкції збудили електроліт тільки між двома незбудженими електродами. Затінення і ультразвукові моделі поширення хвиль дають неповноцінні результати в порівнянні з прямим агітацією електродів. До анодів або катодів можна додати ультразвукову вібрацію відповідно. Звичайно, ви можете змінити напругу і полярність електродів в будь-який час. Електроди Hielscher Ultrasonics легко модернізувати до існуючих налаштувань.

Герметичні соно-електролітичні клітинні та електрохімічні реактори

Між ультразвуковим сонотродом (електродом) і реакторною судиною доступне герметичне ущільнення. Таким чином, ви можете керувати електролітичним клітиною при іншому, ніж тиск навколишнього середовища. Поєднання ультразвуку з тиском називається мано-ультразвуком. Це може зацікавити, якщо електроліз виробляє гази, при роботі при більш високих температурах або при роботі з летючими рідкими компонентами. Щільно герметичний електрохімічний реактор може працювати при тиску вище або нижче тиску навколишнього середовища. Ущільнення між ультразвуковим електродом і реактором може бути зроблено електропровідним або ізоляційним. Останній дозволяє експлуатувати стінки реактора як другий електрод. Звичайно, реактор може мати вулетні і вихідні порти, щоб виступати в якості реактора проточної клітини для безперервних процесів. Hielscher Ultrasonics пропонує різні стандартизовані реактори та проточні елементи куртки. Крім того, ви можете вибрати з ряду адаптерів, щоб відповідати сонотродам Hielscher до вашого електрохімічного реактора.

Концентричне розташування в трубному реакторі

Якщо ультразвуково збуджений електрод знаходиться поблизу другого не збудженого електрода або біля стінки реактора, ультразвукові хвилі поширюються через рідину, а ультразвукові хвилі також будуть працювати на інших поверхнях. Ультразвуково збуджений електрод, який концентрично орієнтується в трубі або в реакторі, може тримати внутрішні стіни вільними від засмічують або від накопичених твердих речовин.

температура

При використанні стандартних сонотродів Hielscher в якості електродів температура електроліту може бути від 0 до 80 градусів за Цельсієм. Сонотроди для інших температур електролітів в діапазоні від -273 градусів цельсія до 500 градусів за Цельсієм доступні за запитом. Поєднання ультразвуку з температурою називається термо-ультразвуком.

в'язкість

Якщо в'язкість електроліту пригнічує передачу маси, ультразвукове змішування збудження під час електролізу може бути корисним, оскільки покращує передачу матеріалу в електроди і з них.

Соно-електроліз з пульсуючим струмом

Пульсуючий струм на ультразвуково збуджених електродах призводить до того, що продукти відрізняються від прямого струму (постійного струму). Наприклад, пульсуючий струм може збільшити відношення озону до кисню, що виробляється при монді в електролізі водній кислому розчині, наприклад, розбавити сірчану кислоту. Імпульсний струм електролізу етанолу виробляє альдегід замість в першу чергу кислоти.

Обладнання для електро-sonication

Hielscher Ultrasonics розробила спеціальну соноелектрохімічну модернізацію для промислових перетворювачів. Модернізований перетворювач працює практично з усіма типами сонотродів Hielscher.

Ультразвукові електроди (сонотроди)

Сонотроди електрично ізольовані від ультразвукового генератора. Тому можна підключити ультразвуковий сонотрод до електричної напруги, так що сонотрод може виступати в якості електрода. Стандартний зазор електричної ізоляції між сонотродами і наземним контактом становить 2,5 мм. Тому до сонотрода можна застосувати до 2500 вольт. Стандартні сонотроди тверді і виготовлені з титану. Тому обмежень на струм електрода практично немає. Титан показує хорошу корозійну стійкість до багатьох лужних або кислих електролітів. Можливі альтернативні матеріали сонотрода, такі як алюміній (Al), сталь (Fe), нержавіюча сталь, нікель-хром-молібден або ніобій. Hielscher пропонує економічно ефективні жертовні анодні сонотроди, наприклад, виготовлені з алюмінію або сталі.

Ультразвуковий генератор, джерело живлення

Ультразвуковий генератор не потребує модифікації і використовує стандартну електричну розетку з землею. Звичайно ж, рог датчика і всі зовнішні поверхні датчика і генератора з'єднуються з землею розетки. Сонотрод і елемент bracing є єдиними частинами, підключеними до напруги електрода. Це полегшує дизайн установки. Сонотрод можна з'єднати з прямим струмом (постійного струму), пульсуючим прямим струмом або змінним струмом (змінного струму). Ультразвукові електроди можуть експлуатуватися як аноди або катоди відповідно.

Виробниче обладнання для електро-звукових процесів

Ви можете використовувати будь-який ультразвуковий пристрій Hielscher, такий як UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT або UIP4000hdT, щоб з'єснувати до 4000 Вт ультразвукової потужності до будь-якого стандартного сонотрода або каскатрода. Інтенсивність ультразвукової поверхні на поверхні сонотрода може бути від 1 Вт до 100 Вт Вт на квадратний сантиметр. Доступні різні геометрії сонотродів з амплітудами від 1 мкм до 150 мкм (пік-пік). Ультразвукова частота 20 кГц дуже ефективна в генерації кавітації і акустичного потокового в електроліті. Ультразвукові пристрої Hielscher можуть працювати 24 години на добу, сім днів на тиждень. Ви можете безперервно працювати на повній потужності або пульсувати, наприклад, для періодичного очищення електродів. Hielscher Ultrasonics може постачати ультразвукові електроди з ультразвуковою силою до 16 кіловат (механічна збудження) на один електрод. До електричної енергії майже немає обмежень, які можна підключити до електродів.

Ще одна річ: Соно-електростатичне обприскування

Hielscher Ultrasonics виготовляє обладнання для обприскування, розпилення, розпилення, атомізації або аерозолізування рідин. Ультразвукове розпилення сонотроду може дати рідкому туману або аерозолям позитивний заряд. Це поєднує ультразвукове обприскування з технологією електростатичного обприскування, наприклад, для процесів покриття.