Was macht man, wenn die Ionenmembran verschmutzt ist?
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Die Ionenmembranen sind durch Nickel und Kalzium verschmutzt (die Leistung der Ionenmembranen ist zwar gut, doch die ICP-Analyse zeigt normale Werte). Zudem liegt der Jodgehalt im Verdünnungswasser auf hohem Niveau – bei 3 PPm. Der elektrische Wirkungsgrad nimmt ab, während der Druck in den Zellen steigt. Welche Maßnahmen würden Sie ergreifen, falls Sie mit einer solchen Situation konfrontiert wären, um deren Verschlimmerung zu verhindern?
Die Kathode wird mit einer 2%igen Laugenlösung gereinigt, die Anode mit reinem Wasser. So könnte sich die Leistung der Membran vielleicht etwas verbessern.
Wie lange sollte die Zirkulation von reinem Wasser am Anodenbereich andauern? Wird die Kathode in 2%ige Laugenlösung getaucht oder zirkuliert sie? Ist das Ihr persönlicher Rat?
Das ist die Methode, die der Hersteller vorgibt – wir haben sie bereits früher verwendet. Sowohl der Anode als auch die Kathode müssen zyklisch betrieben werden; wir haben damals mehr als 12 Stunden lang gearbeitet.
Welchen Typ von Akku verwenden Sie?
Wir haben damals Elektrolysezellen von Chlor Engineering verwendet. Ich habe den Eindruck, dass diese Vorgehensweise auf die Ionenmembran abzielt, weshalb sie für verschiedene Modelle von Elektrolyseuren geeignet ist.
Die Wirkung des Einweichens ist sicherlich nicht so gut wie bei einer guten Zirkulation. Solange die Konzentration der Base am Kathodenbereich mindestens 2 % beträgt, das Wasser am Anodenbereich rein ist und die Zeit nicht zu lang ist, wird die Membran keine Blasen bilden. Wir sind damals etwas über 12 Stunden im Kreis gefahren. Um Geld zu sparen, kann man 2 % der Alkalilösung am Kathoden für die Nachbehandlung von Abgasen mit Natrium verwenden.
Die oben beschriebenen Vorgehensweisen werden als Membranreinigung bezeichnet; sie sollten jedoch nur wenig Wirkung zeigen. Um eine weitere Verschlechterung zu verhindern, muss die Qualität des Salzwassers verbessert werden. Bei Bedarf muss außerdem die Membran ausgetauscht werden – andernfalls wird die Beschichtung der Elektroden korrodieren
Sowohl der Anode als auch die Kathode müssen zyklisch betrieben werden – gibt es Anforderungen an die Zyklotemperatur?
Die Temperatur der Katholysatlösung sollte bei etwa 40 Grad Celsius gehalten werden.
Die Schwachalkalinität der Kathode muss kontrolliert werden, für die Anode wird reines Wasser verwendet. Die Temperatur muss genau reguliert werden. Nach 4 Stunden Einweichzeit soll das Lösungsmittel abgegossen werden – es darf auf keinen Fall recycelt werden.
Der elektrische Wirkungsgrad wird geopfert, um die Spannung zu senken; nach einigen Tagen kehrt alles wieder in den ursprünglichen Zustand zurück. Die Führungskräfte können damit getäuscht werden
Wir haben sie auch gewaschen, das Endergebnis war ein Membranwechsel. Diese Methode sollte erst am Ende der Lebensdauer der Ionenmembran angewandt werden; bei stark verschmutzten Membranen bringt sie keinerlei Erfolg – es entstehen enorme Verluste!
Sollte festgestellt werden, dass die Ionenmembran durch Verunreinigungen aus Ionen kontaminiert ist, muss sofort die Zufuhr von Säure gestoppt werden, um zu verhindern, dass Kalzium- und Magnesiumionen an der Membran haften und in ihre Poren eindringen. Es ist außerdem notwendig, den Betrieb sofort einzustellen, die Stromversorgung abzuschalten, das Medium abzulassen und die Behälter zu reinigen. Das ungenügende Salzwasser muss anschließend abgeleitet und recycelt werden. Wenn Verunreinigungsionen die Ionenmembran kontaminiert haben, steigt die Spannung des Elektrolysebads an und die Stromausbeute sinkt stark. Dabei wird zunächst das Bad mit reinem Wasser gewaschen (Kathode leicht alkalisch). Im zweiten Schritt werden die Kathoden- und Anodenzellen mit Wasser gefüllt und für 3 Stunden eingeweicht. Anschließend wird das Wasser abgelassen (in der Zwischenzeit kann eine Probe entnommen werden, um den Gehalt an Verunreinigungsionen im Waschwasser zu analysieren). Nach dem Starten des Systems sollte man versuchen, einen niedrigen Betriebsdruck beizubehalten. Die Konzentration am Kathodenende sollte auf etwa 30 % eingestellt werden, damit die Poren der Membran größer werden. Dadurch können die Stoffionen in den Poren zur Kathode gelangen und dort entfernt werden. Wenn es während des Betriebs der Ionenmembran Gelegenheit zum Anhalten gibt, kann man Salzwasser im Verhältnis 2:1 verwenden und dieses 3 Stunden lang zirkulieren lassen. Später, wenn weniger Stoffionen in der Membran vorhanden sind, kann man die erweiterte Ionenmembran wieder zusammenziehen. Dazu kann man bei ausgeschaltetem Strom reines Salzwasser verwenden – ohne chlorhaltiges Leitungswasser, sondern mit KV241 und ohne reines Wasser – und dieses ebenfalls 3 Stunden lang zirkulieren lassen. Nach dem Wiedereinschalten des Systems kann man die Konzentration am Kathodenende wieder auf etwa 33 % erhöhen, um die Ionenmembran weiter zusammenzuziehen. Nach Anwendung dieser Maßnahmen wird der Gehalt an Verunreinigungsionen in der Ionenmembran **gesenkt**, die Spannung sinkt auf das ursprüngliche Niveau und die Stromeffizienz kehrt größtenteils zurück. Für alle zur Information.