Optymalizacja procesu elektrochemicznego nakładania metalu
Galwanizernia to szereg procesów, które można skontrolować lub zoptymalizować. Na przykład można je analizować jako efekt uzyskanej grubości powłoki nakładanego metalu względem wybranych składników kąpieli. Popularne w elektrochemii cynkowanie alkaliczne wykonuje się w komórce Hulla odpowiednio przygotowanej kąpieli, a następnie przeprowadzając proces cynkowania blachy stalowej przez określony czas stosując natężenie prądu np. 1A.
Analiza polega na wyznaczeniu równania, które np.: dla gęstości prądu 3,52 A/dm2 i czterech dodanych do kąpieli składników (S1-S4 w cm3/L lub g/L).
Efekt z obliczeń przedstawiony graficznie wygląda następująco:
Z przedstawionych graficznie zależności wynika, że chcąc uzyskać grubość powłoki cynku około 4,4 μm należy np. dla 6,0 cm3/L składnika S-1 zawartego w kąpieli dodać 0,2 cm3/L składnika S-2, 0,04 cm3/L S_3 i 28 g/L S_4.
Optymalizować można każdy proces dla dowolnych mierzalnych zmiennych zależnych (grubość powłoki, połysk. itp.) względem zmiennych niezależnych wejściowych.
Oczyszczanie ścieków
Postępy w chemicznym oczyszczaniu wody i ścieków doprowadziły do rozwoju metod określanych jako zaawansowane procesy utleniania (AOP) lub technologie (AOT). AOP mogą być ogólnie zdefiniowane jako metody utleniania w fazie wodnej pośredniczące w wysoce reaktywnych formach, takich jak (głównie, ale nie wyłącznie) rodniki hydroksylowe w mechanizmach prowadzących do zniszczenia zanieczyszczeń. Do otrzymania rodników konieczne jest dostarczenie do ścieków związków chemicznych. Np.: O3 -ozonu; H2O2-nadtleneku wodoru czy jonów Fe2+, aby w obecności np.: promieniowania UV, reakcji anodowej czy reakcji fentona nastąpiła kompletna mineralizacja zanieczyszczeń do dwutlenku węgla, wody i związków nieorganicznych. Zastosowanie anod diamentowych domieszkowanych borem (BDD) pozwala na jednoczesne elektrochemiczne utlenianie związków organicznych i otrzymywanie rodników hydroksylowych. Elektrochemiczne zaawansowane procesy utleniania (EAOP) niszczą zanieczyszczenia organiczne w ściekach przemysłowych, mineralizując je do CO2 i H2 za pomocą elektronów (e-) dostarczonych przez prąd elektryczny oraz poprzez reakcje z rodnikami hydroksylowymi •OH wytworzonymi na powierzchni elektrody diamentowej. Zastosowanie odpowiedniej katody, na przykład stalowej, pozwala na wydzielenie na niej obecnych w ściekach jonów metali z jednoczesnym utlenianiem związków organicznych na BDD. Zastosowanie odpowiednich gęstości prądu powoduje redukcję jonów metali na powierzchni katody lub odrywanie ich w postaci łatwo oddzielanych od roztworu blaszek.
Schemat instalacji w trybie recyrkulacji: zbiornik, pompa, filtr, wymiennik ciepła, elektrolizer PFR z elektrodą BDD/Nb i stalową:
