Xu thế phát triển trong công nghệ sản xuất xút – clo

Sản xuất phần mềm – Clo là một trong những ngành công nghiệp có ứng dụng công nghệ điện hóa lớn nhất thế giới. Đây là quá trình điện phân của dung dịch muối để thu được clo và soda ăn da

Sản xuất Sools – clo là một trong những ngành công nghiệp điện hóa lớn nhất thế giới. Đây là quá trình điện phân của dung dịch muối để thu được clo và soda ăn da. Clo được sử dụng trong sản xuất vinyl clorua để sản xuất PVC; làm cho tẩy trắng giấy và bột giấy; Xác định và cũng được sử dụng cho các ứng dụng clo khác. Sools rất quan trọng trong các công nghệ vô cơ, ngành giấy, dệt và các ngành công nghiệp khác. Cho đến nay, ở quy mô công nghiệp, chất điện giải của dung dịch nước muối được thực hiện chủ yếu trong ba phương pháp khác nhau: với thùng điện phân với các tế bào thủy ngân (tế bào thủy ngân), thùng điện phân với tế bào màng màng (tế bào màng).
Cơ sở của phương pháp điện giải mặn để sản xuất soda ăn da – clo dựa trên các phản ứng điện hóa xảy ra trên điện cực như sau: anot: 2 cl- â® cl2 + 2e- eo = + 1.36 V catot: 2H2O + 2E- â® H2 + 2OH- EO =- 0, 0, 0 , 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 84 V vẫn còn trong một chất điện phân điện cực thủy ngân, tại phản ứng catốt: 2NA + + 2E- + 2HG â® 2Nahg eo = – 1, 89 và sau đó, khi Bộ khuếch đại lội qua nước: 2nahg + 2H2O â® 2HG + 2NA + + H2 + 2OH- Trong cực dương, có thể có các phản ứng song song sau 2H2O â® O2 + 4H + + 4E-60CL- + 3H2O 4Cl- + 6H + + 3 /2O2 + 6E- Nếu cực dương có tính Anode kiểu cũ bằng carbon hoặc than chì (quá cao đến 0,5 V) đã được thay thế bằng các vật liệu trên cơ sở titan được bao phủ bởi RuO2 có chứa các oxit kim loại chuyển tiếp khác như CO3O4. Những cực dương bền này – DSA (cực dương ổn định Dumen) gần như không bị ăn mòn và quá nhỏ của chúng, chỉ 5 – 40 mV. Họ cũng có một lợi thế khác là các phản ứng thoát oxy không mong muốn giảm xuống còn rất thấp (1-3%). 1. Điện phân với điện cực thủy ngân: Cathode thủy ngân phải là natri kim loại được tạo ra trong catốt ngay lập tức phản ứng với thủy ngân để tạo thành một Nahg tuyệt vời. Quá trình tiếp tục xử lý bằng nước sẽ chuyển Nahg thành natri hydroxit, hydro và thủy ngân. Sao Thủy sau đó sẽ được sử dụng lại. Tổng của điện thế nhiệt động trong chất điện phân thương mại là – điện trở 3.1 V., điện trở điện cực .VV … Loại này có hiệu quả cao nhưng có nhược điểm lớn của thủy ngân rất độc. Do đó, loại thùng điện phân này đang dần bị loại bỏ trong ngành công nghiệp Soda ăn da – clo. 2. Điện phân có cơ hoành trong loại điện phân này có hàng rào vật lý giữa cực dương (DSA) và catốt (thép). Nó là một màng Amian được bao phủ trên lưới thép. NaOH trực tiếp ở cực âm cùng với hydro thoát tương ứng. Thật không may, nồng độ NaOH chỉ khoảng 10%, hơn nữa, có một khoang khuếch tán mạnh mẽ đến khoang anode và sản xuất clo, do đó làm giảm đáng kể hiệu quả của chất điện phân. Dung dịch soda ăn da sau đó phải được cô đặc. Nhược điểm chính của chất điện phân với cơ hoành là độ bền thấp, điện trở cao và thực tế là nó cho phép tất cả các loại phần tử đi qua. Ưu điểm so với thùng điện phân với điện cực thủy ngân là điện áp của thùng dưới, chỉ – 3,45 V (tiềm năng đảo ngược là – 2,20 V). 3. Các thùng chứa điện phân với màng bán kết hợp tương tự như loại điện phân có cơ hoành ngoại trừ lớp thay vì cơ hoành là màng hấp thụ bán. Bộ phim này chỉ cho phép các ion cần thiết đi qua. Bằng cách này, có thể có được dung dịch soda ăn da cao hơn so với chất điện phân cơ hoành. Bằng cách sử dụng màng bán kết hợp chọn lọc (màng) được làm từ naflon (một copolyme tetraflethylen), flemion và các vật liệu tương tự khác, hoặc màng bán kết hợp là loại cải tiến được lựa chọn và ngăn chặn sự khuếch tán của OH- Có được dung dịch NaOH lên đến 40%. Điện áp của chất điện phân là 2,95 V (điện thế đảo ngược là -2,20 V). Trong số ba loại thùng điện phân được đề cập ở trên, đây là mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất và sản phẩm tinh khiết cao nhất của sản phẩm. Ngoài ra, hydro thu được cũng rất sạch sẽ. 4. Áp dụng công nghệ khoảng cách bằng không (khoảng cách bằng không) vì vậy điện trở rất thấp và ổn định. Kết quả là, mỗi điện áp của mỗi đơn vị điện phân gần như không thay đổi trong thời gian làm việc, trong khi so sánh nó có thể được nhìn thấy, trong thùng điện phân Hooker vì điện cực than chì đã được ăn mòn trong thời gian thực hiện. Điện áp trong bình điện phân thay đổi rất nhiều, từ 2,8- 3,2 V tăng lên 3,7- 3,8V. Trong quá trình không gian làm việc giữa các điện cực, nó luôn chứa đầy chất lỏng, do đó, nó có thể tránh thoát nước muối, do đó không có vấn đề gì về việc rò rỉ khí clo gây ô nhiễm môi trường ở độ bền của thùng. Điện phân với màng hấp thụ cao do đó dành thời gian sửa chữa và giảm thiệt hại do cần phải dừng máy để sửa chữa. (Bảng 1). Bảng 1: So sánh độ bền của một số phần chính của 2 loại chất điện phân

Chất điện giải với màng bán hấp thụ	Nòng điện phân Hooker (với cơ hoành Amian)
Anode, Cathode: 6 năm	Điện cực than chì: 6 – 12 tháng
Phim bán kết hợp: 3 năm	Màng Amian: 3 – 6 tháng

Mù tạt được sản xuất từ ​​các thùng điện phân với màng bán hấp thụ chất lượng tốt (NaOH 35 – 40%, NaCl 40 ppm, NaClo3 20 ppm), tốt hơn loại cơ hoành (NaOH 10 – 12%, NaCl 18 – 20%) , vì vậy nó đáp ứng tất cả các lĩnh vực kinh tế, thậm chí có thể không cần tập trung. Với công nghệ này, chất lượng khí clo, khí hydro cũng rất cao. Trong khí clo được giải phóng ở vùng cực dương, chỉ có ít hơn 1,5 thể tích O2, thể tích dưới 0,1 H2 và độ tinh khiết của khí hydro đạt hơn 99,9% thể tích. Định mức tiêu thụ chính cũng giảm đáng kể (xem Bảng 2). Bảng 2: Các chỉ tiêu tiêu thụ chính của vật liệu

Chuẩn mực tiêu thụ vật liệu chính	Hộp điện phân bán hấp thụ	Nòng điện phân Hooker
NaCl 93% (Sản phẩm T/T)	1.560	2.0
Các sản phẩm kuh/t hiện tại xen kẽ	2.300 – 2.400	2.600 – 2.800
FO Oil (Lít/T Sản phẩm)	không phổ biến	500 – 650

Các yêu cầu cụ thể: Việc lắp ráp các thiết bị trong công nghệ thùng điện phân được sử dụng cho màng bán kết hợp đòi hỏi độ chính xác cao. Đặc biệt yêu cầu cài đặt đúng của bộ phim bán hấp thụ. Nếu được cài đặt theo hướng ngược lại, màng bị hỏng. Ngoài ra, cũng cần phải cung cấp nước loại bỏ, nước muối tinh chế thứ cấp và axit hydrochloric tinh khiết với các tạp chất cực kỳ nhỏ. Ví dụ, trong khi điện phân hooker yêu cầu nồng độ (mg/lit): [Ca2+] Và [Mg2+] ≤ 10, sau đó cần có màng bán kết hợp [Ca2+] + Mg2+]≤ 20 ppb. Các tạp chất khác như Fe phải nhỏ hơn 1 ppb, sr2+ hoặc ba2+ hoặc al3+ dưới 0,1 ppb, ni2+ dưới 10 ppb, mn2+ dưới 50 ppb, SiO2 dưới 10 mg/l … 5. Ngành công nghiệp soda ăn da – clo, đặc biệt là đối với các nền kinh tế của ngành công nghiệp hóa chất, là vấn đề cân bằng soda ăn da – clo. Tuy nhiên, đối với các quốc gia có sự phát triển của ngành hóa chất, vấn đề này đã được giải quyết khá tốt. Để tham khảo, trong Bảng 3, chúng tôi trình bày các số liệu gần đây về nhu cầu công nghiệp và công nghiệp ăn da ở Mỹ. Bảng 3: Nhu cầu về clo và NaOH ở Mỹ (Dữ liệu 1990)

Clo	Phần trăm	NaOH	Phần trăm
Vinyl clorua propylene clo clo hóa clo clo hóa epiclorohydryn của các chất hữu cơ khác, các chất vô cơ giấy để điều trị xuất khẩu titan dioxide	24 8 7 7 5 12 14 8 5 3 4 3	Bột giấy, giấy hữu cơ xà phòng và chất dệt nhôm nhôm và nhôm nhôm (alumin) để xử lý nước các ứng dụng khác	24 22 8 8 5 12 3 8 10
Tổng mức tiêu thụ (triệu tấn)	11.1		11.2

Có thể nói rằng công nghệ điện phân với màng bán hấp thụ là phương pháp hiện đại nhất và có nhiều lợi thế so với các công nghệ trước đây. Công nghệ này lần đầu tiên được áp dụng cho ngành công nghiệp từ đầu những năm 1980. Hiện tại, có một sự chuyển đổi rất mạnh mẽ sang việc sử dụng thùng điện phân với các bộ phim bán hấp thụ trong ngành sản xuất – clo trên toàn thế giới. giới tính.

(Nguồn: Tiến sĩ Chu Van Nguyen/Tạp chí CN HOA)