Hej! Jestem dostawcą roślin alkalicznych Chlor i jestem bardzo podekscytowany, aby rozbić sposób, w jaki komórka elektrolityczna działa w tych roślinach. To całkiem fajny proces, który jest sercem i duszą tego, co dzieje się w tych obiektach.
Po pierwsze, porozmawiajmy o tym, co robi roślina chlorowa. Rośliny te dotyczą wytwarzania chloru, wodorotlenku sodu (sody żrącego) i wodoru poprzez elektrolizę roztworu chlorku sodu (sól stołową), znany również jako solanka. A kluczowym graczem w tej całej operacji jest komórka elektrolityczna.
Komórka elektrolityczna jest w zasadzie urządzeniem, które wykorzystuje energię elektryczną do napędzania nie spontanicznej reakcji chemicznej. W zakładzie chlor alkalii tam ma magia, która zamienia solankę w cenne chemikalia, których potrzebujemy.
Podstawy ogniwa elektrolitycznego
Zacznijmy od głównych elementów ogniwa elektrolitycznego w zakładzie alkalicznym chlor. Istnieją dwie elektrody - anoda i katoda - i elektrolit, który w tym przypadku jest roztworem solanki.
Anoda jest elektrodą dodatnią. Po przyłożeniu prądu elektrycznego do komórki utlenianie występuje w anodzie. W przypadku rośliny alkalicznej chlorowej jony chlorkowe (CL⁻) w solance utlenia się w celu utworzenia gazu chloru (CL₂). Reakcję chemiczną na anodzie można zapisać jako: 2cl⁻ → Cl₂ + 2E⁻. Jest to dość ważna reakcja, ponieważ chlor jest szeroko stosowanym chemikalem w różnych branżach, takich jak obróbka wody, produkcja tworzyw sztucznych PVC i INPAC Plantgdzie jest stosowany w produkcji chlorku polialuminu.
Katoda jest elektrodą ujemną. Redukcja odbywa się w katodzie. W komórce alkalicznej chlor cząsteczki wody są redukowane w celu wytworzenia jonów wodorowych (H₂) i jonów wodorotlenkowych (OH⁻). Reakcja na katodzie wynosi: 2H₂O + 2E⁻ → H₂ + 2OH⁻. Jony wodorotlenkowe łączą się z jonami sodu (Na⁺), które były już obecne w solance z wytworzeniem wodorotlenku sodu (NaOH).
Różne typy ogniw elektrolitycznych w roślinach alkalicznych chlor
Istnieją trzy główne typy ogniw elektrolitycznych stosowanych w roślinach alkalicznych chlorowych: komórki rtęci, komórki przepony i komórki błonowe.
Komórki rtęci
Komórki rtęci były jednym z pierwszych rodzajów komórek stosowanych w produkcji alkalicznej chlor. W komórce rtęci katoda jest wykonana z rtęci. Jony sodu z solanki są zmniejszone w katodzie rtęci, tworząc amalgamat sodu i rtęci. Następnie amalgamat reaguje z wodą w osobnej komorze, aby wytwarzać wodorotlenek sodu i gaz wodoru, podczas gdy rtęć jest poddawana recyklingowi z powrotem do komórki.
Zaletą komórek rtęci jest to, że wytwarzają one chlor o wysokiej czystości i sodę kaustyczną. Mają jednak poważną wadę. Rtęć jest bardzo toksyczną substancją i występowały obawy środowiskowe związane z komórkami rtęci z powodu potencjalnej emisji rtęci. W rezultacie wiele krajów wycofało stosowanie komórek rtęci w ostatnich latach.
Komórki przepony
Komórki przepony używają porowatej przepony do oddzielenia przedziałów anody i katody. Membrana umożliwia przepływ jonów sodu z przedziału anody do przedziału katodowego, ale zapobiega mieszaniu gazów chloru i jonów wodorotlenkowych.
Membrana jest zwykle wykonana z azbestu lub materiału syntetycznego. Główną zaletą komórek przepony jest to, że są one stosunkowo proste i niedrogie w obsłudze. Ale soda kaustyczna wytwarzana w komórkach przepony ma niższe stężenie i czystość w porównaniu z wytwarzanymi przez inne typy komórek.
Komórki błony
Komórki błony są obecnie najnowocześniejszym i szeroko stosowanym rodzajem komórek elektrolitycznych w roślinach alkalicznych chlor. Używają specjalnej membrany jonowej do oddzielenia przedziałów anody i katody. Membrana umożliwia przechodzenie przez jony sodu z przedziału anody do przedziału katodowego, jednocześnie blokując przejście jonów chlorkowych i jonów wodorotlenkowych.
Powoduje to wytwarzanie gazu chloru o wysokiej czystości w anodzie i wysokiej czystości, wysokie stężenie wodorotlenku sodu w katodzie. Komórki błonowe są bardziej wydajne energii niż komórki przepony i nie mają problemów środowiskowych związanych z komórek rtęci.
Proces w komórce błony
Przyjrzyjmy się bliżej, jak działa komórka błony, ponieważ jest to najpopularniejszy typ.
Po pierwsze, roztwór solanki jest podawany do przedziału anody. Po przyłożeniu prądu elektrycznego jony chlorkowe utleniają się w anodzie w celu utworzenia chloru, który jest następnie zbierany i wysyłany do dalszego przetwarzania.
Tymczasem woda jest podawana do przedziału katodowego. W katodzie cząsteczki wody są redukowane w celu tworzenia jonów wodorowych i jonów wodorotlenkowych. Jony sodu z przedziału anodowego przechodzą przez błonę jonową - wymiany na przedział katodowy, gdzie łączą się z jonami wodorotlenkowymi w celu utworzenia wodorotlenku sodu.
Membrana jonowa - wymiana ma kluczowe znaczenie w tym procesie. Zapewnia to, że gaz chloru i roztwór wodorotlenku sodu są oddzielne, zapobiegając niechcianej reakcji między nimi. Jest to ważne, ponieważ gdyby chlor i wodorotlenek sodu miały reagować, tworzyliby podchloryn sodu, który w większości przypadków nie jest pożądanym produktem.
Zastosowania produktów
Produkty wytwarzane w zakładzie chlorowym mają szeroki zakres zastosowań. Chlor jest stosowany w produkcjiRoślina podchlorynowa wapnia, gdzie jest używany jako środek dezynfekujący i wybielający. Jest również stosowany w produkcji tworzyw sztucznych, rozpuszczalników i pestycydów.
Wodorotlenek sodu jest stosowany w wielu branżach, takich jak przemysł miazgi i papieru, przemysł tekstylny oraz w produkcji mydeł i detergentów. Gaz wodoru może być stosowany jako paliwo lub w produkcji amoniaku i innych chemikaliów.
Znaczenie elektrolitycznych komórek w roślinach alkalicznych chlor
Komórka elektrolityczna jest rdzeniem rośliny alkalicznej chlor. Bez tego nie bylibyśmy w stanie wytworzyć dużych ilości chloru, wodorotlenku sodu i wodoru potrzebnego w różnych branżach.
Wydajność i wydajność ogniwa elektrolitycznego mają bezpośredni wpływ na ogólną wydajność i rentowność zakładu. Na przykład bardziej energooszczędna komórka błonowa może zmniejszyć koszty operacyjne zakładu, podczas gdy komórka wytwarzająca produkty o wysokiej czystości może przynieść wyższą cenę na rynku.
Wniosek
Tak więc masz - podsumowanie, jak komórka elektrolityczna działa w zakładzie alkalicznym chlor. Jest to fascynujący proces obejmujący połączenie chemii i inżynierii elektrycznej.
Jeśli jesteś na rynku zakładu alkalicznego chlor lub potrzebujesz któregokolwiek z produktów produkowanych w tych roślinach, niezależnie od tego, czy chodzi oBieląc się roślina w proszkuLub inne aplikacje, chciałbym z tobą porozmawiać. Możemy porozmawiać o twoich konkretnych potrzebach i tym, jak możemy współpracować, aby je poznać. Zapraszam do dyskusji na zamówienia.
Odniesienia
- Kirk - Othmer Encyclopedia of Chemical Technology
- Artykuły do czasopisma inżynierii chemicznej na temat produkcji chlor
- Podręczniki na temat elektrochemii i chemii przemysłowej