Membránová elektrolýza vs. rtuťová technologie

„Membránová metoda je nejslibnější a nejrychleji se rozvíjející technika pro výrobu chlóru a alkálií, která nepochybně časem nahradí ostatní techniky (diafragma a rtuť)“

Moderní membránová technologie je lepší než rtuť, protože:

• zabraňuje pronikání rtuti do přírodního prostředí,
• je úspornější (menší spotřeba energie),
• instalace membrány nevyžaduje tolik údržby jako rtuť.

Membránová metoda nahrazuje metodu rtuťovou

Proces rtuti je v Evropě široce používán již více než 100 let. Počátek vývoje membránové technologie, přesněji iontoměničových membrán, se datuje do 70. let minulého století. Velkokapacitní membránový proces se pro výrobu hydroxidu sodného začal používat v roce 1987. Od té doby pomalu roste obliba membránové elektrolýzy, díky níž stále více chemických závodů přeměňuje rtuť na membránové systémy. Přeměna rtuťové technologie na membránovou však v Evropě probíhala velmi pomalu, zejména kvůli vysokým nákladům na modernizaci. Ještě v roce 2001 využívalo 55 %kapacit na výrobu chlóru a alkalických kovů instalovaných na našem kontinentu rtuťovou technologii a pouze 20 %z nich bylo vyrobeno membránovou technologií. Teprve zavedené změny právních předpisů přiměly výrobce opustit rtuťovou technologii. V souladu s ustanoveními směrnice o průmyslových emisích účinné od roku 2013 byl rok 2017 posledním rokem, kdy bylo možné v zemích EU používat rtuťovou metodu při výrobě chloralkálií včetně hydroxidu sodného (čtěte o dodavatelích hydroxidu sodného ).

Hlavní důvody úplného stažení rtuťové elektrolýzy z EU jsou:

• zákonné požadavky,
• ekonomické důvody – vysoké výrobní náklady,
• zvýšení poptávky po louhu sodného,
• špatný technický stav instalace.

Nejdůležitějším důvodem pro přeměnu rtuťového závodu na membránový systém jsou náklady a podmínky opotřebení a údržby výrobních systémů, jakož i stav životního prostředí a lidského zdraví. V případě PCC Rokita začalo plnění nových právních norem v roce 2010, kdy byla uvedena do provozu první membránová elektrolýza v Brzeg Dolny. Druhá část byla spuštěna v roce 2015 definitivním uzavřením závodu rtuťovou metodou.

Co je membránová elektrolýza?

Při výrobě hydroxidu sodného membránovou metodou obě elektrody (titanová anoda a ocelová nebo niklová katoda) oddělují membránu, která vede hydratované ionty. V anodovém prostoru jsou chloridové ionty ze solanky oxidovány na plynný chlór , zatímco ionty sodíku migrují přes membránu do katodového prostoru, kterým protéká hydroxid sodný. Do katolytového cyklu se přidává voda, která se ve výrobním procesu spotřebovává k výrobě hydroxylových iontů a plynného vodíku. Takto vzniklé hydroxylové anionty a sodné kationty. Obvykle se tento roztok před vypuštěním z elektrolyzéru recirkuluje s cílem dosáhnout koncentrace mezi 32-35 %. 50%koncentrace je možná odpařením roztoku hydroxidu sodného pomocí páry.

Výhoda membránové elektrolýzy oproti rtuťové technologii

Získávání hydroxidu sodného pomocí membránové elektrolýzy má mnoho výhod ve srovnání se rtuťovou metodou. Jsou to mimo jiné:

• provoz při nižším upínacím napětí ve srovnání s rtuťovými články,
• nižší spotřeba elektrické energie a energie ve formě páry,
• možnost měnit aktuální zatížení na denní bázi, což umožňuje plně využít výhod levnějšího nočního tarifu,
• minimalizace rizika kontaminace životního prostředí.

Je rtuťová metoda bezpečná?

V této metodě je katodovým materiálem rtuť. Účastní se procesu elektrolýzy, při kterém vzniká louh sodný . Bohužel její použití je velmi nebezpečné, protože rtuť:

• působí destruktivně na lidské tělo – hromadí se v ledvinách a poškozuje je, ničí biologické membrány a spojuje se s bílkovinami těla, narušuje biochemické procesy; otrava rtutí může vést ke smrti v důsledku respiračního nebo oběhového selhání nebo mukositidy,
• způsobuje kontaminaci životního prostředí – při výrobě hydroxidu sodného dochází ke ztrátám rtuti, která se dostává do vody, vzduchu, půdy, odpadu i samotného produktu.

Právě z výše uvedených důvodů je použití rtuťové metody při výrobě louhu sodného pro membránovou elektrolýzu po celém světě stále méně oblíbené. Membránová technologie je způsob získávání vysoce kvalitního hydroxidu sodného s ohledem na ekologické a ekonomické aspekty.