Électrolyse à membrane vs technologie au mercure

« La méthode membranaire est la technique la plus prometteuse et celle qui connaît la croissance la plus rapide pour la production de chlore et d’alcali, qui remplacera sans aucun doute les autres techniques (diaphragme et mercure) au fil du temps »

La technologie membranaire moderne est meilleure que le mercure car :

• il empêche le mercure de pénétrer dans l’environnement naturel,
• c’est plus économique (moins de consommation d’énergie),
• L’installation de la membrane ne nécessite pas autant d’entretien que celle du mercure.

La méthode de la membrane remplace la méthode du mercure

Le procédé au mercure est largement utilisé en Europe depuis plus de 100 ans. Le début du développement de la technologie des membranes, ou plus précisément des membranes échangeuses d’ions, remonte aux années 1970. Le procédé membranaire à grande échelle a commencé à être utilisé pour la production d’hydroxyde de sodium en 1987. Depuis lors, la popularité de l’électrolyse membranaire a lentement augmenté, grâce à laquelle de plus en plus d’usines chimiques ont transformé le mercure en systèmes membranaires. La conversion de la technologie au mercure à la technologie membranaire s’est toutefois faite très lentement en Europe, principalement en raison des coûts élevés de modernisation. Pas plus tard qu’en 2001, 55 %des capacités de production de chlore alcalin installées sur notre continent utilisaient la technologie au mercure, et seulement 20 %d’entre elles étaient constituées de la technologie membranaire. Seuls les changements introduits dans la réglementation légale ont obligé les producteurs à s’éloigner de la technologie au mercure. Conformément aux dispositions de la directive sur les émissions industrielles, en vigueur depuis 2013, 2017 a été la dernière année au cours de laquelle la méthode au mercure dans la production de chloroalcalins, y compris l’hydroxyde de sodium (lire à propos des fournisseurs d’hydroxyde de sodium ), pouvait être utilisée dans les pays de l’UE.

Les principales raisons du retrait complet de l’électrolyse au mercure de l’UE sont les suivantes :

• exigences légales,
• raisons économiques – coûts de production élevés,
• augmentation de la demande en lessive de soude,
• mauvais état technique de l’installation.

La raison la plus importante pour changer l’usine de mercure en un système à membrane est le coût et les conditions d’usure et de maintenance des systèmes de production, ainsi que l’état de l’environnement et de la santé humaine. Dans le cas de PCC Rokita, la mise en conformité avec les nouvelles normes légales a commencé en 2010, lorsque la première usine d’électrolyse à membrane a été mise en service à Brzeg Dolny. La deuxième partie a été lancée en 2015 avec la fermeture définitive de l’usine utilisant la méthode au mercure.

Qu’est-ce que l’électrolyse membranaire ?

Dans la production d’hydroxyde de sodium par la méthode membranaire, les deux électrodes (anode en titane et cathode en acier ou en nickel) séparent la membrane qui conduit les ions hydratés. Dans l’espace anodique, les ions chlorure de la saumure sont oxydés en chlore gazeux , tandis que les ions sodium migrent à travers la membrane vers l’espace cathodique à travers lequel s’écoule l’hydroxyde de sodium. De l’eau est ajoutée au cycle cathodique, qui est utilisée dans le processus de production pour produire des ions hydroxyles et de l’hydrogène gazeux. Les anions hydroxyles et les cations sodium se forment de cette manière. En règle générale, cette solution est remise en circulation avant d’être évacuée de l’électrolyseur dans le but d’obtenir un concentré compris entre 32 et 35 %. Une concentration de 50 %est possible par évaporation d’une solution d’hydroxyde de sodium à l’aide de vapeur.

L’avantage de l’électrolyse membranaire par rapport à la technologie au mercure

L’obtention d’hydroxyde de sodium par électrolyse membranaire présente de nombreux avantages par rapport à la méthode au mercure. Il s’agit notamment de :

• fonctionnement à une tension de serrage inférieure par rapport aux cellules à mercure,
• une consommation moindre d’énergie électrique et d’énergie sous forme de vapeur,
• la possibilité de modifier quotidiennement la charge actuelle, ce qui vous permet de profiter pleinement du tarif de nuit moins cher,
• minimiser le risque de contamination de l’environnement.

La méthode au mercure est-elle sûre ?

Dans cette méthode, le mercure est le matériau de la cathode. Il participe au processus d’électrolyse au cours duquel se forme la lessive de soude caustique . Malheureusement, son utilisation est très dangereuse car le mercure :

• agit de manière destructrice sur le corps humain – il s’accumule dans les reins et les endommage, détruit les membranes biologiques et se connecte aux protéines du corps, perturbant les processus biochimiques ; l’intoxication au mercure peut entraîner la mort, en raison d’une insuffisance respiratoire ou circulatoire ou d’une mucite,
• provoque une contamination de l’environnement – lors de la production d’hydroxyde de sodium, il y a des pertes de mercure qui pénètrent dans l’eau, l’air, le sol, les déchets et le produit lui-même.

C’est pour les raisons mentionnées ci-dessus que l’utilisation de la méthode au mercure dans la production de lessive de soude est devenue de moins en moins populaire pour l’électrolyse à membrane dans le monde entier. La technologie membranaire est une méthode permettant d’obtenir de l’hydroxyde de sodium de haute qualité en ce qui concerne les aspects écologiques et économiques.