Elektrolisis membran lwn teknologi merkuri

"Kaedah membran adalah teknik yang paling menjanjikan dan paling pesat berkembang untuk penghasilan klorin dan alkali, yang sudah pasti akan menggantikan teknik lain (diafragma dan merkuri) dari semasa ke semasa" Teknologi membran moden lebih baik daripada merkuri kerana:

• ia menghalang merkuri daripada memasuki persekitaran semula jadi,
• ia lebih menjimatkan (kurang penggunaan tenaga),
• pemasangan membran tidak memerlukan penyelenggaraan sebanyak merkuri.

Kaedah membran menggantikan kaedah merkuri

Proses merkuri telah digunakan secara meluas di Eropah selama lebih 100 tahun. Permulaan pembangunan teknologi membran, atau lebih tepatnya membran pertukaran ion, bermula pada tahun 1970-an. Proses membran berskala besar mula digunakan untuk pengeluaran natrium hidroksida pada tahun 1987. Sejak itu, populariti elektrolisis membran perlahan-lahan meningkat, berkat semakin banyak loji kimia telah mengubah merkuri menjadi sistem membran. Penukaran teknologi merkuri kepada teknologi membran, bagaimanapun, telah berlaku dengan sangat perlahan di Eropah, terutamanya disebabkan oleh kos pemodenan yang tinggi. Baru-baru ini pada tahun 2001, 55 %daripada kapasiti pengeluaran klorin-alkali yang dipasang di benua kita menggunakan teknologi merkuri, dan hanya 20 %daripadanya diperbuat daripada teknologi membran. Hanya perubahan yang diperkenalkan dalam peraturan undang-undang telah memaksa pengeluar untuk beralih daripada teknologi merkuri. Selaras dengan peruntukan Arahan Pelepasan Perindustrian, berkuat kuasa sejak 2013, 2017 merupakan tahun terakhir di mana kaedah merkuri dalam pengeluaran kloroalkali, termasuk natrium hidroksida (baca tentang pembekal natrium hidroksida ), boleh digunakan di negara EU. Sebab utama penarikan lengkap elektrolisis merkuri dari EU adalah:

• keperluan undang-undang,
• sebab ekonomi – kos pengeluaran yang tinggi,
• peningkatan dalam permintaan untuk soda lye,
• keadaan teknikal pemasangan yang teruk.

Sebab yang paling penting untuk menukar loji merkuri kepada sistem membran ialah kos dan keadaan haus dan penyelenggaraan sistem pengeluaran, serta keadaan persekitaran dan kesihatan manusia. Dalam kes PCC Rokita, pematuhan terhadap piawaian undang-undang baharu bermula pada 2010, apabila loji elektrolisis membran pertama telah ditugaskan di Brzeg Dolny. Bahagian kedua telah dilancarkan pada 2015 dengan penutupan terakhir kilang menggunakan kaedah merkuri.

Apakah elektrolisis membran?

Dalam penghasilan natrium hidroksida melalui kaedah membran, kedua-dua elektrod (anod titanium dan katod keluli atau nikel) memisahkan membran yang mengalirkan ion terhidrat. Dalam ruang anod ion klorida daripada air garam dioksidakan kepada klorin gas , manakala ion natrium berhijrah melalui membran ke ruang katod di mana natrium hidroksida mengalir. Air ditambah kepada kitaran katolit, yang digunakan dalam proses pengeluaran untuk menghasilkan ion hidroksil dan gas hidrogen. Anion hidroksil dan kation natrium terbentuk dengan cara ini. Lazimnya, larutan ini dikitar semula sebelum dilepaskan daripada elektroliser dengan tujuan pekat antara 32-35%. Kepekatan 50%adalah mungkin dengan penyejatan larutan natrium hidroksida menggunakan wap.

Kelebihan elektrolisis membran berbanding teknologi merkuri

Mendapatkan natrium hidroksida menggunakan elektrolisis membran mempunyai banyak faedah berbanding kaedah merkuri. Ini antara lain:

• operasi pada voltan pengapit yang lebih rendah berbanding dengan sel merkuri,
• penggunaan tenaga elektrik dan tenaga yang lebih rendah dalam bentuk stim,
• keupayaan untuk menukar beban semasa setiap hari, yang membolehkan anda memanfaatkan sepenuhnya tarif malam yang lebih murah,
• meminimumkan risiko pencemaran alam sekitar.

Adakah kaedah merkuri selamat?

Dalam kaedah ini, merkuri adalah bahan katod. Ia mengambil bahagian dalam proses elektrolisis di mana alkali soda kaustik terbentuk. Malangnya penggunaannya sangat berbahaya kerana merkuri:

• bertindak secara merosakkan pada tubuh manusia – ia terkumpul di dalam buah pinggang dan merosakkannya, memusnahkan membran biologi dan bersambung dengan protein badan, mengganggu proses biokimia; keracunan merkuri boleh mengakibatkan kematian, akibat kegagalan pernafasan atau peredaran darah atau mucositis,
• menyebabkan pencemaran alam sekitar – semasa penghasilan natrium hidroksida, terdapat kehilangan merkuri yang memasuki air, udara, tanah, sisa dan produk itu sendiri.

Atas sebab-sebab yang disebutkan di atas bahawa penggunaan kaedah merkuri dalam pengeluaran soda lye telah menjadi semakin kurang popular untuk elektrolisis membran di seluruh dunia. Teknologi membran adalah kaedah untuk mendapatkan natrium hidroksida berkualiti tinggi dengan mengambil kira aspek ekologi dan ekonomi.