Výroba hydroxidu sodného v priemyselnom meradle môže prebiehať niekoľkými spôsobmi. Do 90. rokov 20. storočia bola najpopulárnejšia metóda výroby ortuťová, ktorú v súčasnosti nahradila výhodnejšia membránová metóda.
„Membránová metóda je najsľubnejšia a najrýchlejšie rastúca technika na výrobu chlóru a alkálií, ktorá časom nepochybne nahradí ostatné techniky (diafragma a ortuť)“
Moderná membránová technológia je lepšia ako ortuť, pretože:
- zabraňuje vstupu ortuti do prírodného prostredia,
- je to ekonomickejšie (nižšia spotreba energie),
- inštalácia membrány nevyžaduje takú údržbu ako ortuť.
Membránová metóda nahrádza ortuťovú metódu
Proces ortuti je v Európe široko používaný už viac ako 100 rokov. Začiatok vývoja membránovej technológie, alebo presnejšie iónomeničových membrán, sa datuje do 70. rokov minulého storočia. Veľkoplošný membránový proces sa na výrobu hydroxidu sodného začal využívať v roku 1987. Odvtedy pomaly stúpa obľuba membránovej elektrolýzy, vďaka ktorej stále viac chemických závodov premieňa ortuť na membránové systémy. Premena ortuťovej technológie na membránovú však v Európe prebiehala veľmi pomaly, najmä v dôsledku vysokých nákladov na modernizáciu. Ešte v roku 2001 využívalo 55 %kapacít na výrobu chlóru a zásad inštalovaných na našom kontinente ortuťovú technológiu a len 20 %z nich bolo vyrobených membránovou technológiou. Až zavedené zmeny právnych predpisov prinútili výrobcov odkloniť sa od ortuťovej technológie. V súlade s ustanoveniami Smernice o priemyselných emisiách, platnej od roku 2013, bol rok 2017 posledným rokom, v ktorom bolo možné v krajinách EÚ používať ortuťovú metódu pri výrobe chlóralkálií vrátane hydroxidu sodného (prečítajte si o dodávateľoch hydroxidu sodného ).
Hlavné dôvody úplného stiahnutia ortuťovej elektrolýzy z EÚ sú:
- zákonné požiadavky,
- ekonomické dôvody – vysoké výrobné náklady,
- zvýšenie dopytu po sóde lúhu,
- zlý technický stav inštalácie.
Najdôležitejším dôvodom zmeny ortuťového závodu na membránový systém sú náklady a podmienky opotrebovania a údržby výrobných systémov, ako aj stav životného prostredia a ľudského zdravia. V prípade PCC Rokita sa súlad s novými právnymi normami začal v roku 2010, keď bola uvedená do prevádzky prvá membránová elektrolýza v Brzeg Dolny. Druhá časť bola spustená v roku 2015 s definitívnym uzavretím závodu ortuťovou metódou.
Čo je membránová elektrolýza?
Pri výrobe hydroxidu sodného membránovou metódou obe elektródy (titánová anóda a oceľová alebo niklová katóda) oddeľujú membránu, ktorá vedie hydratované ióny. V anódovom priestore sa chloridové ióny zo soľanky oxidujú na plynný chlór , zatiaľ čo sodné ióny migrujú cez membránu do katódového priestoru, cez ktorý preteká hydroxid sodný. Voda sa pridáva do katolytového cyklu, ktorý sa využíva vo výrobnom procese na výrobu hydroxylových iónov a plynného vodíka. Takto vznikajúce hydroxylové anióny a sodné katióny. Typicky sa tento roztok recirkuluje predtým, ako sa vypustí z elektrolyzéra s cieľom dosiahnuť koncentráciu medzi 32 až 35 %. 50 %koncentrácia je možná odparením roztoku hydroxidu sodného pomocou pary.
Výhoda membránovej elektrolýzy oproti ortuťovej technológii
Získanie hydroxidu sodného pomocou membránovej elektrolýzy má v porovnaní s ortuťovou metódou mnoho výhod. Sú to okrem iného:
- prevádzka pri nižšom upínacom napätí v porovnaní s ortuťovými článkami,
- nižšia spotreba elektrickej energie a energie vo forme pary,
- možnosť meniť aktuálnu záťaž na dennej báze, čo vám umožní naplno využiť výhodnejšiu nočnú tarifu,
- minimalizovať riziko kontaminácie životného prostredia.
Je ortuťová metóda bezpečná?
Pri tejto metóde je katódovým materiálom ortuť. Podieľa sa na procese elektrolýzy, pri ktorej vzniká lúh sodný . Bohužiaľ jej použitie je veľmi nebezpečné, pretože ortuť:
- pôsobí deštruktívne na ľudské telo – hromadí sa v obličkách a poškodzuje ich, ničí biologické membrány a spája sa s bielkovinami tela, narúša biochemické procesy; otrava ortuťou môže viesť k smrti v dôsledku zlyhania dýchania alebo krvného obehu alebo zápalu sliznice,
- spôsobuje kontamináciu prostredia – pri výrobe hydroxidu sodného dochádza k stratám ortuti, ktorá sa dostáva do vody, ovzdušia, pôdy, odpadu a samotného produktu.
Práve z vyššie uvedených dôvodov je používanie ortuťovej metódy pri výrobe lúhu sodného pre membránovú elektrolýzu na celom svete čoraz menej populárne. Membránová technológia je spôsob získavania vysoko kvalitného hydroxidu sodného s ohľadom na ekologické a ekonomické aspekty.
