Sodyum hidroksitin endüstriyel ölçekte üretimi çeşitli yollarla gerçekleşebilir. 1990'lara kadar en popüler üretim yöntemi cıva yöntemiydi, şimdi ise daha avantajlı bir membran yöntemi ile değiştirildi.
"Membran yöntemi, klor ve alkali üretimi için en umut verici ve en hızlı büyüyen tekniktir ve şüphesiz zamanla diğer tekniklerin (diyafram ve cıva) yerini alacaktır"
Modern membran teknolojisi cıvadan daha iyidir çünkü:
- cıvanın doğal çevreye karışmasını önler,
- daha ekonomiktir (daha az enerji tüketimi),
- Membran montajı civa kadar bakım gerektirmez.
Membran yöntemi cıva yönteminin yerini alıyor
Cıva işlemi Avrupa’da 100 yıldan uzun süredir yaygın olarak kullanılmaktadır. Membran teknolojisinin veya daha doğrusu iyon değişim membranlarının geliştirilmesinin başlangıcı 1970’lere dayanmaktadır. Büyük ölçekli membran işlemi 1987’de sodyum hidroksit üretimi için kullanılmaya başlandı. O zamandan beri membran elektrolizinin popülaritesi yavaş yavaş artmış, bu sayede giderek daha fazla kimya tesisi cıvayı membran sistemlerine dönüştürmüştür. Ancak cıva teknolojisinin membran teknolojisine dönüşümü Avrupa’da çok yavaş gerçekleşmiştir, bunun başlıca nedeni modernizasyonun yüksek maliyetleridir. Daha 2001’de kıtamızda kurulan klor-alkali üretim kapasitelerinin %55’i cıva teknolojisini kullanırken, bunların sadece %20’si membran teknolojisiyle yapılmıştır. Sadece yasal düzenlemelerde yapılan değişiklikler üreticileri cıva teknolojisinden uzaklaşmaya zorlamıştır. 2013 yılından bu yana yürürlükte olan Endüstriyel Emisyonlar Direktifi hükümleri uyarınca, 2017 yılı, sodyum hidroksit ( sodyum hidroksit tedarikçileri hakkında bilgi edinin) dahil olmak üzere kloroalkalilerin üretiminde cıva yönteminin AB ülkelerinde kullanılabileceği son yıldı.
AB’den cıva elektrolizinin tamamen geri çekilmesinin başlıca nedenleri şunlardır:
- yasal gereklilikler,
- ekonomik nedenler – yüksek üretim maliyetleri,
- soda külüne olan talebin artması,
- Tesisin teknik açıdan kötü durumda olması.
Cıva tesisinin membran sistemine dönüştürülmesinin en önemli nedeni, üretim sistemlerinin aşınma ve bakım maliyetleri ve koşulları ile çevre ve insan sağlığının durumudur. PCC Rokita yeni yasal standartlara uyum, 2010 yılında Brzeg Dolny’de ilk membran elektroliz tesisinin devreye alınmasıyla başladı. İkinci bölüm, cıva yönteminin kullanıldığı tesisin nihai olarak kapatılmasıyla 2015 yılında başlatıldı.
Membran elektrolizi nedir?
Membran yöntemi ile sodyum hidroksit üretiminde, her iki elektrot (titanyum anot ve çelik veya nikel katot) hidratlı iyonları ileten membranı ayırır. Anot boşluğunda tuzlu sudan gelen klorür iyonları gaz halindeki klora oksitlenirken, sodyum iyonları membrandan geçerek sodyum hidroksitin aktığı katot boşluğuna göç eder. Üretim sürecinde hidroksil iyonları ve hidrojen gazı üretmek için kullanılan katolit döngüsüne su eklenir. Bu şekilde oluşan hidroksil anyonları ve sodyum katyonları. Tipik olarak, bu çözelti elektrolizörden boşaltılmadan önce %32-35 arasında bir konsantre elde etmek amacıyla yeniden dolaştırılır. %50 konsantrasyon, bir sodyum hidroksit çözeltisinin buhar kullanılarak buharlaştırılmasıyla mümkündür.
Membran elektrolizinin cıva teknolojisine göre avantajı
Membran elektrolizi kullanılarak sodyum hidroksit elde etmenin cıva yöntemine kıyasla birçok faydası vardır. Bunlar, diğerlerinin yanı sıra şunlardır:
- cıva hücrelerine kıyasla daha düşük sıkıştırma voltajında çalışma,
- elektrik enerjisi ve buhar formundaki enerjinin daha az tüketilmesi,
- Mevcut yükü günlük olarak değiştirme olanağı, daha ucuz gece tarifesinden tam olarak yararlanmanızı sağlar,
- Çevre kirliliği riskini en aza indirmek.
Civa yöntemi güvenli midir?
Bu yöntemde cıva katot malzemesidir. Kostik soda külünün oluştuğu elektroliz işleminde yer alır. Ne yazık ki kullanımı çok tehlikelidir çünkü cıva:
- insan vücuduna yıkıcı bir şekilde etki eder – böbreklerde birikerek onlara zarar verir, biyolojik zarları tahrip eder ve vücudun proteinleriyle bağlantı kurarak biyokimyasal süreçleri bozar; cıva zehirlenmesi solunum veya dolaşım yetmezliği veya mukozit nedeniyle ölüme yol açabilir,
- Çevre kirliliğine neden olur – Sodyum hidroksit üretimi sırasında suya, havaya, toprağa, atıklara ve ürünün kendisine karışan cıva kayıpları olur.
Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı, soda külü üretiminde cıva yönteminin kullanımı, membran elektrolizi için dünya çapında giderek daha az popüler hale gelmiştir. Membran teknolojisi, ekolojik ve ekonomik açılardan yüksek kaliteli sodyum hidroksit elde etme yöntemidir.
