Мембранний електроліз проти ртутної технології

«Мембранний метод є найперспективнішим і найшвидше зростаючим методом виробництва хлору та лугу, який, безсумнівно, з часом замінить інші методи (діафрагму та ртуть)»

Сучасна мембранна технологія краща за ртутну, оскільки:

• запобігає потраплянню ртуті в природне середовище,
• він економічніший (менше енергоспоживання),
• мембранна установка не потребує такого технічного обслуговування, як ртутна.

На зміну ртутному приходить мембранний метод

Ртутний процес широко використовується в Європі вже понад 100 років. Початок розвитку мембранної технології, а точніше іонообмінних мембран, відноситься до 1970-х років. Широкомасштабний мембранний процес почали використовувати для виробництва гідроксиду натрію в 1987 році. Відтоді популярність мембранного електролізу повільно зростає, завдяки чому все більше хімічних заводів перетворюють ртуть на мембранні системи. Однак перехід ртутної технології на мембранну в Європі відбувався дуже повільно, в основному через високі витрати на модернізацію. Ще в 2001 році 55%потужностей хлорно-лужного виробництва, встановлених на нашому континенті, використовували ртутну технологію, і лише 20%з них були виготовлені за мембранною технологією. Лише внесені зміни в законодавство змусили виробників відійти від ртутних технологій. Відповідно до положень Директиви про промислові викиди, чинної з 2013 року, 2017 рік став останнім роком, коли в країнах ЄС можна було використовувати ртутний метод у виробництві хлоролугів, зокрема гідроксиду натрію (читайте про постачальників гідроксиду натрію ).

Основними причинами повного вилучення ртутного електролізу з ЄС є:

• правові вимоги,
• економічні причини – висока собівартість продукції,
• збільшення попиту на содовий луг,
• поганий технічний стан установки.

Найважливішою причиною переходу ртутної установки на мембранну систему є витрати та умови зносу та обслуговування виробничих систем, а також стан навколишнього середовища та здоров’я людини. У випадку PCC Rokita відповідність новим правовим стандартам почалася в 2010 році, коли була введена в експлуатацію перша установка мембранного електролізу в Бжег Дольні. Друга частина була запущена в 2015 році з остаточним закриттям заводу ртутним методом.

Що таке мембранний електроліз?

При виробництві гідроксиду натрію мембранним методом обидва електроди (титановий анод і сталевий або нікелевий катод) розділяють мембрану, яка проводить гідратовані іони. В анодному просторі іони хлориду з розсолу окислюються до газоподібного хлору , тоді як іони натрію мігрують через мембрану в катодний простір, через який тече гідроксид натрію. У католітний цикл додається вода, яка використовується в процесі виробництва для отримання гідроксильних іонів і газоподібного водню. Таким чином утворилися гідроксильні аніони та катіони натрію. Як правило, цей розчин рециркулює перед вивантаженням з електролізера з метою отримання концентрату між 32-35%. Концентрація 50%можлива шляхом випаровування розчину гідроксиду натрію за допомогою пари.

Перевага мембранного електролізу перед ртутною технологією

Отримання гідроксиду натрію за допомогою мембранного електролізу має багато переваг порівняно з ртутним методом. Це, зокрема:

• робота при нижчій напрузі затиску порівняно з ртутними елементами,
• менше споживання електричної енергії та енергії у вигляді пари,
• можливість щодня змінювати поточне навантаження, що дозволяє повною мірою використовувати переваги більш дешевого нічного тарифу,
• мінімізація ризику забруднення навколишнього середовища.

Чи безпечний ртутний метод?

У цьому методі матеріалом катода є ртуть. Він бере участь у процесі електролізу, під час якого утворюється луг каустичної соди . На жаль, її використання дуже небезпечно, оскільки ртуть:

• діє руйнівно на організм людини – накопичується в нирках і пошкоджує їх, руйнує біологічні мембрани і з’єднується з білками організму, порушуючи біохімічні процеси; отруєння ртуттю може призвести до смерті внаслідок дихальної або кровоносної недостатності або мукозиту,
• викликає забруднення навколишнього середовища – при виробництві гідроксиду натрію відбуваються втрати ртуті, яка потрапляє у воду, повітря, ґрунт, відходи та сам продукт.

Саме через зазначені вище причини використання ртутного методу у виробництві содового лугу стає все менш популярним для мембранного електролізу в усьому світі. Мембранна технологія – це спосіб отримання високоякісного гідроксиду натрію з урахуванням екологічних та економічних аспектів.