Hej! Som dodávateľom rastlín chlor alkalických rastlín a som nadšený, že rozoberá, ako elektrolytická bunka funguje v týchto rastlinách. Je to celkom cool proces, ktorý je srdcom a dušou toho, čo sa deje v týchto zariadeniach.
Po prvé, poďme hovoriť o tom, čo robí závod Chlor Alkali. Tieto rastliny sú o produkcii chlóru, hydroxidu sodného (žieravá sóda) a vodíka prostredníctvom elektrolýzy roztoku chloridu sodného (stolovej soli), ktorý je tiež známy ako soľanka. Kľúčovým hráčom v celej tejto operácii je elektrolytická bunka.
Elektrolytická bunka je v podstate zariadenie, ktoré využíva elektrickú energiu na riadenie spontánnej chemickej reakcie. V závode Chlor Alkali je to miesto, kde sa kúzlo stáva, aby sa soľanka zmenila na cenné chemikálie, ktoré potrebujeme.
Základy elektrolytickej bunky
Začnime hlavnými komponentmi elektrolytickej bunky v závode s alkalickým závodom. Existujú dve elektródy - anóda a katóda - a elektrolyt, čo je v tomto prípade roztok soľanky.
Anóda je kladná elektróda. Keď sa na bunku aplikuje elektrický prúd, nastane oxidácia v anóde. V prípade rastliny alkalica chlorika sa chloridové ióny (CL⁻) v soľanke oxidujú za vzniku plynného chlóru (CL₂). Chemická reakcia v anóde je možné napísať ako: 2cl⁻ → CL₂ + 2E⁻. Je to veľmi dôležitá reakcia, pretože chlór je široko používaná chemikália v rôznych odvetviach, ako je úpravy vody, výroba plastov PVC a vRastlina PACkde sa používa pri výrobe polyalumíniumchloridu.
Katóda je záporná elektróda. Redukcia sa uskutočňuje v katóde. V bunke s alkalickým alkalickým bunkou sa molekuly vody redukujú na vodíkové plyny (H₂) a hydroxidové ióny (OH⁻). Reakcia v katóde je: 2H₂o + 2E⁻ → H₂ + 2OH⁻. Hydroxidové ióny sa kombinujú s iónmi sodíka (Na⁺), ktoré boli už prítomné v soľanke za vzniku hydroxidu sodného (NaOH).
Rôzne typy elektrolytických buniek v rastlinách chlori alkalických rastlín
V rastlinách chloriho alkalických rastlín sa používajú tri hlavné typy elektrolytických buniek: ortuťové bunky, bunkové bunky a membránové bunky.
Ortuť
Bunky ortuti boli jedným z prvých typov buniek používaných pri produkcii alkalického chlori. V ortuťovej bunke je katóda vyrobená z ortuti. Ióny sodíka zo soľanky sa v katóde ortuti znižujú za vzniku amalgámu ortuti - ortuť. Amalgam potom reaguje s vodou v samostatnej komore za vznikom hydroxidu sodného a plynu vodíka, zatiaľ čo ortuť sa recykluje späť do bunky.
Výhodou ortuťových buniek je to, že produkujú chlór s vysokou čistotou a žieravá sóda. Majú však veľkú nevýhodu. Ortuť je vysoko toxická látka a s ortuťovými bunkami existujú environmentálne obavy v dôsledku potenciálnych emisií ortuti. V dôsledku toho mnoho krajín v posledných rokoch vyradilo použitie ortuťových buniek.
Membráma
Bunky membrány používajú na oddelenie kompartmentov anódy a katódy pórovitú membránu. Membrána umožňuje prietok sodíkových iónov z anódového kompartmentu do katódovej kompartmentu, ale zabraňuje miešaniu iónov chlóru a hydroxidových iónov.
Membrána sa zvyčajne vyrába z azbestu alebo syntetického materiálu. Hlavnou výhodou buniek membránov je to, že sú relatívne jednoduché a lacné na prevádzku. Ale žieravá sóda produkovaná v bunkách membránových buniek má nižšiu koncentráciu a čistotu v porovnaní s koncentráciou produkovanou inými typmi buniek.
Membránové bunky
Membránové bunky sú dnes najmodernejším a najčastejšie používaným typom elektrolytických buniek v rastlinách chlors alkalických rastlín. Používajú špeciálnu iónovú membránu na oddelenie priestoru anódy a katódovej. Membrána umožňuje z anódovej kompartmentu do katódovej kompartmentu iba sodné ióny, pričom blokuje priechod chloridových iónov a hydroxidových iónov.
To má za následok produkciu plynného chlóru s vysokou čistotou v anóde a vysokej čistote hydroxidu sodného s vysokou koncentráciou v katóde. Membránové bunky sú viac energie - účinnejšie ako bunky membrány a nemajú environmentálne problémy spojené s ortuťovými bunkami.
Proces v membránovej bunke
Pozrime sa bližšie na to, ako funguje membránová bunka, pretože je to najobľúbenejší typ.
Po prvé, roztok soľanky sa privádza do priestoru anód. Ak sa aplikuje elektrický prúd, chloridové ióny sa oxidujú v anóde za vzniku plynného chlóru, ktorý sa potom zhromažďuje a odosiela na ďalšie spracovanie.
Medzitým sa voda privádza do katódovej priehradky. V katóde sa molekuly vody redukujú za vzniku plynových a hydroxidových iónov. Ióny sodíka z anódového kompartmentu prechádzajú iónovou membránou do katódovej kompartmentu, kde sa kombinujú s hydroxidovými iónmi za vzniku hydroxidu sodného.
V tomto procese je rozhodujúca membrána iónovej výmeny. Zaisťuje, že chlórový plyn a roztok hydroxidu sodného sú udržiavané oddelene, čím sa bránia nežiadúcej reakcii medzi nimi. Je to dôležité, pretože ak by chlór a hydroxid sodný mali reagovať, tvorili by chlórnan sodný, ktorý vo väčšine prípadov nie je požadovaným produktom.
Aplikácie výrobkov
Výrobky vyrábané v závode Chlor Alkali majú širokú škálu aplikácií. Chlór sa používa pri výrobeRastlina chlórnanu vápena, kde sa používa ako dezinfekčný a bieliaci agent. Používa sa tiež pri výrobe plastov, rozpúšťadiel a pesticídov.
Hydroxid sodný sa používa v mnohých odvetviach, ako je priemysel buničiny a papiera, textilný priemysel a pri výrobe mydiel a detergentov. Vodíkový plyn sa môže použiť ako palivo alebo pri výrobe amoniaku a iných chemikálií.
Dôležitosť elektrolytických buniek v rastlinách chlori alkalických rastlín
Elektrolytická bunka je jadrom rastliny chloriho alkálie. Bez toho by sme neboli schopní produkovať veľké množstvo chlóru, hydroxidu sodného a vodíka, ktoré sú potrebné v rôznych odvetviach.
Účinnosť a výkon elektrolytickej bunky majú priamy vplyv na celkovú produktivitu a ziskovosť rastliny. Napríklad energeticky efektívna membránová bunka môže znížiť prevádzkové náklady rastliny, zatiaľ čo bunka, ktorá vyrába výrobky s vysokou čistotou, môže na trhu ovládať vyššiu cenu.
Záver
Takže tu to máte - zhrnutie toho, ako elektrolytická bunka funguje v závode chlori alkalických. Je to fascinujúci proces, ktorý zahŕňa kombináciu chémie a elektrotechniky.
Ak ste na trhu pre závod na zásahBieliaca prášková rastlinaAlebo iné aplikácie, rád by som sa s vami porozprával. Môžeme sa porozprávať o vašich konkrétnych potrebách a o tom, ako môžeme spolupracovať na ich splnení. Neváhajte a oslovte diskusiu o obstarávaní.
Odkazy
- Kirk - Othmer Encyclopedia chemickej technológie
- Články chemického inžinierstva Články o výrobe alkali
- Učebnice o elektrochémii a priemyselnej chémii