化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  氯碱的生产原理及离子交换膜法
氯碱的生产原理及离子交换膜法
2017-07-04 09:14:14来源:元素商城

化学词典告诉你氯碱的生产原理及离子交换膜法。氯碱,即氯碱工业,也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。

 氯碱的生产原理及离子交换膜法.jpg

氯碱的生产原理

由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是重要的基础化学工业之一。我国的氯碱工业主要采用两种生产工艺。

1.隔膜法

电解在立式隔膜电解槽中进行。电解槽的阳极用涂有tiO 2-RuO 2 涂层的钛或石墨制成,阴极由铁丝网制成,网上附着一层石棉绒做隔膜,这层隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。将已除去 Ca 2+、Mg2+、

下两种电离方程:

NaCl =Na + + Cl -

H2O=(可逆)H + + OH -

所以,食盐水中含有 Na +、 H +、 Cl-和OH -四种离子。当接通电源后,在电场的作用下,带负电的 Cl - 和 OH - 移向阳极,带正电的 Na + 和 H + 移向阴极,在这种条件下,电极上发生如下反应:

在阳极 2Cl- - 2e= Cl 2↑

在阴极 2H + + 2e=H 2↑

即在阳极室放出Cl2,阴极室放出 H2。由于阴极上有隔膜,而且阳极室的液位比阴极室高,所以可以阻止H2跟Cl2混合,以免引起爆炸。由于H + 不断放电,破坏了水的电离平衡,促使水不断电离,造成溶液中OH -的富集。这样在阴极室就形成了NaOH溶液,它从阴极室底部流出。电解食盐水的总反应可以表示如下:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

用这种方法生产的碱液比较稀,其中含有多量未电解的NaCl,需要经过分离、浓缩,才能得到固态NaOH。

氯碱离子交换膜法

在这种电解槽中,用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。阳离子交换膜跟石棉绒膜不同,它具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的 NaCl溶液,往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电,生成 C1 2 ,从电解槽顶部放出,同时 Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中 H + 放电,生成 H 2 ,也从电解槽顶部放出。但是剩余的 OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了 NaOH溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过,所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 原料化工中间体  
相关专题: 化学试剂
相关阅读:
●  我国磷肥行业存在的问题
元素百科资讯频道:磷肥全称磷素肥料。磷肥以磷为主要养分的肥料,磷肥肥效的大小(显著程度)和快慢决定于磷肥中有效的五氧化二磷的含量、土壤性质、放肥方法、作物种类等。那我国磷肥行业目前的问题主要包含哪些呢? 磷肥分类 根据来源可分为: (1)天然磷肥,如海鸟粪、兽骨粉和鱼骨粉等。 (2)化学磷肥,如过磷酸钙、钙镁磷肥等。 按所含磷酸盐的溶解能性分类 (1)水溶性磷肥,......
●  碳酸钙:淘汰落后 优化产业结构
元素百科资讯频道:近年来,我国碳酸钙产品结构性产能过剩问题突出,产品结构不太合理,其中重钙产能过剩,而纳米钙、专用钙仍需进口。行业技术创新能力总体不足,导致产品档次低、知名品牌较少,环保压力大,节能减排任务繁重。想要解决这些问题,“十三五”期间碳酸钙行业必须从淘汰落后产能、推广清洁生产和开发高附加值精品等方面入手,进一步优化产品结构,提高技术创新能力,促进行业向专业化、......
●  硫氰酸甲酯合成方法、注意事项及应急处理措施
化学词典告诉你硫氰酸甲酯合成方法、注意事项及应急处理措施,硫氰酸甲酯为无色液体、有蒜的气味,不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚。危险化学品。主要用于合成农药、医药及其他精细化学品和有机合成。 硫氰酸甲酯的合成方法硫氰酸甲酯由硫酸二甲酯与硫氰化钾反应而得。将硫氰化钾溶解于水,滴加硫酸二甲酯,控制温度在60℃以下,约3h滴加完毕。然后继续搅拌2h。放置过夜。取油层经水洗涤而制得成品。 硫氰酸甲酯储......

您确定要从购物车中移除吗???