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:
●  聚丙烯酰胺在空气中有毒吗,使用时需要注意哪些事项
化学词典告诉你聚丙烯酰胺在空气中是否有毒以及使用聚丙烯酰胺时需要注意哪些事项,在百度上经常会看到有人会问聚丙烯酰胺在空气中是否有毒,在回答这个问题前还是要对聚丙烯酰胺毒性有一定的了解,下面就让小编带大家来认识一下。 聚丙烯酰胺在空气中有毒吗 聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性,聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺为神经性致毒剂,对神经系统有损伤作用,中毒后表性出......
●  水合肼的制备方法及运输注意事项
化学词典告诉你水合肼的制备方法及运输注意事项。水合肼作为一种重要的精细化工原料,水合肼及其衍生物产品在许多工业应用中得到广泛的使用,如化学产品、医药产品、农化产品、水处理、照相及摄影产品等用作还原剂、抗氧剂,用于制取医药、发泡剂等。 水合肼的制备方法水合肼工业生产方法主要有拉西法、尿素法、酮连氮法和过氧化氢法4种,目前国内主要采用尿素法工艺。1.尿素氧化法将10%的次氯酸钠溶液和30%液......
●  常用的化学药品有哪些,有哪些存放注意事项
化学词典告诉你常用的化学药品有哪些以及存放的注意事项。化学药品是通过合成或者半合成的方法制得的原料药及其制剂;目前来说化学实验中常见的化学药品有哪些呢?我们应该如何存放它们?下面就来介绍一部分常见的化学药品。 常用的化学药品氨三乙酸 化学式CH6N9O6,分子量191.14,结构式N(CH2COOH)3,白色棱形结晶粉末,熔点246~249℃(分解),能溶于氨水、氢氧化钠,微溶......

您确定要从购物车中移除吗???