هیدروکسید سدیم: درجه غشاء در مقابل درجه دیافراگم

هیدروکسید سدیم: غشاء در مقابل درجه دیافراگم

محلول ها و گریدهای سود سوزآور معمولاً به عنوان یک محصول مشترک با کلر به صورت الکترولیتی تولید می شوند. به طور معمول، این از یکی از سه فناوری استفاده می کند، مانند 1) سلول های جیوه، 2) سلول های غشایی، و 3) سلول های دیافراگمی. ما هر یک از این فناوری‌ها را به اختصار توضیح خواهیم داد، زیرا درک خلوص سود سوزآور تولید شده و سطح آلاینده‌های مورد انتظار ضروری است.

از آنجایی که ماده اولیه از کلرید سدیم (یا NaCl) استفاده می کند، انتظار آلودگی هایی مانند نمک واکنش نداده (یا NaCl)، کلرات سدیم (یا NaClO3)، کربنات های سدیم (یا Na2CO3) و سولفات های سدیم (یا Na2SO4) منطقی است. بسته به نحوه تولید سود سوزآور، محصولات مخزن یا خط مختلف سطوح مختلف کلرید دارند. این امر به دلیل خطر بالقوه خوردگی تنش کلریدی در طول زمان، به ویژه در اطراف جوش‌ها در خطوط یا مخازن فولادی زنگ ضد که سطوح بالایی از کلرید ممکن است در طول دوره‌های تمیز کردن مکرر وجود داشته باشد، مهم است.

هیدروکسید سدیم یا سود سوزآور از طریق الکترولیز آب نمک در فرآیندی به نام فرآیند کلر قلیایی ساخته می شود. در طول الکترولیز، یک جریان الکتریکی برای ایجاد یک واکنش شیمیایی غیر خود به خودی استفاده می شود. در این مورد، تجزیه نمک.

سود سوزآور به یک سلول الکترولیتی عبور می کند. سلول توسط یک غشاء یا یک دیافراگم به دو بخش تقسیم می شود. یک آند با بار مثبت در یک محفظه و یک کاتد با بار منفی در قسمت دیگر قرار دارد. آب نمک وارد محفظه آند می شود و سپس به محفظه کاتد می ریزد. در این فرآیند چندین ماده شیمیایی ایجاد می شود. سد، مواد شیمیایی ایجاد شده را جدا می کند. هیدروکسید سدیم تولید شده بسته به نوع سلولی که برای ایجاد آن استفاده شده است، «درجه غشاء» یا «درجه دیافراگم» خواهد بود.

اما آیا همه سود سوزآور یکسان هستند یا تفاوت های قابل توجهی وجود دارد؟

سود سوزآور درجه دیافراگم:

سلول های دیافراگمی بیش از 100 سال است که مورد استفاده قرار می گیرند. سد دیافراگم نفوذپذیر است و معمولاً از الیاف آزبست ساخته می شود. آب نمک به محفظه آند، جایی که کلر ایجاد می شود، جریان می یابد. سپس به محفظه کاتد، جایی که یک هیدروکسید سدیم رقیق ایجاد می شود. محصول حاصل از هیدروکسید سدیم غلظت ضعیفی دارد (تقریباً 12%) و حاوی مقدار قابل توجهی نمک است. تبخیر مقدار زیادی از نمک را متبلور می کند و محلول را به غلظت هیدروکسید سدیم بالاتر می رساند. با این حال، محصول نهایی هنوز به دلیل محتوای نمک بالاتر شناخته شده است. به دلیل محتوای نمک بیشتر، سود سوزآور دیافراگمی ممکن است کدرتر به نظر برسد. از آنجایی که نمک برای ماشین آلات و تجهیزات خورنده است، سود سوزآور با درجه دیافراگم اغلب برای استفاده در صنایع خاص، مانند خمیر کاغذ و کاغذ، کمتر مطلوب است. استفاده از آزبست در دیافراگم نیز باعث می شود این فرآیند سازگار با محیط زیست کمتر باشد.

این فرآیند برای تولید سود سوزآور به طور سنتی از آزبست (در حال حاضر از جایگزین‌های ایمن‌تر و جایگزین استفاده می‌کند) برای جداسازی محصولات کمکی، سود سوزآور و کلر استفاده می‌کند. این روش معمولاً یک “مشروبات سلولی” ضعیف (معمولاً 12-14٪ وزنی) ارائه می دهد و بنابراین از تبخیر بعدی استفاده می شود (با استفاده از فرآیند تبخیر سه یا چهار اثر) به طوری که غلظت نهایی معقول سود سوزآور، یعنی تقریباً به 50 درصد رسیده است. این فرآیند محلول های سود سوز آور الکتروشیمیایی با کمترین کیفیت را تولید می کند. این درجه از سود سوزآور به عنوان درجه سلول دیافراگمی، درجه تجاری، درجه فنی و گاهی اوقات درجه دیافراگم فنی نامیده می شود. یک درجه اضافی از این فرآیند، که به موجب آن از تبخیر بیشتر برای کاهش غلظت نمک استفاده می شود، “درجه خالص” نامیده می شود.

سود سوز آور درجه غشاء:

سلول های غشایی فقط در 60 سال گذشته ساخته شده اند. مشابه فرآیند دیافراگم، کلر در محفظه اول سلول در آند و سوزاننده در محفظه دوم در کاتد ایجاد می شود. سد غشایی که سلول را تقسیم می کند از یک پلیمر ساخته شده است. یون های سدیم با بار مثبت قادر به عبور از آن هستند، اما یون های کلرید با بار منفی نمی توانند. هیدروکسید سدیم تولید شده دارای غلظت بسیار بالاتری است (تقریباً 33٪) و حاوی نمک بسیار کمتری نسبت به مواد سوزاننده تولید شده در یک سلول دیافراگمی است. سپس این ماده تبخیر می شود تا غلظت آن تا 50 درصد افزایش یابد. سود سوزآور درجه غشاء معمولاً از نظر ظاهری شفاف‌تر است و در مقایسه با مواد درجه دیافراگم، ناخالصی‌های کلی کمتری دارد. با توجه به افزایش راندمان انرژی، سازگاری با محیط زیست بیشتر و خلوص بالاتر محصول، سلول غشایی امروزه رایج‌تر از فرآیند مورد استفاده است.

این فرآیند برای تولید سود سوزآور از غشاهای انتخابی استفاده می کند که برای جداسازی یون های کلر و سدیم طراحی شده اند. این غشاها اجازه مهاجرت یون های سدیم را در سراسر غشاء می دهند و گاز کلر و آب نمک را در طرف دیگر غشا نگه می دارند. یون‌های سدیم با آب موجود در سلول جیوه واکنش می‌دهند و سود سوزآور تولید می‌کنند که معمولاً ۳۳ تا ۳۵ درصد وزنی است. از تبخیر، مشابه روش دیافراگمی، برای بالا بردن غلظت سوزاننده تا حدود 50 درصد وزنی استفاده می شود. لازم به ذکر است که مقادیر کمی نمک می تواند در سراسر غشاء مهاجرت کند و سطح نهایی “آلودگی” را افزایش دهد. این کاستیک معمولاً به عنوان درجه غشایی شناخته می شود.

درجه سلول جیوه یا ریون:

این روش تولید سود سوزآور از جیوه به عنوان کاتد برای واکنش الکترولیتی استفاده می کند. هیچ مصرف خالص جیوه در واکنش وجود ندارد و این فرآیند بیشترین خلوص سود سوزآور (کمترین سطح آلاینده ها) را تولید می کند. به طور معمول، 50 تا 52 درصد وزنی NaOH را می توان مستقیماً از سلول جیوه بدون نیاز به تبخیر بیشتر تولید کرد. سود سوزآور تولید شده از سلول جیوه معمولاً به عنوان درجه سلول جیوه یا درجه ریون شناخته می شود.

سود سوزآور، هیدروکسید سدیم یا لیمو یک پایه جالب و قوی است. این ماده به عنوان یک عنصر حیاتی و اصلی در بسیاری از صنایع به دلایل و مصارف مختلف استفاده می شود:

• خمیر و سفید کردن در صنعت کاغذ،
• فرآوری پنبه و الیاف مصنوعی رنگرزی در صنعت نساجی،
• فرآوری نفت و گاز طبیعی برای فرآورده های نفتی،

همچنین در صابون صابونی سازی و مواد شوینده که در اکثر شوینده ها و محصولات پاک کننده موثر جزء حیاتی است.