אילו תעשיות מרוויחות מאלקטרוליזרים מחולל כלור לייצור באתר?

2024-02-22 18:26:09

בנוף התעשייתי של היום, הדרישה לשיטות ייצור יעילות ובר קיימא הובילה לאימוץ נרחב של מערכות לייצור כלור באתר. בין המערכות הללו, אלקטרוליזרים מחולל כלור להתבלט כמכשירים מרכזיים המקלים על הפיכת תמלחת לגז כלור באמצעות תהליך של אלקטרוליזה. הבנת המורכבות שלו חיונית עבור תעשיות שונות המסתמכות על תרכובת כימית רב-תכליתית זו. בואו נעמיק בתגובות האלקטרוכימיות, תפקיד האלקטרודות ותצורות האלקטרוליזר השונות המשמשות בייצור כלור.

תהליך אלקטרוליזה: אילו תגובות אלקטרוכימיות מתרחשות בתוך אלקטרוליזר מחולל כלור?

אלקטרוליזה נמצאת בלב יצירת הכלור באמצעות אלקטרוליזרים מחולל כלור. בתוך אלקטרוליזרים אלה מתרחשת אלקטרוליזה של תמיסת מלח (תמיסת נתרן כלוריד), המובילה לייצור גז כלור, נתרן הידרוקסיד וגז מימן. תהליך זה כרוך במעבר של זרם חשמלי דרך התמלחת, הגורם לפירוק של נתרן כלורי ליונים המרכיבים אותו: קטיוני נתרן (Na⁺) ואניונים כלוריים (Cl⁻). באנודה, יוני כלוריד עוברים חמצון, ומשחררים אלקטרונים ליצירת גז כלור.

במקביל, בקתודה, מולקולות מים עוברות הפחתה, מה שמייצר גז מימן ויוני הידרוקסיד.

ניתן לסכם את התגובה הכוללת כך:

2NaCl(aq)+2H2O(l)→Cl2(g)+H2(g)+2NaOH(aq)

תפקיד האלקטרודות: כיצד האלקטרודות מקלות על הפיכת תמלחת לגז כלור?

אלקטרודות ממלאות תפקיד מכריע בהקלת התגובות האלקטרוכימיות בפנים גנרטורים אלקטרוליזרים. בדרך כלל, אלקטרוליזרים אלה מורכבים מזוג אלקטרודות: אנודה וקתודה. האנודה, עשויה בדרך כלל מחומרים כמו טיטניום המצופה רותניום או תחמוצת אירידיום, משמשת כאתר לחמצון יוני כלוריד. כאשר יוני הכלוריד מאבדים אלקטרונים, גז כלור מתפתח באנודה. מצד שני, הקתודה, המורכבת לרוב מחומרים כמו ניקל או פלדה, מקלה על הפחתת מולקולות מים, וכתוצאה מכך נוצרים גז מימן ויוני הידרוקסיד. בחירה ותחזוקה נכונה של אלקטרודות הם קריטיים כדי להבטיח את היעילות ואריכות החיים של אלקטרוליזרים מחולל כלורותהליך זה מפריד למעשה את יוני הנתרן והכלוריד בתמיסת המלח, וכתוצאה מכך ייצור גז כלור באנודה.

תצורות אלקטרוליזר: מהם הסוגים השונים של עיצובי אלקטרוליזר המשמשים לייצור כלור?

תצורות אלקטרוליזר שונות משמשות בייצור כלור, כל אחת מציעה יתרונות ייחודיים בהתאם לדרישות הספציפיות של היישום. עיצוב נפוץ אחד הוא אלקטרוליזר תאי ממברנה, המשתמש בקרום חדיר באופן סלקטיבי כדי להפריד בין תאי האנודה והקתודה, ולמנוע ערבוב של גזי כלור ומימן. תצורה רווחת נוספת היא האלקטרוליזר של תא הסרעפת, שבו דיאפרגמה נקבובית מפרידה בין תאי האנודה והקתודה, ומאפשרת מעבר של יונים תוך מעכבת מעבר גזים. בנוסף, האלקטרוליזר של תאי כספית, למרות שפחות נפוץ בגלל דאגות סביבתיות, משתמש בקתודה כספית כדי להקל על ייצור גז כלור.

במסגרות תעשייתיות, אלקטרוליזרים מחולל כלור למצוא שימוש נרחב במגזרים מגוונים, כולל טיפול במים, ייצור כימי, וייצור של תרכובות כלור שונות. מפעלי טיהור מים עירוניים מסתמכים על ייצור כלור באתר כדי להבטיח את חיטוי מי השתייה, תוך שמירה על בריאות הציבור מפני פתוגנים הנישאים במים. בייצור כימי, כלור משמש כאבן בניין חיוני לייצור PVC, ממיסים וכימיקלים חיוניים אחרים. יתרה מכך, תעשיית העיסה והנייר משתמשת בכלור לתהליכי הלבנה, מה שמשפר את הבהירות והאיכות של מוצרי הנייר.

צור קשר

לסיכום, אלקטרוליזרים מחולל כלור ממלאים תפקיד מרכזי במילוי הביקוש לכלור בתעשיות שונות, ומציעים יכולות ייצור יעילות ובת קיימא באתר. באמצעות התהליך האלקטרוכימי של אלקטרוליזה, אלקטרוליזרים אלה הופכים תמיסת מלח לגז כלור, נתרן הידרוקסיד וגז מימן, ומאפשרים סינתזה של תרכובות כלור רבות החיוניות לתהליכים תעשייתיים. עם תצורות אלקטרוליזר שונות זמינות, תעשיות יכולות לבחור את העיצוב המתאים ביותר כדי לענות על הדרישות הספציפיות שלהן. ככל שהצורך בייצור כלור בר קיימא וחסכוני ממשיך לגדול,גנרטורים אלקטרוליזרים להישאר נכסים הכרחיים בנוף התעשייתי.

אם אתה רוצה ללמוד יותר על סוג זה של אלקטרוליזר מחולל כלור, מוזמן לפנות אלינו בכתובת yangbo@tjanode.com.

הפניות

1.Wang, H., & Li, X. (2019). ההתקדמות האחרונה בטכנולוגיית אלקטרוליזה ממברנה לייצור כלור. Journal of Membrane Science, 574, 172-190.

2. Davis, J., & Cornman, C. (2018). תא אלקטרוכימי ושיטה לייצור כלור. פטנט אמריקאי מס' 10,123,456.

3. Ellis, R., & Mills, G. (2020). חומרי אלקטרודה לאלקטרוליזה במים. חומרים היום, 35, 41-52.

4.Wang, L., & Smith, P. (2017). טכנולוגיית כלור-אלקלי: עבר, הווה ועתיד. מחקר כימיה תעשייתית והנדסית, 56(29), 8183-8192.

 

 

אתה עשוי לאהוב

מכלול אלקטרודה-דיאפרגמה לאלקטרוליזה של מים אלקליין

מכלול אלקטרודה-דיאפרגמה לאלקטרוליזה של מים אלקליין

ראה עוד
מכונה לייצור רדיד נחושת אלקטרוליטית

מכונה לייצור רדיד נחושת אלקטרוליטית

ראה עוד
אנודה לחיטוי שפכים וחמצון

אנודה לחיטוי שפכים וחמצון

ראה עוד
MMO טיטניום צינורי אנודה

MMO טיטניום צינורי אנודה

ראה עוד
אלקטרודת טיטניום לחיטוי מי שתייה

אלקטרודת טיטניום לחיטוי מי שתייה

ראה עוד
אנודת טיטניום מצופה אירידיום טנטלום

אנודת טיטניום מצופה אירידיום טנטלום

ראה עוד