Teras proses elektrolisis (klor-alkali) ialah tindak balas elektrokimia yang didorong oleh arus terus (DC) (tindak balas endotermik). Bahan mentah terasnya ialah larutan akueus natrium klorida (NaCl). Di bawah tindakan arus DC, ia menghasilkan tiga produk teras: klorin (Cl₂), hidrogen (H₂), dan natrium hidroksida (NaOH, biasanya dikenali sebagai soda kaustik). Formula tindak balas teras adalah seperti berikut:
Anod: 2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻
Katod: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻
Tindak balas keseluruhan: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑ (di bawah keadaan bertenaga)
Sejak kelahiran industri klor-alkali, teknologi proses telah melalui tiga lelaran utama: kaedah merkuri, kaedah diafragma dan kaedah membran pertukaran ion. Berikut ialah perbandingan terperinci bagi ketiga-tiga proses ini.
| Jenis Proses | Proses Membran Pertukaran Ion | Proses Diafragma | Proses Merkuri |
| Ciri-ciri Utama | Membran pertukaran ion perfluorinasi memisahkan anod dan katod, hanya membenarkan Na⁺ melaluinya, mencapai pemisahan produk yang tepat | Asbestos/diafragma yang diubah suai digunakan; air garam dan soda kaustik separa bercampur, kecekapan pemisahan terhad | Merkuri bertindak sebagai katod untuk membentuk perantaraan natrium amalgam, yang kemudiannya dihidrolisiskan untuk menghasilkan soda kaustik. |
| Ketulenan Produk | Soda kaustik 32–35%, ketulenan tinggi | Soda kaustik 10–12%, ketulenan yang agak rendah, memerlukan penapisan | Soda kaustik 50%, ketulenan yang sangat tinggi, kandungan garam yang rendah |
| Penggunaan Tenaga (setiap tan soda kaustik) | 2,100–2,300 kWh | 2,400–2,600 kWh | 2,500–2,800 kWh |
| Impak Alam Sekitar | Bebas merkuri dan asbestos, bersih dan mesra alam | Mengandungi asbestos, menyebabkan pencemaran alam sekitar | Pencemaran merkuri yang teruk |
| Status Semasa | Arus perdana (menyumbang >88%), teknologi generasi ke-4 dibangunkan | Beberapa kemudahan lama akan dimansuhkan secara berperingkat menjelang 2025 | Diharamkan secara global |
Penggunaan membran pertukaran ion dalam industri klor-alkali merupakan satu revolusi, menyelesaikan masalah pencemaran proses merkuri dan mengatasi batasan ketulenan dan penggunaan tenaga proses diafragma. Ia mempunyai pelbagai kelebihan, termasuk mesra alam, penjimatan tenaga dan kecekapan yang tinggi, menjadikannya teknologi pengeluaran soda kaustik paling canggih di dunia hari ini. Kami akan memberikan pengenalan terperinci tentang aliran proses membran pertukaran ion.
Unit elektrolisis merupakan "jantung" kepada keseluruhan proses klor-alkali. Di bawah tindakan arus terus, air garam yang ditapis melengkapkan pemindahan elektron dan pemisahan ion, menghasilkan klorin, hidrogen dan soda kaustik.
Struktur Elektrolisis: Menggunakan struktur plat dan rangka, ia terdiri daripada tiga bahagian: sel unit, membran pertukaran ion dan plat elektrod. Pengapit hidraulik memastikan pengedap yang sangat baik dan rintangan sentuhan yang rendah.
Ciri-ciri Membran Pertukaran Ion: Membran komposit asid perfluorokarboksilik/asid sulfonik (Rf-SO3H/Rf-COOH). Bahagian anod mempunyai lapisan asid sulfonik (rintangan rendah), dan bahagian katod mempunyai lapisan asid karboksilik (menyekat OH⁻, sangat selektif untuk Na⁺). Membran pertukaran ion berkualiti tinggi boleh mencapai kecekapan arus sehingga 96.5%.
Bahan Elektrod: Pemilihan elektrod secara langsung mempengaruhi kecekapan elektrolisis dan penggunaan tenaga. Pada masa ini, anod menggunakan elektrod DSA (bersalut RuO₂-IrO₂ berasaskan titanium); katod menggunakan elektrod bersalut nikel Pt atau Raney berasaskan nikel (Ni), menggantikan elektrod grafit tradisional dan mengurangkan penggunaan tenaga dengan ketara.
Parameter Operasi:
| Suhu Sel | 85–90°C |
| Voltan Sel | 2.8–3.2 V setiap unit sel; jumlah voltan berbeza mengikut nombor |
| unit | |
| Ketumpatan Arus | 3–5 kA/m²; sehingga 6 kA/m² boleh dicapai dengan sel generasi ke-4 |
| pH anolit | 2.5–3 (untuk mencegah pembentukan asid hipoklorus) |
| Pembezaan Tekanan (Katod vs. Anod) | Katod lebih kurang 2 kPa lebih tinggi daripada anod, untuk mengelakkan gas klorin daripada menyeberang ke dalam sistem hidrogen |
Hari ini, teknologi membran pertukaran ion telah menjadi proses arus perdana dalam industri klor-alkali global. Pada masa hadapan, industri klor-alkali akan bergerak ke arah pembangunan hijau, rendah karbon, ekonomi kitaran dan mewah.
Soalan Lazim:
1. Siapakah kita?
Kami berpangkalan di Anhui, China, bermula dari tahun 2011, menjual ke Asia Tenggara, Amerika Utara, Eropah Timur, Asia Selatan.
2. Bolehkah anda menyesuaikan kuasa atau voltan yang dinilai?
Ya, menyesuaikan produk boleh diterima.
3. Bolehkah syarikat anda menyediakan keseluruhan sistem (sel bahan api, pengeluaran Hidrogen, penyimpanan hidrogen, sistem bekalan hidrogen)?
Ya, kami boleh menyediakan aksesori yang diperlukan dengan sewajarnya.