SẢN XUẤT NaOH, Cl2 VÀ H2 ppt

Nguyên lí chung của quá trình điện cực 4.. Vật liệu điện cực... Ứng dụng – xút – Clo Xút: Sử dụng trong công nghiệp luyện nhôm, công nghiệp thực phNm, giấy, sợi hóa học, chế biến dầu mỏ

CHƯƠNG 6 – SẢN XUẤT NaOH, Cl 2 VÀ H 2

1.Ứng dụng xút Clo

2 Nguyên liệu

3 Nguyên lí chung của quá trình điện cực

4 Vật liệu điện cực

SẢN XUẤT XÚT - ClO

1 Ứng dụng – xút – Clo

Xút: Sử dụng trong công nghiệp luyện nhôm, công

nghiệp thực phNm, giấy, sợi hóa học, chế biến dầu mỏ, tổng hợp hữu cơ, xà phòng

Clo: Sử dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ,

sản xuất HCl, clorat, xử lý nước, luyện kim

2 Nguyên liệu

Dung dịch NaCl tự nhiên hoặc hịa tan muối rắn

Phải làm sạch các tạp chất, đặc biệt Ca2+ và Mg2+

3 Nguyên lý chung của quá trình điện cực

-0,84 14

2H O +2e → H + 2OH

-C

-0,24 4

2H + + 2e → H2

C1

0,39 14

4OH - - 4e → O2 + 2H2O

A2

0,99 4

2H2O -4e → O2 + 4H +

A1

1,32 (dd 4,6 mol/L) 4

2Cl - - 2e → Cl2

A

Điện thế cân bằng E cb (V) pH

Phản ứng trên điện cực

a Các quá trình anôt

Để hạn chế phản ứng A1: Chọn vật liệu làm anôt có quá thế Clo nhỏ và quá thế oxi lớn

Để hạn chế phản ứng A2: duy trì môi trường anolit pH=3-3,4 và sử dụng màng phân riêng nhằm không cho OH - về phía anolit

1, 1’: Đường cong phân cực

anot trên vật liệu khác nhau khi thốt khí clo

2, 2’: Đường cong phân cực

anot trên vật liệu khác nhau khi thốt khí oxi

Các phản ứng phụ:

2H2O – 4e → O2 + 4H+

Cl2 + H2O ⇔ HClO + HCl

Mức độ hòa tan Clo phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ NaCl và pH, áp suất riêng phần khí Clo

OH- + HClO = ClO- + H2O

OH- + HCl = Cl- + H2O

Nếu có OH- từ catôlit:

Do ClO- có thế phóng điện âm hơn so với Cl- nên:

b Các quá trình catôt

Với catôt rắn là thép hoặc thép mạ niken thì xảy ra các phản ứng C1 và C2

Với catôt là Hg thì xảy ra phản ứng C3

Vật liệu chế tạo điện cực anot (tự đọc)

3 Màng, chế độ dòng chảy qua màng và nguyên lý làm

việc

a Màng lọc: Động lực của quá trình là áp suất và gradient điện thế

• 1 Anot

• 2 Caot

• 3 Màng lọc

• 4 Dd anolit

• 5 Dd catolit

Nguyên lý làm việc

1 Lưới catot

2 Anot bằng OPTA

3 Màng sợi amian

4 Dd NaCl bão hòa (310-315g/L)

5 Dd NaOH 12% (110-120g/L) & 18% NaCl (170-180g/L)

b Màng trao đổi ion (TDI)

1 Catot lưới thép + xúc

tác

2 Anot OPTA

3 Màng trao đổi cation

4 dd NaCl bão hòa

5 Dd nước muối nghèo

6 Dd NaOH

7 Nước vô khoáng

8 Thoát khí Cl2