Phòng thí nghiệm kiểm tra việc không sử dụng amiang trong sản xuất bằng công nghệ màng ngăn từ năm 1980, nhằm giảm áp lực phát thải amiang. Công nghệ này phù hợp để thay thế ở các quy mô công nghiệp với mục tiêu đem lại công nghệ không amiang có hiệu quả tương tự như màng amiang polymer (PMA).
Một số yêu cầu về màng không amiang là:
- Tuân theo những thủ tục như để làm màng amiăng
- Độ thấm phù hợp (ngăn chặn phản ứng của clo với OH, cô lập clo từ hydro vì lý do an toàn)
- Sử dụng hóa chất ổn định (trơ cho quá trình oxy hóa bởi hypoclorit, clo và clorat và / hoặc axit
và mạnh mẽ các điều kiện cơ sở) - Hệ thống máy móc mạnh.
- Hiệu quả cao trong mật độ lưu lượng nước muối
Nghiên cứu về màng không amiang cũng được thực hiện với mục tiêu: -Nâng cao đáp ứng nhu cầu xã hội.
- Hạn chế tiêu thụ điện năng. - Đảm bảo an toàn và môi trường
Hai điển hình trên thực tế: OxyTech của Polyramix và Màng chắn (PMX) và Tephram của PPG. Ngoài ra, các sáng chế của ChlorAlp không amiang đang được thiếp lập ở phòng sản xuất tại Pont de Claix, Pháp. Nhà máy sẽ hoàn toàn chuyển đổi vào năm 2001.
Thành phần của màng không amiăng
OxyTech PMX: bao gồm các (1) với một sợi polymer PTFE có xương sống zirconia (Zr.O). Các hạt này được nhúng lên PTFE và hạt zirconia (2). Hỗn hợp được đưa từ bồn tắm bùn sau đó nấu chảy trong lò. Cùng với việc thay thế các tấm màng đang tồn tại (ở mức tối thiểu, phần lắp ráp bên trong các cực âm), các màng PMX trực tiếp có thể thay thế màng khác trong Hooker hay Diamond.
[Florkiewicz, 1997], [Florkiewicz-Curlin, 1991]
Màng PPG của Tephram được bao gồm một màng cơ sở và một lớp phủ ngoài. Cơ sở màng được làm bằng PTFE fluoropolymer, PTFE microfibrils và ion
perfluorinated Nhựa trao đổi. Kết hợp với lớp phủ ngoài, bao gồm các hạt vật liệu vô cơ (oxit kim loại như Zirconi oxit hoặc titanium dioxide), và trở thành một phần của màng. Mục đích của lớp phủ ngoài này là để điều chỉnh độ thẩm thấu và đồng nhất. Các màng của Tephram trong một số trường hợp có thể trực tiếp thay thế các
tế bào màng trong Chlor-kiềm.[Dilmore-DuBois, 1995]. Sự khác biệt giữa các sáng chế này chính là các sợi PTFE hydrophobe được xử lý và lắng đọng để tăng độ thẩm thấu, ưa nước và các chất độn khoáng sản được sử dụng.
Hoạt động và ứng dụng của màng không amiăng
Amiăng không màng có thể được áp dụng tại các nhà máy sử dụng màng công nghệ mới sản xuất Chlor-kiềm hiện nay.
Tuy nhiên, một số nhà sản xuất vẫn còn có nghi ngờ những vấn đề liên quan đến kinh tế và an toàn của công nghệ màng không amiăng.
Các tế bào màng Dow được tối ưu cho mật độ dòng điện thấp (~ 0,5 kA / m2) Và đòi hỏi một khu vực hoạt động rộng lớn (~ 100 m2 đối với một phần tử lưỡng cực duy nhất) [Kirk-Othmer, 1991]. Tốc độ dòng chảy thấp hơn so với các công nghệ khác và có báo cáo cho rằng có một nguy cơ đối với hỗn hợp clo và hydro, vì những đặc trưng của chúng, mà có thể dẫn đến các vụ nổ. Khi triển khai màng không amiăng dự kiến kéo dài một vài năm, mà nguyên nhân cao nhất dẫn đến thất bại của các màng này là các miếng đệm (cơ sở và chu vi miếng đệm).
Tuổi thọ của màng PMX đã được chứng minh. Các nhà máy ở Vulcan- Geismar, bang Louisiana (Mỹ), đã chuyển đổi hoàn toàn từ năm 1993, tuổi thọ bình quân của màng là lớn hơn 1000 ngày, với hoạt động mật độ trung bình là 2,55-2,65 kA / m2. Khoảng từ 10 đến 20 tế bào màng PMX ở châu Âu đã có tuổi thọ kéo dài hơn 5 năm, các tế bào màng PMX lâu đời nhất tại nhà máy hóa chất Occidental Deer Park ở Texas (Mỹ) đã được hoạt động trong hơn 8 năm. Florkiewicz, 1997]. Những quan tâm đặc biệt chính là các hệ thống nước muốivì các màng amiăng âm cực phải được bảo vệ khỏi việc ăn mòn trong quá trình tắt máy, từ sự tích tụ của các sản phẩm bị ăn mòn nhiều năm có thể dẫn đến nồng độ cao của hydro trong clo trước khi kết thúc vòng đời của các màng. Việc khắc phục có thể thực hiện bằng cách loại bỏ các tạp chất ngâm nước muối (ví dụ từ OxyTech). Loại bỏ các chất sắt từ màng cũng rất quan trọng, vì sắt cũng có thể là một nguồn làm tăng hydro trong clo. Tuy nhiên, hiệu quả hơn hết để tránh những vấn đề này là sử dụng nước muối tinh khiết. General Electric ở Mount Vernon (Mỹ), đã chuyển đổi hoàn toàn thành màng PMX được một thời gian nhưng những vấn đề với sắt trong nước muối đã buộc GE phải chuyển sang màng PMA.
Những kết quả đạt được
Tránh phát thải của amiăng. Giảm sử dụng năng lượng, phụ thuộc vào điều kiện hoạt động.
Màng không amiang đã chứng minh một số ưu điểm so với màng amiăng trong hoạt động sản xuất Chlor-kiềm:
- Tuổi thọ cao ít nhất 3 năm có thể được coi là trung bình cho buồng sản xuất công nghiệp
- Các biến tải ổn định. PMX các tế bào màng đã sử dụng ba năm cho thấy không có sự gia tăng sử dụng năng lượng, ngay cả sau khi tắt máy thường xuyên ở 95oC. Các hoạt động của màng amiăng không thực sự có thể tiết kiệm năng lượng nhưng việc tiết kiệm đến từ việc xử lý vật liệu và xử lý chất thải so với màng amiăng.
Cross-media effects:
Màng Polyramix sử dụng biocides bị đình chỉ để tránh sự lên men của biogum. Nước thải chủ yếu là kiềm và các chất hữu cơ từ các chất chống đông đặc. Hệ thống nước thải phải đạt đủ yêu cầu để có thể xử lý một lượng COD.