Використання - іонообмінна мембрана - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
Використання – іонообмінна мембрана
Використання іонообмінних мембран, селективно проникних для іонів з одним знаком заряду, відкрило можливість отримання кислот і основ із солей без використання готового джерела Н-або ОН-іонів. На рис. 36 (а б) представлені схеми процесів, що протікають в електродіалізаторі, що працює безперервно. [1]
Використання іонообмінних мембран із селективною проникністю відкриває широкі можливості одержання електрохімічними способами чистих продуктів. При застосуванні КОМ із селективною проникністю для катіонів (іонів натрію) при виробництві хлору та каустичної соди відпадає необхідність у протоці електроліту з анодного простору в катодне. [2]
При використанні іонообмінної мембрани марки нафіон і оксиднорутеневого анода киснева деполяризація катодного процесу дозволяє проводити електроліз при напрузі 19 В, що на 25 - 30% нижче напруги на електролізері при виділенні на катоді водню. [4]
Одним із перспективних напрямів використання іонообмінних мембран є поділ різних елементів. [5]
Новий метод отримання NaOH з використанням іонообмінних мембран , що пройшов напівпромислові та промислові випробування, займе основне місце у виробництві каустичної соди і хлору, оскільки є практично безвідходним і дозволяє отримувати концентровані розчини NaOH, які не поступаються якістю тим, які виробляють за ртутним способом. [7]
Електроди випускаються в герметичному виконанні з використанням іонообмінних мембран через які забезпечується контакт з грунтом без втрати електроліту. Іонообмінна мембрана надійно захищена від пошкоджень ґратчастою кришкою. На корпусі електродавиконаному із склонаповненого поліаміду, закріплений датчик потенціалу, з знімною насадкою. [8]
У процесі отримання лужних металів з використанням скляних іонообмінних мембран, таке руйнування позначається ще більшою мірою. Однак вплив лужного металу, що входить до складу скла, проявляється лише при проведенні на повітрі випробувань плівок на електроопір. При взаємодії лужного металу з киснем повітря утворюється луг; вона взаємодіє із речовиною катода. [9]
Є також електроди для хлорид-іонів з використанням рідких іонообмінних мембран. [10]
У Японії технологія отримання їдкого лугу з використанням іонообмінних мембран знаходиться на високому рівні. З 1973 р. за вказівкою уряду в японській промисловості з виробництва їдкого натру було намічено перехід від ртутного методу електролізу кухонної солі до нертутного методу. [11]
Споживання електроенергії при виробництві їдкого натру з використанням іонообмінних мембран становить 2300 – 2500 кВт год/т NaOH, ртутним методом – 3000 кВт год/т NaOH та діафрагмовим методом 3300кВт ч/т NaOH. З цього порівняння ясно, що процес виробництва їдкого натру з використанням іонообмінних мембран є більш економічним з погляду енерговитрат. В даний час докладаються зусилля щодо поліпшення самих мембран та процесів, у яких вони використовуються. [13]
На рис. 4.25 показана принципова схема процесу електролізу з використанням іонообмінних мембран. Анодна камера, заповнена розчином кухонної солі, і катодна камера, заповнена їдким натром, розділені катіонообмінною мембраною. При пропущенні струму між електродами на аноді виділяється газоподібний хлор, а іони Na, що утворюються, переміщуються через мембрану до катода. Зз іншого боку, в катодному просторі утворюються водень і гідроксильні іони, причому переміщення останніх до анода запобігає мембрані. В результаті в катодному просторі утворюється їдкий натр із високим виходом по струму. Оскільки переміщення іонів хлору в катодне простір також запобігає мембрані, можна отримувати їдкий натр високої чистоти, що містить лише незначну домішка хлориду натрію. У зв'язку з тим, що електроліз приводять при 90°С, катіонообмінна мембрана з боку анода контактує з гарячим хлором, а з боку катода - з гарячою концентрованою шовковиною. [14]
Показано принципову можливість регенерації лужних стоків водозабезпещувальних установок електрохімічним методом з використанням іонообмінних мембран, а також повторного використання отриманих розчинів кислот та їдкого натрію для десорбції іонів з відпрацьованих іонітів. [15]