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1)  chlor-alkali process
氯碱工艺
2)  alkali chloride technology parameter
氯碱工艺参数
3)  chlor-alkali production process
氯碱生产工艺
4)  base-acid-alkali synthesis
碱-酸-碱工艺
5)  the technology of producing alkali
制碱工艺
6)  alkaline technology
碱性工艺
补充资料:氯碱

由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是重要的基础化学工业之一。我国的氯碱工业主要采用两种生产工艺。

1.隔膜法

电解在立式隔膜电解槽中进行,如图 a所示。电解槽的阳极用涂有tio 2 - ruo 2 涂层的钛或石墨制成,阴极由铁丝网制成,网上附着一层石棉绒做隔膜,这层隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。将已除去 ca 2+ 、 mg 2+ 、

下两种电离方程:

nacl na + + cl -

h 2 o h + + oh -

所以,食盐水中含有 na + 、 h + 、 cl - 和 oh - 四种离子。当接通电源后,在电场的作用下,带负电的 cl - 和 oh - 移向阳极,带正电的 na + 和 h + 移向阴极,在这种条件下,电极上发生如下反应:

在阳极 2cl - - 2e 2cl

2cl cl 2 ↑

在阴极 2h + + 2e 2h

2h h 2 ↑

即在阳极室放出 cl 2 ,阴极室放出 h 2 。由于阴极上有隔膜,而且阳极室的液位比阴极室高,所以可以阻止 h 2 跟 cl 2 混合,以免引起爆炸。由于 h + 不断放电,破坏了水的电离平衡,促使水不断电离,造成溶液中 oh - 的富集。这样在阴极室就形成了 naoh溶液,它从阴极室底部流出。电解食盐水的总反应可以表示如下:

2nacl+2h 2 o 2naoh+h 2 ↑+ cl 2 ↑

用这种方法生产的碱液比较稀,其中含有多量未电解的 nacl ,需要经过分离、浓缩,才能得到固态 naoh。

2.离子交换膜法

离子交换膜法电解食盐水的原理如图 b所示。在这种电解槽中,用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。阳离子交换膜跟石棉绒膜不同,它具有选择透过性。它只让na + 带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的 nacl溶液,往阴极室注入水。在阳极室中cl - 放电,生成 c1 2 ,从电解槽顶部放出,同时 na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中 h + 放电,生成 h 2 ,也从电解槽顶部放出。但是剩余的 oh - 由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了 naoh溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充nacl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品naoh的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止cl - 通过,所以阴极室生成的 naoh溶液中含nacl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

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参考词条