現代の化学産業の中心は塩素アルカリ電気分解であり、さまざまな用途分野に必須の原材料が得られる不可欠なプロセスです。このプロセス技術は、特にナトリウムイオン (Na+)、塩化物イオン (Cl-)、および水酸化物イオン (OH-) を効率的に生成するため重要であり、これらはプラスチック、医薬品、繊維産業の生産のための重要な出発原料として不可欠です。
塩素アルカリ電解では、直流電圧を使用して、塩化ナトリウム溶液を塩素元素と水酸化ナトリウムに分離変換します。同時に水素も発生します。専門家は、イオンの輸送を可能にすると同時に製品間の望ましくない反応を防ぐように特別に設計された、技術的に洗練された電解セルの機能を特に重要視しています。なぜなら、プロセス全体の効率と安全性は、正確な制御メカニズムと使用される膜技術の安定性に大きく依存するからです。
リキソニック® 塩素アルカリ電解の測定システム
の リキソニック® 計測技術 塩素アルカリ電解のさまざまなプロセス段階で有利に使用できます。顧客の利点は主に次のとおりです。 原材料とエネルギー消費量の削減 同様に 収量の増加.
リキソニック® システム
リキソニック® は 3 つのシステム バリアントで利用できます。
リキソニック® 20、リキソニック® 30とリキソニック® 40.
リキソニック® 30 は、最大 4 つのセンサーを接続できるコントローラーで構成される高性能システムです。センサーはさまざまな測定点で使用できます。
リキソニック® 20 は、機能とセンサーの接続範囲が縮小されたバリアントです。
リキソニック® 40 を使用すると、混合物中の 2 つの濃度を同時に測定できます。この目的のために、2 番目の物理測定変数が音速と組み合わされます。塩素アルカリ電解プロセスでは、通常、LiquiSonic® 40 システムには 2 番目の物理量として導電率センサーが含まれています。
測定原理
の リキソニック® 計測技術 濃度や密度などの液体パラメータを分析し、相転移を検出し、反応を追跡するために使用されます。
測定原理は、液体中の音速を測定することに基づいています。超音波送信機と受信機間の距離 (d) は設計上一定であるため、伝播時間 (t) を測定することで音速 (v) を計算できます (v = d / t)。音速は物質の濃度に依存するため、濃度を計算できる関数的なつながりがあります。
音響測定の速度は液体の透明度に依存せず、その高い測定精度、再現性、安定性が印象的です。音速を測るだけでなく、 リキソニック® センサー 温度補償のために高精度かつ高速の温度測定が統合されています。多くのアプリケーションにおいて、これは従来の測定方法に比べて大きな利点をもたらします。
センサー
の リキソニック® センサー 事前定義された範囲内の濃度と温度の両方を継続的に測定します。プロセスデータは毎秒更新されます。
液体に接触するセンサーコンポーネントは、ステンレス鋼またはハステロイ C-2000 などの耐食性素材で作られているか、Halar または PFA でコーティングされています。
フローモニター（流量/停止）やウェット/ドライモニタリング（満杯/空パイプ）などのセンサーに統合されたさまざまな追加機能がプロセス制御を補完します。
特別なもの リキソニック® 高性能テクノロジー 気泡やプロセス液による大きな信号減衰があっても、安定した測定結果を保証します。
クロールアルカリ電解
塩素アルカリ電気分解はどのように機能しますか?
塩素アルカリ電気分解は、塩素、水素、苛性ソーダ (水酸化ナトリウム) などの基礎化学物質を製造するために使用される重要な工学プロセスです。電解液には塩化ナトリウム水溶液（食塩）を使用します。特殊な材料で作られた電極に電圧が印加されます。このプロセスにより、陽極では塩化物イオンが塩素に酸化され、陰極では水が水素と水酸化物イオンに還元されます。これらの水酸化物イオンは溶液中のナトリウムイオンと反応して苛性ソーダを形成します。クロールアルカリ電解は、高速、信頼性、コスト効率が高く、さまざまな産業用途に必須の化学物質を提供するため、多くの産業で使用されている非常に効率的なプロセスです。
これは電流の助けを借りて行われます 塩（NaCl） で 塩素（Cl2), 苛性ソーダ(NaOH) そして 水素(H2) 分解した。
塩素アルカリ電解ではどのようなプロセスが使用されますか?
これには、隔膜法と膜法という 2 つの主な方法が使用されます。
同じ電気化学反応が両方のプロセスで発生します。 塩化ナトリウム セルのアノードコンパートメントに流れ込み、そこで Cl2 塩素ガスとして分離されます。その後、溶液は陰極室に進みます。 H2 そして NaOH 形状。
ダイヤフラム手順の説明:
隔膜工程では、アノードとカソードの間に多孔質の隔膜（隔壁）を挿入します。イオン交換は可能ですが、塩素と水酸化ナトリウム溶液の混合は防止されます。食塩水が電解質として使用され、アノードで塩素が放出され、カソードで水素と水酸化ナトリウムが生成されます。ただし、このプロセスでの水酸化ナトリウムの品質は他の方法よりも低くなります。
膜プロセスの説明:
このプロセスでは、塩素イオンはブロックし、ナトリウムイオンは通過させる特殊なイオン透過膜を使用します。これにより、アノードでは塩素が生成され、カソードでは水酸化ナトリウムと水素が生成されます。
メンブレンとダイアフラムは、両方のプロセスにおいて高コスト要因となります。の リキソニック® 計測技術 電解槽の非効率性を特定して対処するために、陰極液の濃度を正確に測定するために使用されます。これにより、メンブレンの最適な耐用年数が確保されます。
使用するプロセスに応じて、陰極液は NaOH 溶液 (膜プロセス) または NaOH-NaCl 溶液 (隔膜プロセス) になります。 3成分混合物の濃度測定は、 リキソニック® 40の測定システム 超音波センサーと導電率センサーを組み合わせて実現。
あなたの利点:
- プロセス内の濃度を継続的に記録することにより、電解槽の効率を最大化します。
- エネルギーの節約と消費の最適化
- 複雑な比較分析の削減
- 膜の寿命を延ばす
最終製品の準備
苛性ソーダ濃度
塩素アルカリ電気分解は、電気エネルギーの影響下で塩化ナトリウム (食塩) を塩素、水素、および苛性ソーダ (水酸化ナトリウム) に変換するプロセスです。このプロセス中にハイキングします ナトリウムイオン（Na+） マイナスに帯電したカソードに接続され、 塩化物イオン（Cl-） 正に帯電したアノードに流れます。塩化物イオンの酸化はアノードで起こり、塩素が放出されます。カソードでは、水は水素と水酸化物イオンに還元されます。これらの水酸化物イオンはナトリウムイオンと反応して苛性ソーダを形成します。このプロセスには、カソードでナトリウム アマルガムが生成され、その後別の段階でさらに処理されて苛性ソーダ、水素、水銀が生成されるアマルガム プロセスなど、さまざまな変種があります。使用されるプロセスに関係なく、得られた苛性ソーダは多くの場合、より高い濃度を達成するために蒸発によって濃縮されます。
売れる 苛性ソーダ(NaOH) 通常、濃度は 45 wt% ～ 50 wt% です。電解セルから除去された NaOH は 12 wt% ～ 33 wt% の濃度範囲しかないため、多本体蒸発器で濃縮されます。
隣にあります NaOH また 塩化ナトリウム 溶液中に含まれる過剰な塩（隔膜プロセス）、灰汁中の過剰な塩は、蒸発中にエバポレーター内で結晶として沈殿します。 ４５重量％から５０重量％の間のＮａＯＨ濃度が達成される。
の リキソニック® 計測技術 蒸発器後の灰汁の濃度をいつでも連続的に測定します。その後の苛性ソーダの顧客固有の製品濃度への希釈も監視できます。
あなたの利点:
- 苛性ソーダの連続濃度監視
- 蒸発時のエネルギーコストの削減
塩素ガス乾燥
塩素ガスの乾燥は、塩素の製造において不可欠なステップです。このプロセスでは、塩素ガスを工業用途に適したものにするために、塩素ガスから水分を除去します。乾燥は、ガスの冷却や凝縮などの物理的方法を使用するか、濃硫酸やモレキュラーシーブなどの乾燥剤を使用して行われます。これらの技術により、塩素が純粋で乾燥した状態になることが保証されます。塩素ガスの乾燥は技術的に要求の厳しいプロセスですが、乾燥塩素ガスは水処理からプラスチックや医薬品の製造まで、さまざまな用途に使用されるため、多くの産業で重要な役割を果たしています。
電解槽のアノード領域で生成される塩素ガスは、水分含有量が 30 ppm を超えると腐食性が増加するため、使用する前に水分を除去する必要があります。乾燥のために、塩素ガスは吸収塔に送られ、そこで塩素ガス中の水分が高濃度硫酸 (80 ～ 99 wt% H) に置き換えられます。2それで4）が吸収されます。
この乾燥プロセスの有効性は、ガスの生産性と品質に大きな影響を与えます。したがって、H の信頼できる測定は2それで4 -集中力が大切。の LiquiSonic測定システム® 導電率や密度の測定と比較して、H の継続的かつ信頼性の高いモニタリングが可能2それで4 -集中。
あなたの利点:
- 複雑なサンプリングの排除
- Hの継続監視2それで4 -集中
- H濃度を決定するための明確な信号2それで4 80重量%から100重量%の間
- 効果的な乾燥による腐食の防止
塩酸の製造
電解槽の陽極で発生する塩素ガスと供給される水素が塩酸合成の出発原料となります。これを行うには、両方のガスがバーナーに供給され、そこで反応して塩化水素が生成されます。生成された HCl ガスは燃焼室から統合された等温流下膜吸収装置に流れ込みます。ここでガスは水または弱酸の助けを借りて吸収され、それによって濃塩酸（37 wt% 塩酸）フォーム。
リキソニックの協力により® 塩酸濃度は測定技術により継続的にチェックされます。これにより、目標濃度からの逸脱を検出し、それに応じて対応することが可能になります。
あなたの利点:
- 塩酸の連続濃度監視 (20-40 wt%) 塩酸)
- 高精度の目標濃度を確保
溶解ステーションとブライン洗浄
出発生成物は塩化ナトリウムです (塩化ナトリウム) 海水の蒸発、採掘、または塩鉱床（洞窟）の掘削によって得られます。生の塩水には不純物やカルシウム塩やマグネシウム塩が含まれており、電気分解中に隔膜や膜の細孔が詰まり、耐用年数が大幅に短くなる可能性があります。このため、苛性ソーダを添加することにより、これらの不純物を撹拌容器（溶解容器）内で沈殿させます。 (NaOH) から。沈殿後、圧力フィルターを使用して不純物を分離します。
塩水濃度の純度は、その後の電気分解にとって特に重要です。の リキソニック® 測定システム 常にブライン濃度を高精度に測定できます。設置は、採掘された塩を使用する場合は溶解ステーションで、または洞窟を採掘する場合は塩水供給業者からの転送ポイントで行われます。
あなたの利点:
- ブライン洗浄における品質低下の回避
- 膜の寿命を延ばす
- 入荷検査（洞窟搬送用）
- 水または蒸気の使用量の削減（塩を溶解する場合）
- 電力エネルギーの削減