膜电解与汞技术

工业规模的氢氧化钠生产可以通过多种方式进行。直到 20 世纪 90 年代，最流行的生产方法是汞法，现在已被更有利的膜法所取代。

“膜法是最有前途、发展最快的氯和碱生产技术，随着时间的推移，毫无疑问它将取代其他技术（膜法和汞法）”

现代膜技术优于汞，因为：

它可以防止汞进入自然环境，
它更经济（更少的能源消耗），
膜安装不像水银那样需要太多维护。

膜法替代汞法
汞工艺在欧洲已广泛使用 100 多年。膜技术（确切地说是离子交换膜）的发展可以追溯到 20 世纪 70 年代。大规模膜工艺于1987年开始用于氢氧化钠的生产。此后，膜电解的普及率慢慢提高，越来越多的化工厂将汞转化为膜系统。然而，在欧洲，汞技术向膜技术的转变进展非常缓慢，这主要是由于现代化成本高昂。就在 2001 年，55% 的氯碱非洲大陆安装的生产能力采用汞技术，其中只有 20% 采用膜技术。只有法律法规发生变化才迫使生产商放弃汞技术。根据自2013年起生效的工业排放指令的规定，2017年是欧盟国家可以使用汞法生产包括氢氧化钠在内的氯碱的最后一年。

欧盟全面退出汞电解的主要原因是：

法律要求，
经济原因——生产成本高，
对碱液的需求增加，
安装技术状况不佳。
将汞厂改为膜系统的最重要原因是生产系统的成本和磨损和维护条件，以及环境和人类健康状况。就 PCC Rokita 而言，自 2010 年第一座膜电解厂在布热格多尔尼 (Brzeg Dolny) 投产以来，就开始遵守新的法律标准。第二部分于 2015 年启动，最终关闭了采用汞法的工厂。

什么是膜电解？
在通过膜法生产氢氧化钠时，两个电极（钛阳极和钢或镍阴极）将传导水合离子的膜分开。在阳极空间中，盐水中的氯离子被氧化成气态氯，而钠离子则通过膜迁移到氢氧化钠流经的阴极空间。水被添加到阴极电解液循环中，在生产过程中被消耗以产生氢氧根离子和氢气。羟基阴离子和钠阳离子以这种方式形成。通常，该溶液在从电解槽排出之前会进行再循环，目的是使其浓度达到 32-35%。通过使用蒸汽蒸发氢氧化钠溶液可以达到 50% 的浓度。

膜电解相对于汞技术的优势
与汞法相比，使用膜电解获得氢氧化钠具有许多优点。其中包括：

与汞电池相比，工作钳位电压较低，

降低电能和蒸汽能源的消耗，

能够每天更改当前负载，这使您可以充分利用更便宜的夜间资费，

最大限度地减少环境污染的风险。

汞法安全吗？
在该方法中，汞是阴极材料。它参与形成烧碱碱液的电解过程。不幸的是，它的使用非常危险，因为汞：

对人体具有破坏性作用：它积聚在肾脏中并对其造成损害，破坏生物膜并与体内的蛋白质连接，破坏生化过程；汞中毒可因呼吸或循环衰竭或粘膜炎而导致死亡，

造成环境污染：在氢氧化钠的生产过程中，汞会损失进入水、空气、土壤、废物和产品本身。
正是由于上述原因，采用汞法生产碱液的膜电解在世界范围内已经越来越不受欢迎。膜技术是一种从生态和经济角度获得高质量氢氧化钠的方法。