盐水电解产生烧碱、氯气和氢气的过程称为电解(氯碱)过程
电解法生产烧碱和氯气的工艺
盐水电解生产烧碱、氯气和氢气的过程称为电解(氯碱)过程。 这进一步分为膜、隔膜和水银工艺。 截至 1999 年 10 月,所有日本氯碱厂都使用膜工艺。
盐首先溶解在溶解罐中。 得到的饱和食盐水送至纯化槽除杂,再送至螯合树脂塔纯化后送入电解槽。 工业用水在进入电解池之前也经过净化。
电解槽的阳极室充满盐水,阴极室充满纯水(稀烧碱)。 对电池施加直流电在阳极产生氯气,在阴极产生苛性钠和氢气。 后者进入分离器产生浓度约为30%的烧碱溶液。
氯气经过洗涤和冷却以去除盐分,并在按原样交付或液化之前进一步脱水。
烧碱在汽化器中进一步浓缩至约50%的浓度以供输送。 氢气在运输前像氯气一样经过清洗和冷却。

氯碱法原理
盐水生产烧碱、氯气和氢气的电解过程可分为三种类型:膜法、隔膜法和水银法。 这里介绍膜工艺,因为它是目前在日本运行的唯一工艺。
该技术使用分离阳极和阴极的离子交换膜。 该膜由特殊树脂制成,允许阴离子(负离子)通过但不允许阳离子(正离子)通过。
如图所示,膜电解槽的阳极室充满盐水,阴极室充满水(见图)。 施加电流导致形成氯气、苛性钠和氢气。
阳极室中的盐水含有钠 (Na+) 和氯 (Cl-) 离子。 当施加电流时,这些离子会发生迁移:带正电的钠离子穿过膜到达阴极室,而带负电的氯离子在阳极表面放电,形成氯气 (Cl2)。
阴极室中的水部分分解为氢 (H+) 和氢氧根 (OH-) 离子。 氢离子在阴极表面捕获电子以形成氢气 (H2)。 氢氧根离子被吸引到阳极,但被膜阻挡,与来自阳极室的钠离子反应生成烧碱(氢氧化钠,NaOH)。