گاز کلر را می توان با استخراج از مواد طبیعی، از جمله برقکافت محلول سدیم کلرید و راه های دیگر، تولید کرد.
کلر را می توان با برقکافت محلول سدیم کلرید تولید کرد که به فرایند کلرالکالی معروف است. کلر حاصل شده برای تولید سود سوزآور ( NaOH ) و گاز هیدروژن ( H2 ) استفاده می شود. کلر همچنین می تواند با برقکافت محلول پتاسیم کلرید تولید شود، در این صورت فراورده های واکنش، گاز کلر، گاز هیدروژن و پتاس سوزآور ( KOH ) هستند. سه روش صنعتی برای استخراج کلر توسط برقکافت محلول های کلرید وجود دارد که همه طبق معادلات زیر پیش می روند:
برقکافت سلول جیوه، که به آن فرایند کاستنر - کلنر نیز گفته می شود، اولین روشی بود که در اواخر قرن نوزدهم برای تولید کلر در مقیاس صنعتی استفاده شد. [ ۱] [ ۲] امروزه در سلول اولیه، آند را الکترود تیتانیومی پوشیده شده با روکشی از جنس پلاتین[ ۳] یا اکسیدهای فلزی رسانا در محلول کلرید سدیم ( یا پتاسیم ) تشکیل می دهد که از روی کاتد مایع جیوه، جریان دارد. وقتی اختلاف پتانسیل اعمال می شود و جریان برقرار می شود، کلر در آند تیتانیوم آزاد می شود و سدیم ( یا پتاسیم ) در کاتد جیوه حل می شود و یک آمالگام تشکیل می دهد. آمالگام به طور مداوم به یک واکنشگاه جداگانه ( سلول ثانویه ) جریان می یابد، جایی که معمولاً با واکنش با آب دوباره به جیوه تبدیل می شود. تولید هیدروکسید سدیم ( یا پتاسیم ) با غلظت تجاری ( ۵۰٪ جرمی ) انجام شده و سپس جیوه مایع توسط یک پمپ واقع در پایین سلول به سلول اصلی بازیافت می شود.
فرایند کاستنر - کلنر کمترین بازده انرژی را در بین سه فرایند اصلی ( جیوه، دیافراگم و غشا ) دارد و همچنین نگرانی در مورد انتشار جیوه و آلودگی محیط وجود دارد.
تخمین زده می شود که هنوز حدود ۱۰۰ کارگاه سلول جیوه در سراسر جهان کار می کنند. در ژاپن، تولید کلر قلیایی بر پایه جیوه تقریباً تا سال ۱۹۸۷ از بین رفت و فقط دو کارگاه بر پایه پتاسیم کلرید تا ۲۰۰۳ به صورت نیمه فعال باقی ماند. در آمریکا، تا پایان سال ۲۰۰۸ تنها پنج کارخانه جیوه باقی مانده است. در غرب اروپا تولیدکنندگان متعهد شده بودند که تا سال ۲۰۲۰ همه کارگاه های باقی مانده مبتنی بر جیوه را تعطیل یا ادغام کنند. [ ۴]
در برقکافت سلول دیافراگم، یک دیافراگم از جنس آزبست ( یا الیاف پلیمری ) کاتد و آند را از هم جدا می کند و از واکنش مجدد کلر در آند با سدیم هیدروکسید و گاز هیدروژن تشکیل شده در کاتد جلوگیری می کند. [ ۵] این فناوری نیز در اواخر قرن نوزدهم توسعه یافت. انواع مختلفی از این فرایند وجود دارد: سلول لسیور ( ۱۸۹۳ ) ، سلول هارگریوس - برد ( ۱۹۰۱ ) ، سلول گیبس ( ۱۹۰۸ ) و سلول تانسند ( ۱۹۰۴ ) . [ ۶] [ ۷] سلول ها در ساخت و قرارگیری دیافراگم متفاوت هستند، در بعضی از آنها دیافراگم در تماس مستقیم با کاتد است.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفکلر را می توان با برقکافت محلول سدیم کلرید تولید کرد که به فرایند کلرالکالی معروف است. کلر حاصل شده برای تولید سود سوزآور ( NaOH ) و گاز هیدروژن ( H2 ) استفاده می شود. کلر همچنین می تواند با برقکافت محلول پتاسیم کلرید تولید شود، در این صورت فراورده های واکنش، گاز کلر، گاز هیدروژن و پتاس سوزآور ( KOH ) هستند. سه روش صنعتی برای استخراج کلر توسط برقکافت محلول های کلرید وجود دارد که همه طبق معادلات زیر پیش می روند:
برقکافت سلول جیوه، که به آن فرایند کاستنر - کلنر نیز گفته می شود، اولین روشی بود که در اواخر قرن نوزدهم برای تولید کلر در مقیاس صنعتی استفاده شد. [ ۱] [ ۲] امروزه در سلول اولیه، آند را الکترود تیتانیومی پوشیده شده با روکشی از جنس پلاتین[ ۳] یا اکسیدهای فلزی رسانا در محلول کلرید سدیم ( یا پتاسیم ) تشکیل می دهد که از روی کاتد مایع جیوه، جریان دارد. وقتی اختلاف پتانسیل اعمال می شود و جریان برقرار می شود، کلر در آند تیتانیوم آزاد می شود و سدیم ( یا پتاسیم ) در کاتد جیوه حل می شود و یک آمالگام تشکیل می دهد. آمالگام به طور مداوم به یک واکنشگاه جداگانه ( سلول ثانویه ) جریان می یابد، جایی که معمولاً با واکنش با آب دوباره به جیوه تبدیل می شود. تولید هیدروکسید سدیم ( یا پتاسیم ) با غلظت تجاری ( ۵۰٪ جرمی ) انجام شده و سپس جیوه مایع توسط یک پمپ واقع در پایین سلول به سلول اصلی بازیافت می شود.
فرایند کاستنر - کلنر کمترین بازده انرژی را در بین سه فرایند اصلی ( جیوه، دیافراگم و غشا ) دارد و همچنین نگرانی در مورد انتشار جیوه و آلودگی محیط وجود دارد.
تخمین زده می شود که هنوز حدود ۱۰۰ کارگاه سلول جیوه در سراسر جهان کار می کنند. در ژاپن، تولید کلر قلیایی بر پایه جیوه تقریباً تا سال ۱۹۸۷ از بین رفت و فقط دو کارگاه بر پایه پتاسیم کلرید تا ۲۰۰۳ به صورت نیمه فعال باقی ماند. در آمریکا، تا پایان سال ۲۰۰۸ تنها پنج کارخانه جیوه باقی مانده است. در غرب اروپا تولیدکنندگان متعهد شده بودند که تا سال ۲۰۲۰ همه کارگاه های باقی مانده مبتنی بر جیوه را تعطیل یا ادغام کنند. [ ۴]
در برقکافت سلول دیافراگم، یک دیافراگم از جنس آزبست ( یا الیاف پلیمری ) کاتد و آند را از هم جدا می کند و از واکنش مجدد کلر در آند با سدیم هیدروکسید و گاز هیدروژن تشکیل شده در کاتد جلوگیری می کند. [ ۵] این فناوری نیز در اواخر قرن نوزدهم توسعه یافت. انواع مختلفی از این فرایند وجود دارد: سلول لسیور ( ۱۸۹۳ ) ، سلول هارگریوس - برد ( ۱۹۰۱ ) ، سلول گیبس ( ۱۹۰۸ ) و سلول تانسند ( ۱۹۰۴ ) . [ ۶] [ ۷] سلول ها در ساخت و قرارگیری دیافراگم متفاوت هستند، در بعضی از آنها دیافراگم در تماس مستقیم با کاتد است.
wiki: تولید گاز کلر