Elektrolyse für CHLOR-ALKALI

Erfahren Sie mehr über die Geschichte der industriellen Elektrolyse, moderne Chloralkalianwendungen und wichtige Industrieverbände.

Die großtechnische Elektrolysetechnologie wird von der Industrie zur Herstellung von Chloralkaliprodukten wie Chlor (Cl2) und Natriumhydroxid (NaOH / Natronlauge) durch die Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) eingesetzt.

Weitere Anwendungen des Verfahrens umfassen die Herstellung von Kaliumhydroxid (KOH) oder Salzsäure (HCI / muriatisch) und Natriumhypochlorit (Bleichmittel).

Anträge

Chlor-Alkali-Elektrolyseverfahren werden seit dem 19. Jahrhundert in industriellen Umgebungen eingesetzt und sind heute die Hauptquelle für das gesamte Chlor weltweit. Zu den führenden Gebieten mit hohen Produktionskapazitäten gehören die Vereinigten Staaten, Westeuropa, China, Indien, Brasilien und Japan.

Chlor wird in erster Linie zur Herstellung chemischer Verbindungen oder organischer Chemikalien wie Phosgen für Polycarbonat, Methylchlorid für Silikone, Polyvinylchlorid (PVC), Methylenchlorid für Klebstoffe, Polyurethane, Schwefelchloride für Pflanzenschutzmittel und Farbstoffe sowie Titandioxid für Katalysatoren verwendet.

Produkte aus Chlor werden in einer Vielzahl von Sektoren eingesetzt, darunter:

  • Konstruktion (PVC-Fenster, Wasserleitungen, Bodenbeläge, Dachmaterialien)
  • Energie (Batterien, Sonnenkollektoren, Windturbinenblätter)
  • Lebensmittel (Pflanzenschutzmittel, Verdickungsmittel)
  • Gesundheit & Körperpflege (Bleichmittel, Kosmetika, Waschmittel, Zahnbehandlungen/Zemente, Deodorants, chemische Reinigung, Textilien)
  • Häusliche Pflege (Farben, Klebstoffe, Kältemittel)
  • Papier (Tinten, Beschichtungen, Zellstoff)
  • Pharmazeutika (Krebsbehandlung)
  • Sicherheit (Wasseraufbereitung)
  • Sport (Trainingsgeräte, Bekleidung)
  • Technologie (Leiterplatten, Glasfasern, Halbleiter, Smartphones)
  • Transport (Autoteile, Bremsflüssigkeit, Frostschutzmittel)

Produkte aus Natronlauge werden auch in vielen Branchen eingesetzt, darunter:

  • Baugewerbe (Kohlefaser, Bergbau, Metallbeschichtung)
  • Energie (Ölraffination, Windkraftanlagen)
  • Gesundheit & Körperpflege (Seifen, Zahnbürsten, Antikoagulanzien, Shampoo, Vitamine)
  • Haushalt (Kochutensilien, Folien, Türen und Fenster)
  • Sport (Fahrräder, Tennisschläger, Segel)

Produkte aus Kalilauge zeichnen sich in Sektoren aus wie:

  • Landwirtschaft (Düngemittel)
  • Energie (Batterien)
  • Lebensmittel (Zusatzstoffe, Wein, Schokolade)
  • Industrie (Stahlgießerei, Gummi, Titandioxid, Brandschutzmittel, Schweißen)
  • Transport (Enteisungsflüssigkeit)

Euro Chlor, ein Handelsverband, der die europäische Chlorindustrie vertritt, bietet eine detaillierte und interaktive Liste von Anwendungen für Chlor, Natronlauge und Kalilauge:

Geschichte der industriellen Elektrolyse

Ab dem frühen 19. Jahrhundert entwickelte sich die Entwicklung der Elektrolyse für Chloralkali von Laborexperimenten zu Anlagen im industriellen Maßstab über fast 100 Jahre.

1800 – William Cruikshank wird die erste Bildung von Chlor aus Sole durch die Methode der Elektrolyse zugeschrieben.

1833 – Faraday artikulierte die Gesetze der Elektrolyse, die besagen: Die Menge an Substanz, die durch einen elektrischen Strom zersetzt wird, ist proportional zur Länge in Zeit und Strom des elektrischen Stroms, der die Elektrolyse erzeugt.

1851 & 1853 - Cook und Watt erhalten Patente für die Elektrolyse von Chlor aus Sole.

1880er Jahre – Nachdem neue Erfindungen die Zufuhr von hohem elektrischem Strom zur Unterstützung des Prozesses ermöglicht hatten, wurden zwei grundlegende Elektrolysemethoden untersucht; die "Quecksilberkathode" und die "Zwerchfellzelle".

1892 - In England patentierte Castner die Rocking Mercury Cell-Methode, während Kellner in Österreich eine Quecksilberzelle mit ähnlichem Design patentierte.

1893 – In Rumford Falls in Kanada wird eine große Installation von Membran-Elektrolytzellen durchgeführt.

1895 - Nach einer Patentvereinbarung mit Solvay in Belgien (die die Patentrechte an der Kellner-Zelle hielt) wurde die Castner-Kellner-Firma gegründet.

1897 - 1897 wurde in Weston Point, Runcorn, Großbritannien, eine große Elektrolyseanlage im industriellen Maßstab errichtet, die Chlor und Natronlauge produziert. Bis heute unterhält INEOS an diesem ursprünglichen Standort große Elektrolyseanlagen, die nach wie vor der Hauptsitz von INEOS Electrochemical Solutions sind.

1900 - Eine Reihe von Rocking Cell- und Membraninstallationen begannen auf der ganzen Welt zu erscheinen und blieben viele Jahre lang beliebt.

1950er Jahre – Das Verfahren der Membranzelltechnologie wurde entwickelt, ein energieeffizienterer Prozess, der nicht auf die Verwendung von Schadstoffen angewiesen ist.

Heute – Die Mehrheit der Chlor-Alkali-Zellrauminstallationen verwendet heute das Membranzellenverfahren . Zwerchfell- und Quecksilberzellenprozesse werden aufgrund ihrer Verwendung von Asbest bzw. Quecksilber in viel geringerem Umfang eingesetzt, wobei viele Gebiete der Welt Umweltgesetze anwenden, um noch bestehende Quecksilberanlagen zu schließen. Die laufenden Entwicklungsbemühungen für den Membranzellenprozess konzentrieren sich auf die weitere Reduzierung des Energieverbrauchs mit Schlüsselinnovationen bei Elektrodenbeschichtungen, optimierten "Zero-Gap"-Elektrodendesigns und verbesserten Membranmaterialien.

Branchenverbände

Die Chloralkaliindustrie ist sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene durch eine Reihe von Handelsorganisationen vertreten. Viele von ihnen veranstalten jährliche Veranstaltungen, Schulungsworkshops für Chlor- und Natronlaugeanwendungen, Chlor-Alkali-Sicherheitsleitlinien und Best-Practice-Ressourcen für Mitglieder sowie die Bereitstellung von Verantwortung für die Industrie. Jährliche Daten zur Chlor- und Laugenproduktion werden ebenfalls häufig von diesen Organisationen zusammengestellt.