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塩素アルカリプロセス

産業電気分解の歴史、現代の塩素アルカリプロセス、主要な業界団体についてさらに詳しくご覧ください。

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大規模な電気分解技術は、塩化ナトリウム(NaCl)の電気分解を通じて塩素(Cl2)や水酸化ナトリウム(NaOH/苛性ソーダ)などの塩素アルカリ製品の製造に産業界で利用されています。

このプロセスの他の用途には、水酸化カリウム(KOH)や塩酸(HCI/塩酸塩素酸塩)、次亜塩素酸ナトリウム(漂白剤)の製造があります。

塩素アルカリの応用

塩素アルカリ法は19世紀から工業現場で使用されてきました。その結果生まれた製品は多様な用途を提供し、現在ではこのプロセス自体が世界の塩素の主要な供給源となっています。アメリカ合衆国、西ヨーロッパ、中国、インド、ブラジル、日本などの地域が生産能力で世界をリードしています。

塩素アルカリ法の適用は、塩素、水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)、水酸化カリウム(苛性カリ)の3つの主要な化学物質を生成します。

主に、塩素はポリカーボネート用のホスゲン、シリコーン用の塩化メチル、ポリ塩化ビニル(PVC)、接着剤用の塩化メチレン、ポリウレタン、作物保護や染料用の塩化硫黄、触媒用の二酸化チタンなどの化学物質や有機化学物質の製造に使われます。

塩素から作られた製品は、以下を含むさまざまな分野で使用されています。

  • 構造(PVC窓、水道管、床材、屋根材)
  • エネルギー(バッテリー、太陽光パネル、風力タービンブレード)
  • 食品(作物保護、増粘剤)
  • 健康・個人ケア(漂白剤、化粧品、洗剤、歯科治療・セメント、デオドラント、クリーニング、繊維)
  • ホームケア(塗料、接着剤、冷媒)
  • 紙(インク、コーティング、パルプ)
  • 医薬品(がん治療)
  • 安全性(水処理)
  • スポーツ(運動器具、衣服)
  • 技術(回路基板、光ファイバー、半導体、スマートフォン)
  • 輸送(自動車部品、ブレーキフルード、不凍液)

水 酸化ナトリウム(苛性ソーダ )から作られた製品も多くの分野で使用されています。

  • 構造(カーボンファイバー、採掘、金属メッキ)
  • エネルギー(石油精製、風力タービン)
  • 健康とパーソナルケア(石鹸、歯ブラシ、抗凝固剤、シャンプー、ビタミン)
  • 家庭用(調理器具、ホイル、ドアや窓)
  • スポーツ(自転車、テニスラケット、セイル)

水 酸化カリウム(苛性カリ) から作られた製品は、以下のような分野で見られます:

  • 農業(肥料)
  • エネルギー(バッテリー)
  • 食品(添加物、ワイン、チョコレート)
  • 産業(鋼鉄鋳造、ゴム、二酸化チタン、消火剤、溶接)
  • 輸送(除氷液)

欧州の塩素業界を代表する業界団体であるユーロクロルは、塩素、苛性ソーダ、苛性カリの用途を詳細かつインタラクティブに掲載しています。

産業用電気分解の歴史

19世紀初 頭から、塩素アルカリの電解法は、ベンチスケールの実験から産業規模の設置へとほぼ100年にわたって発展しました。

1800 年 – ウィリアム・クルイクシャンクは電解法による塩水から塩素を初めて生成したと認められました。

1833 年 – ファラデーは電気分解の法則を明確にしました。その法則は、電流によって分解される物質の量は、電気分解を生み出す電流の長さと電流の長さに比例する。

1851年と1853 年には、クックとワットが塩水から塩素を電解する特許を取得しました。

1880年代 – 新しい発明により高電流の供給が可能になった後、2つの基本的な電気分解法が研究されました。「水銀カソード」と「ダイアフラム」セルです。

1892 年 - イギリスでキャストナーがロッキング水銀セル法を特許取得し、オーストリアではケルナーが類似設計の水銀セルを特許取得しました。

1893 年 – カナダのラムフォードフォールズで大規模なダイアフラム電解セルの設置が行われました。

1895 年 - ベルギーのソルヴェイ社(ケルナー・セルの特許権を保有)との特許契約により、キャストナー・ケルナー社が設立されました。

1897 年 - イギリス・ランコーンのウェストンポイントに大規模な工業用電気分解施設が建設され、塩素と苛性ソーダを生産しました。現在もINEOSはこの元の敷地に大規模な電気分解資産を維持しており、INEOS Electrochemical Solutionsの本社として使われています。

1900年代 – 世界中で多くのロッキングセルやダイアフラムのインスタレーションが登場し、長年にわたり人気を保ちました。

1950年代 – 膜セル技術が開発され、有害物質の使用に依存しないよりエネルギー効率の高いプロセスです。

現在 、ほとんどの塩素アルカリ細胞室設置は膜細胞プロセスを使用しています。ダイアフラムと水銀セルのプロセスは、それぞれアスベストと水銀の使用によりはるかに少なく、多くの地域で環境法により水銀工場が閉鎖されています。膜セルプロセスの開発は、電極コーティングの重要な革新、最適化された「ゼロギャップ」電極設計、膜材料の改良により、エネルギー消費のさらなる削減に焦点を当てています。

業界団体

塩素アルカリ産業は、国内外の複数の業界団体によって代表されています。多くのクラブは年次イベント、塩素や苛性ソーダの適用に関する研修ワークショップ、塩素・アルカリの安全指導や会員向けのベストプラクティスリソースを開催し、業界の運営も行っています。これらの組織は、年間の塩素および苛性散熱の発生データもしばしば収集しています。