Eletrolisadores modulares de células de membrana

Os eletrolisadores de membrana modular INEOS estão na vanguarda da inovação, oferecendo aos operadores um método de eletrólise altamente eficiente e sustentável. Apresentando um consumo de energia ultrabaixo de 1941 kWH/te de NaOH a 6kA/m²* e uma saída líder da classe de 52.000 MTPA NaOH por eletrolisador. Saiba como os eletrolisadores INEOS são construídos e operam abaixo.

* Valor esperado @ 385mbarg, 90°C e 32% em peso de NaOH, sujeito à seleção do revestimento
**Com base em 350 dias de operação e 7kA/^m2

O processo de eletrolisador de membrana modular

Os eletrolisadores de células de membrana apresentam um módulo selado que consiste em duas câmaras, separadas por uma membrana flexível de troca catiônica, para evitar que os gases cloro e hidrogênio se misturem. As duas câmaras são formadas pelos conjuntos de ânodo e cátodo, respectivamente, e uma vez conectadas a uma fonte de eletricidade, é onde ocorre a eletrólise.

Os conjuntos de ânodo e cátodo (eletrodos) são características críticas de projeto de um eletrolisador e devem ser fabricados com materiais especiais para evitar a corrosão pelo cloro.

O ânodo é onde o cloro é gerado e foi historicamente fabricado a partir de ligas de grafite ou platina. Os eletrolisadores modernos apresentam ânodos feitos de titânio para resistência à corrosão. O elemento catódico é normalmente menos sensível à corrosão e geralmente é fabricado em níquel, embora o aço inoxidável possa ser usado.

Além disso, cada eletrodo é revestido para melhorar o desempenho de energia e a eficiência do processo de eletrólise.

• Os revestimentos de cárter catódico promovem eletrocataliticamente a evolução de H₂ e fornecem resistência ao envenenamento por impurezas e correntes reversas no desligamento.
• Os revestimentos de ânodo são para a promoção eletrocatalítica da evolução do Cl₂ e têm desempenho superior de desgaste alcalino e valores mais baixos de clorato de salmoura de saída

A membrana flexível no centro de cada módulo é totalmente suportada em um design de 'folga zero' para evitar bater ou comprimir o material da membrana (seção transversal de um conjunto de módulo detalhado abaixo).

Um eletrolisador modular em escala industrial, como o eletrolisador INEOS BICHLOR, consiste em tais módulos dispostos eletricamente em série dentro de uma estrutura. Normalmente, vários eletrolisadores são instalados em uma sala de células lado a lado, com a quantidade projetada para atender à capacidade geral desejada da planta.

Operação

• O eletrólito (salmoura para os ânodos e cáustico para os cátodos) entra através de tubos de alimentação, umedecendo totalmente a membrana no centro da célula, para uma operação inerentemente mais segura:

• A corrente elétrica começa a fluir através das aranhas de metal e eletrodos da célula de eletrólise

• Os íons de sódio (Na⁺) ou potássio (K⁺) passam pela membrana de troca iônica semipermeável

• Bolhas de gás cloro se formam no ânodo e sobem até o topo da câmara.
  Bolhas de gás hidrogênio se formam no cátodo e sobem ao topo

• Os gases cloro e hidrogênio são então extraídos do topo de suas respectivas câmaras

A reação geral para a eletrólise da salmoura é : 2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH