Produktanwendungen

Chemie des Verfahrens

Verschiedene Verfahrensarten

Kosten & Perspektiven

Chloralkalielektrolyse

Chloralkalielektrolyse

„Die Chlorproduktion eines Landes ist ein

Gradmesser für den Entwicklungsstand seiner

chemischen Industrie.“

* Stand Verbrauch Chlor 2004 (Verband der chem. Industrie), zum Vergleich 1995 44Mio t (UBA)

*

• Kunststoffe

• Medikamente

Anwendungssituationen

für Chlor

• Farbstoffe

• Pflanzenschutzmittel

Anwendungssituationen

für Chlor

• Metallurgie

• Nahrungsmittel-

verarbeitung

Anwendungssituationen

für Chlor

• Biodiesel

• Waschmittelindustrie

Anwendungssituationen

für Natriumhydroxid

• Aluminum-

Herstellung

• Zellstoffindustrie

Anwendungssituationen

für Natriumhydroxid

Chemie des Verfahrens

2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + Cl2 + H2

2 Na+ + 2 Cl- + H3O+ + OH- → 2 Na+ + 2 OH- + Cl2 + H2→ →

→ →

Arten des Verfahrens

• Diaphragmaverfahren

• Amalgamverfahren

• Membranverfahren

Diaphragmaverfahren

Gesamtreaktion

2NaCl + 2H2O

Cl2 + 2NaOH+ H2

Reaktion an der Anode

2Cl- Cl2 + 2e-

Reaktion an der Kathode

2H20 + 2e- H2 + 2OH-

FeTi

(Asbest)

Diaphragmaverfahren

2 OH- → O2 + 2 H+

Cl2 + 2OH- → ClO- + Cl- + H2O

6ClO- + 9H2O → 2ClO3- + 4Cl- + 6H3O

+ + 1,5 O2 + 6e-

Nebenreaktionen

Amalgamverfahren

Reaktion an der Kathode

x Hg + 2 Na+ + 2e- HgxNa2 + 2 OH-

2 HgxNa2 + 2 H2O x Hg + 2 NaOH + H2

Reaktion an der Anode

2Cl- Cl2 + 2e-

Amalgamverfahren

Überspannung

• Die Differenz zwischen der aus der Spannungsreiheberechneten Zersetzungsspannung und der tatsächlichen Spannung, bei der die Ionen entladen und abgeschieden werden, bezeichnet man als Überspannung.

• Sie hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab. Hierzu gehören Art und Konzentration der abzuscheidenden Ionen, das Elektrodenmaterial und seine Oberflächenbeschaffenheit sowie Temperaturund Stromdichte.

Gesamtreaktion

2NaCl + 2H2O

Cl2 + 2NaOH+ H2

Reaktion an der Anode

2Cl- Cl2 + 2e-

Reaktion an der Kathode

2H20 + 2e- H2 + 2OH-

Membranverfahren

Kosten & PerspektivenDas Diaphragmaverfahren

Vorteile Nachteile

-Wasserstoffqualität gut

-Sole muss nicht

hochrein sein

-Reinigung einfach

-Chlorgas enthält

Sauerstoff

-Ca. 11%-ige

Natronlauge

-Diaphragma aus Asbest

- Diaphragma auch

durchlässig für Chlorid

Kosten & PerspektivenDas Amalgamverfahren

Vorteile Nachteile

-50%-ige, sehr reine

NaOH

-Chlorgasqualität sehr

gut

-NaOH &H2 Hg-haltig

-hohe

Reinheitsanforderung für

Sole

-Verwendung von

Quecksilber

Kosten & Perspektiven

Kosten & PerspektivenDas Membranverfahren

Vorteile Nachteile

-liefert chloridfreie NaOH

-Keine Verwendung von

Hg oder Asbest

- Wasserstoffqualität gut

-Hohe Empfindlichkeit

der Membran, geringe

Lebensdauer

-Hohe

Reinheitsanforderungen

für Sole

-ca. 33%-ige NaOH

- Chlorgas enthält 02

Kosten & Perspektiven

Kosten & Perspektiven

Verfahren der Chlorgewinnung in Europa bis 2004

Welche Fragen sind jetzt noch offen?

Quellen

- Dissertation Dr. Ing. Diane Wolf „Probleme und

Perspektiven der Nutzung elektrodiaphragmatisch

hergestellter Desinfektionsmittel“ vom 09.07.09

- Verband der chemischen Industrie

- Basiswissen der Chemie, Mortimer

- Schmidt: Angewandte Elektrochemie

- Umweltbundesamt

- BASF (www.chlor-alkali.de)