Công nghệ mới sản xuất khí clo

Posted on February 26, 2010

0


Cập nhật: 28/05/2009  11:10:14 CH

Công ty Bayer Material Science (Cộng hòa Liên bang Đức) sẽ xây dựng một nhà máy điện phân axit HCl để sản xuất khí clo có công suất 215 nghìn tấn/năm ở Thượng Hải (Trung Quốc). Đây là nhà máy đầu tiên có công suất lớn sản xuất theo công nghệ catôt tiêu thụ oxy (oxygen depleting cathode) hay còn gọi là công nghệ ODC. Hợp đồng xây dựng nhà máy đã được ký kết đầu năm 2008.

Cũng ở Đức tại Brunsbuettel, một trong hai đơn vị của nhà máy sản xuất clo theo công nghệ ODC có công suất 20 nghìn tấn/năm đã đi vào hoạt động cuối năm 2003. Các bình điện phân ở nhà máy tại Thượng Hải cũng có kích thước tương đương như ở nhà máy tại Brunsbuettel. Nhà máy ở Thượng Hải tạo ra clo từ axit HCl, là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất toluen diisoxyanat (TDI) và metylendiphenyl diisoxyanat (MDI) rồi từ TDI và MDI người ta sẽ sản xuất polyuretan.

Clo được tạo ra sẽ được dẫn trở lại cho quá trình sản xuất isoxyanat.

Quá trình điện phân sản xuất clo theo công nghệ ODC so với công nghệ màng ngăn (diaphragm) thông thường tiết kiệm được tới 30% năng lượng. Bình điện phân theo công nghệ ODC hoạt động theo nguyên tắc gần giống như ở pin nhiên liệu. Nhờ được nạp oxy, bình điện phân ODC hoạt động với điện áp thấp hơn so với bình điện phân thông thường và do hoạt động với điện áp thấp nên nó lại tạo ra nước thay vì hyđro như ở bình điện phân thông thường. Oxy tác dụng với proton (H+) được tạo ra trong quá trình điện phân, vì vậy tránh khả năng hình thành ra khí hyđro.

Theo công nghệ ODC, mỗi bình điện phân bao gồm một anôt thông thường và một catôt xốp cỡ hạt nano (catôt khuếch tán khí) được tẩm chất xúc tác chứa rođi sunfua rồi được gắn liền với một màng trao đổi ion. Vỏ bình điện phân có kết cấu kim loại, phía trong được phủ một màng đặc biệt chống ăn mòn. Còn ở bình điện phân thông thường, vỏ được làm từ graphit, tuy có độ dẫn điện thấp nhưng lại khó chế tạo và lắp ráp.

Bình điện phân ODC tiêu thụ 1.000 kWh cho sản xuất 1 tấn khí clo với độ tinh khiết 99,8%. Vì ở bình điện phân ODC không tạo ra hyđro nên nó không những tiết kiệm điện năng mà còn loại trừ nguy cơ gây cháy nổ của khí hyđro. Hơn nữa vì chỉ có khí clo được tạo ra nên việc khởi động và dừng hoạt động của bình điện phân ODC rất dễ dàng; còn chi phí hoạt động của nó chỉ bằng 1/3 so với ở bình điện phân thông thường.

Công nghệ ODC còn có thể được áp dụng để điện phân NaCl; tuy nhiên nó chỉ mới ở giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm.

VŨ TRUNG