خرده فروشی سود پرک با #5 کاربرد خانگی آن!!

خرده فروشی سود پرک حدود 99.5 درصد سود سوزآور جهان از طریق یک فرآیند سنتی کلر قلیایی تولید می شود. که هم کلر و هم هیدروژن تولید می کند. طیف گسترده‌تری از فناوری‌های تولید سوزاننده شامل فرآیندهای غشایی کلر-قلیایی. فرآیندهای غشایی کلر-قلیایی، الکترودیالیز غشایی دوقطبی سودپرک و الکتروسنتز مستقیم (DE) است. هر دو فرآیند کلر قلیایی علاوه بر سدیم هیدروکسید H2 و Cl2 تولید می کنند. در حالی که EDBM و DE علاوه بر سدیم هیدروکسید، هیدروژن کلرید تولید می کنند.

فهرست مطالب:

فرآیند های تولید سدیم هیدروکسید یا سود سوز آور

خرده فروشی سود پرک و بهبود کارایی و مصرف آن

کارایی عملکرد نظری انرژی فرآیند تولید سود سوز آور

خرده فروشی سود پرک و علل ناکارآمدی انرژی تولید آن

راندمان بالای فروش و تولید انواع سود سوز آور

خرده فروشی سود پرک برای کاربرد های صنعتی وغیره

فرایند های الکترونی در ساخت سدیم هیدروکسید یا سود سوزآور

نتیجه گیری از خرده فروشی سود پرک و مزیت های آن

فهرست اشکال:

شکل 1 نمونه سدیم هیدروکسید

شکل 2 انواع سود سوزآور

شکل 3 نمونه سود پرک

فرآیند های تولید سدیم هیدروکسید یا سود سوز آور

بر اساس این واکنش‌های بالقوه، همه روش‌ها می‌توانند. همان مقدار سود سوزآور را به ازای هر کیلوگرم نمک نمک طعام 7% w/w تولید کنند. استفاده از انرژی یکی از مهم ترین عوامل تولید سوزاننده است. و بخش قابل توجهی از هزینه های متغیر را تشکیل می دهد. حداقل انرژی مورد نیاز برای هر روش را نیز می توان از روی واکنش های شیمیایی اساسی تعیین کرد. حداقل انرژی مورد نیاز برای EDBM و DE (0.65-0.81 kWh/kg  سدیم هیدروکسید برای اولی. حدود 1.38 کیلووات ساعت بر کیلوگرم سود سوزآور برای دومی. تخمین زده شده با استفاده از ولتاژ سلول در کمتر از ولتاژ سلولی است.

فرآیند کلر قلیایی (1.56-1.64 کیلووات ساعت / کیلوگرم سدیم هیدروکسید). این نشان می‌دهد که EDBM و DE انرژی کمتری برای تولید سود سوزآور نسبت به فرآیند کلر قلیایی مصرف می‌کنند. اگر همه روش‌ها کارایی مشابهی داشته باشند. در عمل، فرآیند غشای کلر قلیایی 2.10-2.15 کیلووات ساعت بر کیلوگرم انرژی الکتریکی سدیم هیدروکسید. و 0.128-0.196 کیلووات ساعت بر کیلوگرم انرژی حرارتی سود سوزآور مصرف می کند.

خرده فروشی سود پرک و بهبود کارایی و مصرف آن

فرآیند غشای کلر قلیایی تمایل به استفاده از انرژی حرارتی کمتر (0.038-0.047 کیلووات ساعت بر کیلوگرم). اما مصرف انرژی الکتریکی کمی بالاتر (1.94-2.51 کیلووات ساعت بر کیلوگرم هیدروکسید) دارد. با در نظر گرفتن تنها بخش الکتریکی (توجه داشته باشید. که انرژی حرارتی کیفیت ترمودینامیکی پایین تری دارد و ارزان تر است). بازده انرژی فرآیند سنتی کلر قلیایی حدود 75 درصد است. به عنوان یک فرآیند جدیدتر، گزارش شده است. که EDBM انرژی الکتریکی را در محدوده 1.8-3.6 کیلووات بر کیلوگرم سود سوزآور مصرف می کند.

بنابراین بازده انرژی حدود 40٪ دارد. با وجود پتانسیل ترمودینامیکی برای نیاز به انرژی بسیار کمتر از فرآیند کلر- قلیایی. در حال حاضر، EDBM در بهترین حالت انرژی الکتریکی کمی کمتری نسبت به فرآیند کلر-قلیایی مصرف می کند. و به طور متوسط ​​کمی بیشتر نیاز دارد، اگرچه انرژی حرارتی مورد نیاز نیست. واضح است که تحقیقات بیشتری برای بهبود کارایی آن و کاهش مصرف واقعی انرژی مورد نیاز است.

خرده فروشی سود پرک

شکل 1 نمونه سدیم هیدروکسید

کارایی عملکرد نظری انرژی فرآیند تولید سود سوز آور

جدول یک مقایسه مصرف انرژی نظری و واقعی فرآیند الکترولیز شکل نمودار شماتیک غشای کلر قلیایی. خرده فروشی سود پرک غشای کلر قلیایی، الکترودیالیز غشای دوقطبی و فرآیند الکتروسنتز مستقیم. نیمه واکنش ها و انرژی مورد نیاز ارائه شده است. (منابع: فرآیند کلر قلیایی، الکترودیالیز غشای دوقطبی، الکتروسنتز مستقیم. پیوندها: A، آند، C، کاتد، BP، غشای دوقطبی، سود سوزآور. هیدروکسید سدیم، اسید کلریدریک، اسید هیدروکلریک. شکل دو انرژی مورد نیاز نظری و واقعی برای غشای کلر قلیایی. غشای کلر قلیایی، الکترودیالیز غشای دوقطبی و فرآیندهای الکتروسنتز مستقیم.

ارقام نظری از Thiel و همکاران گرفته شده است. یا از ولتاژ نظری (برای الکتروسنتز مستقیم) تخمین زده می شود. ارقام واقعی از Thiel و همکاران گرفته شده است. و ریگ و همکاران.هیچ گزارشی در مورد نیازهای انرژی واقعی الکتروسنتز مستقیم وجود ندارد. هیچ مطالعه ای در مورد نیازهای واقعی انرژی DE گزارش نشده است و تحقیقات بیشتری در این زمینه مورد نیاز است. انتظار می‌رود مصرف انرژی تئوری DE کمتر از فرآیند سنتی کلر قلیایی باشد. اما به دلیل مقدار نسبتاً بالایی از تقسیم آب که رخ می‌دهد. مصرف انرژی نظری به اندازه فرآیند EDBM کم نیست.

خرده فروشی سود پرک و علل ناکارآمدی انرژی تولید آن

یک ویژگی عملا جذاب DE ممکن است تعداد کمتر محفظه های الکترولیت و غشاء آن باشد. (علاوه بر این، عدم وجود BP)، که ممکن است. مصرف انرژی را با کاهش مقاومت اهمی در مقایسه با فرآیند EDBM کاهش دهد. در همان زمان، اگر H2 یک محصول جانبی اضافی باشد، جذابیت فرآیند DE افزایش می یابد. اکنون به کارایی انرژی فرآیند تولید سوزاننده که در بالا توضیح داده شد خواهیم پرداخت. جدول 1 مصرف انرژی ویژه را بر اساس عملکرد نظری و واقعی مقایسه می کند.

به طور کلی، علل ناکارآمدی انرژی (مصرف انرژی اضافی نسبت به حد ترمودینامیکی). را می توان تقریباً به دو دسته زیر تقسیم کرد. بازده ولتاژ: ولتاژ اضافی مورد نیاز برای فراتر رفتن. از نیروی محرکه ترمودینامیکی که تفاوت بین پتانسیل تعادل ترمودینامیکی دو واکنش نیمه سلولی است. ولتاژ اضافی از منابع مختلف مازاد پتانسیل و همچنین تلفات اهمی در سلول می آید. تلفات بیشتر نیز ممکن است رخ دهد، به عنوان مثال، به دلیل محدودیت در حمل و نقل انبوه واکنش دهنده ها.

سودپرک

شکل 2 انواع سود سوزآور

راندمان بالای فروش و تولید انواع سود سوز آور

در مورد فرآیند EDBM، یکی از تلفات اصلی ولتاژ از سد فعال سازی تقسیم آب. (پروتون ها و یون های هیدروکسید) در غشای دوقطبی سرچشمه می گیرد. برای فرآیند DE، انتظار می‌رود که ناکارآمدی اصلی ناشی از واکنش تکامل اکسیژن (OER) روی آند باشد. که به عنوان یک واکنش شدیداً مانع جنبشی در محیط‌های اسیدی شناخته شده است. راندمان جریان: جریان/بار اضافی مورد نیاز فراتر از استوکیومتری که توسط قانون فارادی دیکته شده است. به عنوان مثال به دلیل واکنش های جانبی، جریان های شنت یا عبور از غشاء.

برای یک فرآیند معمولی کلر-قلیایی، راندمان پایین فعلی عمدتاً به دلیل .OER به عنوان یک واکنش جانبی و انحلال کلر در محلول آندی (که هر دو باعث کاهش تولید کلر می‌شوند). و متقاطع یون‌های OH- (تولید سوزاننده را کاهش می‌دهد) است. در مورد DE، OER واکنش ایده آل روی آند است. در حالی که واکنش تکامل کلر واکنش اصلی رقابتی است که منجر به راندمان جریان پایین می شود. بنابراین، جهت‌های بالقوه برای بهبود بازده انرژی در طول تولید سوزاننده شامل بهینه‌سازی الکترود. (کاهش پتانسیل بیش از حد، بهبود انتخاب‌پذیری) و کاهش مقاومت غشا/الکترولیت، از جمله موارد دیگر است.

خرده فروشی سود پرک برای کاربرد های صنعتی وغیره

این جنبه ها در پاراگراف های بعدی به تفصیل توضیح داده خواهد شد. برای کاهش مقاومت غشا و الکترولیت، ما معتقدیم که تحقیقات باید به سمت طراحی سیستم پیشرفته هدایت شود. به عنوان مثال، برای کاهش تلفات اهمی در الکترولیت، یک ویژگی شناخته شده طراحی. به اصطلاح پیکربندی شکاف صفر است که در آن الکترودها بسیار نزدیک به غشاء قرار می گیرند. کاهش تلفات مربوط به غشاء را می توان با کاهش تعداد محفظه ها در فرآیند سودپرک به دست آورد.

با توجه به مساحت غشاء کوچکتر، انتظار می رود DE در عمل انرژی کمتری نسبت به EDBM مصرف کند. اخیراً هاشمی و همکاران. یک الکترولایزر میکروسیال پرینت سه بعدی بدون غشاء برای فرآیندهای تقسیم آب و کلر قلیایی معرفی شده است. اگرچه مصرف انرژی در این نشریه به تفصیل ذکر نشده است، تلفات اهمی در این نوع طراحی به حداقل می رسد. رویکرد میکروسیال تنها یک نمایش از پیشرفت‌های بالقوه بازده انرژی در طرح‌های الکترولیزر آینده است.

فرایند های الکترونی در ساخت سدیم هیدروکسید یا سود سوزآور

برای بهبود کارایی فعلی فرآیندهای DE یا EDBM، ماده آند باید به‌جای، برای پشتیبانی از طراحی شود. از نظر ترمودینامیکی نسبت به در شرایط استاندارد (1.23 در مقابل 1.36 V) برتر است، اما غلظت کلرید بالقوه بالا در آب نمک خوراک پتانسیل تعادل را به سمت پایین تغییر می دهد و این تفاوت را ضعیف می کند (به عنوان مثال، در شرایط کلر- قلیایی پتانسیل تعادل در حدود است.(1.21 V در مقابل SHE، به شکل 1 مراجعه کنید).

در عین حال، OER به عنوان یک فرآیند چهار الکترونی به طور جنبشی مانع می شود، بنابراین نیاز به توجه ویژه ای برای بهبود گزینش پذیری آن دارد. به عنوان مثال، و همکاران سینتیک و ترمودینامیک CLER/OER از ابتدا را بررسی کرده اند. و همکاران مفهوم مهار را بررسی کردند. تا به امروز، شناخته شده است که گزینش پذیری برای OER ذاتاً در pH بالا بالاتر است، اما به دلیل تولید مستقیم پروتون محلی (یا مصرف OH؛ همچنین واکنش را در شکل 1 ببینید).

سود سوزآور

شکل 3 نمونه سود پرک

نتیجه گیری از خرده فروشی سود پرک و مزیت های آن

از طرف دیگر، چگالی جریان بسیار کم یا بسیار زیاد به نفع است؛ با این حال، ارتباط عملی این شرایط محدود است. بنابراین، امیدوارکننده‌ترین راه‌حل‌ها برای این مشکلات انتخابی هنوز در توسعه کاتالیزورهای مناسب نهفته است. توسعه مکان‌های انتخابی سودپرک یا لایه‌های درپوش مسدودکننده کلرید (به عنوان مثال، از طریق یک لایه محافظ) معرفی شده است و ممکن است راه‌حلی مناسب برای دستیابی به انتخاب پذیری OER بالا ارائه دهد. آبه و همکاران. یک فیلم کمبود اکسیژن با نانولایه های اکسید منگنز نامنظم بر روی یک الکترود اکسید قلع دوپ شده با فلوئور (FTO) معرفی شد.