کلور-الکالی پلانٹ کے بنیادی پیداوار کے عمل اور اصول کیا ہیں؟

1. کلور-الکالی صنعت کے بنیادی پیداوار کے عمل کا جائزہ

2. آئن جھلی الیکٹرولیسس عمل کے اصول اور سامان

3. تاریخ اور ڈایافرام کے طریقہ کار اور پارا کے طریقہ کار کی حدود

4. ضمنی مصنوعات کا علاج اور وسائل کی ری سائیکلنگ

5. عمل کو بہتر بنانے اور توانائی کی بچت والی ٹکنالوجی کی پیشرفت

6. ماحولیاتی چیلنجز اور صاف ستھری پیداوار کی ٹیکنالوجی

1. بنیادی پیداوار کے عمل کا جائزہ 

بنیادی کیمیائی صنعت کا ایک سنگ بنیاد ، سوڈیم کلورائد (NACL) حل کے الیکٹرویلیسس کے ذریعے کلور-الکالی پودوں کاسٹک سوڈا (NaOH) ، کلورین (Cl₂) ، اور ہائیڈروجن (H₂) پیدا کرتے ہیں۔ 90 ٪ سے زیادہ عالمی کلور-الکالی صلاحیت میں ملازمت کرتی ہےآئن ایکسچینج جھلی کا عمل، باقی مرحلہ وار آؤٹ کا استعمال کرتے ہوئےڈایافراماورمرکری سیلطریقے

2. آئن ایکسچینج جھلی کے عمل کے اصول اور سامان

بنیادی طریقہ کار

پرفلوورینیٹڈ آئن ایکسچینج جھلیوں ، جس میں سلفونک ایسڈ فنکشنل گروپوں کے ساتھ فلورو کاربن چین کی ریڑھ کی ہڈی کی خاصیت ہے ، سنکنرن اور کیمیائی انحطاط کے لئے اعلی مزاحمت کا مظاہرہ کرتے ہیں ، یہاں تک کہ انتہائی تیزابیت (انوڈ) اور الکلائن (کیتھڈ) ماحول میں بھی مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھتے ہیں۔ جھلی کی کارکردگی کو مزید بہتر بنانے کے ل the ، اس عمل میں جدید نمکین نمکین نظام کو شامل کیا گیا ہے ، جیسے ڈوئل اسٹیج فلٹریشن اور آئن کرومیٹوگرافی ، جو آئرن اور سلکا جیسی نالیوں کو ذیلی پی پی بی کی سطح تک کم کرتے ہیں ، اس طرح جھلیوں کو روکنے اور آپریشنل زندگی کو 20-30 فیصد تک روکتا ہے۔ مزید برآں ، الیکٹرولیسس سسٹم کا مربوط ڈیزائن انوڈ-کیتھوڈ گیپ کو 2 ملی میٹر سے بھی کم تک کے عین مطابق ضابطے کی اجازت دیتا ہے ، روایتی ڈیزائنوں کے مقابلے میں اوہمک مزاحمت کو کم سے کم اور توانائی کی کھپت کو مزید 5-8 فیصد تک کم کرتا ہے۔ آخر میں ، یہ عمل 50 پی پی ایم کے نیچے مستقل سوڈیم کلورائد مواد کے ساتھ اعلی طہارت کاسٹک سوڈا کی مسلسل پیداوار کو قابل بناتا ہے ، جس سے بہاو صاف کرنے والے اقدامات کی ضرورت کو ختم کیا جاتا ہے اور اسے دواسازی ، الیکٹرانکس ، اور فوڈ پروسیسنگ انڈسٹریز میں ایپلی کیشنز کا مطالبہ کرنے کے لئے مثالی بناتا ہے۔

کلیدی سامان

الیکٹرولائزرز: بائپولر اور اجارہ داری کی اقسام میں درجہ بندی۔ بائپولر الیکٹرولائزر اعلی وولٹیج کے ساتھ سیریز میں کام کرتے ہیں لیکن کم جگہ پر قبضہ کرتے ہیں ، جبکہ اجارہ داری اعلی موجودہ کے متوازی طور پر چلتی ہے جس میں آزادانہ اصلاحات کی ضرورت ہوتی ہے۔ جدید "صفر گیپ" ڈیزائن الیکٹروڈ وقفہ کاری کو کم کرتے ہیں<1 mm for further energy savings.

نمکین صاف نظام: جھلی پر مبنی سلفیٹ کو ہٹانا (جیسے ، روپو برائن ریفائننگ سسٹم) اور چیلیٹنگ رال جذب کو CA²⁺ اور Mg²⁺ سے کم کریں<1 ppm, extending membrane lifespan.

کلورین اور ہائیڈروجن ٹریٹمنٹ یونٹ: پیویسی کی تیاری کے لئے کمپریشن سے پہلے کلورین کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے (12-15 ڈگری) ہائیڈروجن ٹھنڈا ، کمپریسڈ ، اور ہائیڈروکلورک ایسڈ ترکیب یا ایندھن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

3. تاریخی سیاق و سباق اور ڈایافرام اور پارا کے عمل کی حدود

ڈایافرام کے طریقہ کار کا عمل اصول اور تاریخی اطلاق
ڈایافرام الیکٹرولائزر انوڈ اور کیتھوڈ چیمبرز کے مابین جسمانی رکاوٹ کے طور پر ایک غیر محفوظ ایسبیسٹوس ڈایافرام کا استعمال کرتا ہے۔ بنیادی اصول یہ ہے کہ ڈایافرام (تقریبا 10 ~ 20 مائکرون) کے تاکنا سائز کی انتخابی استعمال کو استعمال کرنا ہے تاکہ الیکٹرویلیٹ (NACL حل) کو گزرنے کی اجازت دی جاسکے ، جبکہ پیدا شدہ CL₂ اور H₂ گیسوں کو اختلاط سے روکا جائے۔ انوڈ میں ، CL⁻ Cl₂ (2Cl⁻ - 2 E⁻ → Cl₂ ↑) پیدا کرنے کے لئے الیکٹرانوں کو کھو دیتا ہے۔ کیتھوڈ میں ، H₂O H₂ اور OH⁻ (2h₂o + 2} e⁻ → H₂ {+ 2 OH⁻) پیدا کرنے کے لئے الیکٹرانوں کو حاصل کرتا ہے ، اور OH⁻ NaOH کی تشکیل کے لئے Na⁺ کے ساتھ جوڑتا ہے۔ چونکہ ایسبیسٹوس ڈایافرام NA⁺ کے الٹ ہجرت کو مکمل طور پر روک نہیں سکتا ہے ، لہذا کیتھوڈ میں پیدا ہونے والے NAOH حل میں تقریبا 1 ٪ NACL ہوتا ہے ، جس میں صرف 10 ~ 12 ٪ کی حراستی ہوتی ہے ، اور صنعتی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے بخارات کے ذریعہ 30 فیصد سے زیادہ تک مرتکز ہونے کی ضرورت ہے۔ یہ عمل 20 ویں صدی کے وسط سے دیر سے استعمال ہوا تھا۔ چین نے ایک بار بنیادی کیمیائی خام مال کی کمی کے مسئلے کو حل کرنے کے لئے اس ٹکنالوجی پر انحصار کیا تھا ، لیکن ماحولیاتی بیداری کی بہتری کے ساتھ ، اس کے موروثی نقائص کو آہستہ آہستہ بے نقاب کیا گیا۔

ڈایافرام کے طریقہ کار کے مہلک نقائص اور خاتمے کا عمل
ڈایافرام کے طریقہ کار کے تین بنیادی نقصانات بالآخر اس کے جامع متبادل کا باعث بنے۔
اعلی توانائی کی کھپت اور کم کارکردگی: ایسبیسٹوس ڈایافرام کی اعلی مزاحمت کی وجہ سے ، سیل وولٹیج 3.5 ~ 4.5V تک زیادہ ہے ، اور فی ٹن ٹن الکالی 3000 ~ 3500 کلو واٹ ہے ، جو آئن جھلی کے طریقہ کار سے 40 ~ 70 ٪ زیادہ ہے۔ یہ صرف بجلی کی کم قیمتوں والے علاقوں کے لئے موزوں ہے۔

ناکافی مصنوعات کی پاکیزگی: NACL پر مشتمل پتلا الکلی حل کو اضافی بخارات اور صاف کرنے کی ضرورت ہے ، جس سے عمل کی لاگت میں اضافہ ہوتا ہے اور وہ اعلی کے آخر والے شعبوں (جیسے الومینا تحلیل) میں اعلی طہارت NAOH کی طلب کو پورا نہیں کرسکتے ہیں۔
ایسبیسٹوس آلودگی کا بحران: ایسبیسٹوس ریشوں کو پیداواری عمل کے دوران آسانی سے ہوا اور گندے پانی میں چھوڑ دیا جاتا ہے۔ طویل مدتی نمائش پھیپھڑوں کے کینسر جیسی بیماریوں کا باعث بنتی ہے۔ بین الاقوامی ایجنسی برائے ریسرچ آن کینسر (IARC) نے اسے 1987 کے اوائل میں کلاس I کارسنجن کے طور پر درج کیا تھا۔ 2011 میں ، چین نے "صنعتی ڈھانچے کی ایڈجسٹمنٹ کے لئے رہنما خطوط" پر نظر ثانی کی ، جس میں واضح طور پر کہا گیا ہے کہ 2015 تک تمام ڈایافرام کاسٹک سوڈا پودوں کو ختم کیا جائے گا ، جس میں مجموعی طور پر 5 ملین سے زیادہ ٹن\/پیداوار کی صلاحیت بند ہے۔

مرکری الیکٹرولیسس عمل: پارا زہریلا پوشیدہ خطرہ اعلی طہارت کے پیچھے خطرات
تکنیکی خصوصیات اور پارے کے طریقہ کار کی تاریخی قدر
مرکری کیتھڈ کی منفرد خصوصیات کی وجہ سے ایک بار پارا کا طریقہ اعلی طہارت کاسٹک سوڈا تیار کرنے کے لئے "اعلی کے آخر میں عمل" تھا۔ اس کا اصول مرکری کو موبائل کیتھوڈ کے طور پر استعمال کرنا ہے۔ الیکٹرولیسس کے عمل کے دوران ، نا اور مرکری نے سوڈیم املگام (این اے ایچ جی مصر دات) کی تشکیل کی ہے ، اور پھر سوڈیم امالگام پانی کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرتا ہے تاکہ 50 ٪ اعلی حرکات NaOH (Na-Hg + H₂O → NaOH + H₂ ↑ + Hg) پیدا کیا جاسکے ، جو بغیر کسی بخارات اور حراستی کے براہ راست استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس عمل کا اہم فائدہ یہ ہے کہ آؤٹ پٹ NAOH انتہائی خالص ہے (NACL مواد<0.001%), which is particularly suitable for industries such as pharmaceuticals and chemical fibers that have strict requirements on alkali purity. In the middle of the 20th century, this process was widely adopted in Europe, America, Japan and other countries. The Japanese chlor-alkali industry once relied on the mercury method to occupy 40% of the global high-end caustic soda market.

مرکری آلودگی کی تباہی اور عالمی پابندی کا عمل
پارے کے طریقہ کار کی مہلک خامی پارا کی ناقابل واپسی آلودگی ہے:
پارا بخارات کی اتار چڑھاؤ: پارا الیکٹرولیسس کے دوران بخارات کی شکل میں فرار ہوجاتا ہے ، اور کام کرنے والے ماحول میں پارے کی حراستی اکثر درجنوں بار معیار سے تجاوز کرتی ہے ، جس کے نتیجے میں مزدوروں میں بار بار پارے کی زہر آلودگی واقع ہوتی ہے (جیسے 1956 میں جاپان میں منماٹا بیماری کا واقعہ ، جو مرکری کی آلودگی کی وجہ سے ہوتا تھا)۔

گندے پانی کے خارج ہونے والے خطرات: تقریبا 10-20 گرام پارے کی ہر ٹن میں پیدا ہونے والی ہر ٹن کے لئے ضائع ہوجاتا ہے ، جو پانی کے جسم میں داخل ہونے کے بعد میتھیلمرکوری میں تبدیل ہوجاتا ہے ، اور ماحولیاتی نظام کو نقصان پہنچانے کے لئے کھانے کی زنجیر سے افزودہ ہوتا ہے۔
ری سائیکلنگ میں دشواری: اگرچہ مرکری کو آسون کے ذریعہ بازیافت کیا جاسکتا ہے ، لیکن طویل مدتی آپریشن اب بھی مٹی میں پارے کی ضرورت سے زیادہ مواد کا باعث بنتا ہے ، اور تدارک کی قیمت زیادہ ہے۔ مینامتا کنونشن (2013) کے داخلے کے ساتھ ہی ، دنیا کے 90 فیصد سے زیادہ ممالک نے 2020 تک پارے کے طریقہ کار کو ختم کرنے کا وعدہ کیا ہے۔ دنیا کے سب سے بڑے کلور الکالی پروڈیوسر کی حیثیت سے ، چین نے 2017 میں مرکری کے عمل پر مکمل طور پر پابندی عائد کردی تھی ، جس نے "مرکری-کاسٹک سوڈا" کو ایک واحد عمل کو مکمل طور پر ختم کردیا ہے۔ آج ، صرف چند ممالک جیسے ہندوستان اور پاکستان اب بھی پارا کی پیداواری صلاحیت کے 5 ٪ سے بھی کم برقرار رکھتے ہیں اور انہیں بین الاقوامی ماحولیاتی دباؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

4. پروڈکٹ مینجمنٹ اور ریسورس ری سائیکلنگ

کلورین کا اعلی قدر کا استعمال

بنیادی کیمیکل: پیویسی کی پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے (کلورین کی طلب کا 30–40 ٪) اور پروپیلین آکسائڈ ترکیب۔

اعلی کے آخر میں درخواستیں: سیمیکمڈکٹر اینچنگ کمانڈز کے لئے صنعتی گریڈ کلورین کی قیمت 5-8 گنا کمانڈز کے لئے الیکٹرانک گریڈ کلورین (99.999 ٪ طہارت سے زیادہ یا اس کے برابر)۔

ہنگامی علاج: حادثاتی CL₂ دو مرحلے میں NaOH اسکربر (15–20 ٪ حراستی) میں جذب ہوتا ہے ، جس سے اخراج کو یقینی بنایا جاتا ہے<1 mg/m³.

ہائیڈروجن کی بازیابی اور استعمال

ہائیڈروکلورک ایسڈ ترکیب: اچار اور دواسازی کے لئے ایچ سی ایل تیار کرنے کے لئے سی ایل کے ساتھ رد عمل کا اظہار کیا۔

سبز توانائی: صاف شدہ ہائیڈروجن ایندھن کے خلیوں یا امونیا ترکیب کو ایندھن کے ساتھ ، جس میں ایک پلانٹ ہائیڈروجن انضمام کے ذریعہ کاربن کے فوٹ پرنٹ کو 60 ٪ تک کم کرتا ہے۔

سیفٹی کنٹرول: ہائیڈروجن پائپ لائنوں میں دھماکوں کو روکنے کے لئے ریئل ٹائم H₂\/CL₂ طہارت کی نگرانی کے ساتھ شعلہ گرفتاریوں اور دباؤ سے متعلق امدادی آلات شامل ہیں۔

5. عمل کی اصلاح اور توانائی کی بچت والی ٹیکنالوجیز

آکسیجن کیتھوڈ ٹکنالوجی

اصول: آکسیجن میں کمی کے ساتھ ہائیڈروجن ارتقاء کی جگہ لے جانے سے سیل وولٹیج کو {{0}}}. 8-1.0 V کے ذریعہ کم کرتا ہے ، توانائی کی کھپت کو کم کرنا<1500 kWh/ton NaOH while co-producing hydrogen peroxide (H₂O₂).

درخواست: بیجنگ یونیورسٹی آف کیمیکل ٹکنالوجی کی 50 ، 000- ٹن\/سال کے پلانٹ نے 30 ٪ بجلی کی بچت حاصل کی۔

اعلی موجودہ کثافت الیکٹرولائزرز

ترقی: موجودہ کثافت کو 4 کا\/ایم اے سے بڑھا کر 6 کا\/ایم اے کی گنجائش میں 30 فیصد کا اضافہ ہوتا ہے ، جو آساہی کیسی (جاپان) اور تھیسن کرپپ (جرمنی) کے ذریعہ تجارتی بنایا گیا ہے۔

ڈیجیٹل تبدیلی

ذہین کنٹرول سسٹم: AI algorithms optimize current efficiency to >96 ٪ اور اس کے ساتھ جھلی کی زندگی کی پیش گوئی کریں<5% error, reducing costs by ¥80/ton at one plant.

اے آئی سے چلنے والا معائنہ: ہانگجو میں مقیم کیمیائی پلانٹس کلورین کی سہولیات کا معائنہ کرنے کے لئے اے آئی لیس روبوٹ کا استعمال کرتے ہیں ، جس سے ٹیفلون ٹیوب رکاوٹوں کا پتہ لگانے میں 99.99 فیصد درستگی حاصل ہوتی ہے۔

6. ماحولیاتی چیلنجز اور صاف پروڈکشن ٹیکنالوجیز

گندے پانی کا علاج

dechlorination: ویکیوم ڈیکلورینیشن (بقایا کل₂<50 ppm) and ion exchange recover NaCl with >95 ٪ دوبارہ استعمال۔

صفر مائع خارج ہونے والا مادہ (ZLD): ملٹی اثر بخارات (ایم وی آر) صنعتی نمک کو کرسٹالائز کرتا ہے ، جو سنکیانگ اور شینڈونگ میں لاگو ہوتا ہے۔

راستہ گیس کا علاج

سلفورک ایسڈ دوبد کنٹرول: Electrostatic precipitators (>99 ٪ کارکردگی) اور گیلے اسکربنگ سے ملنے والے GB 16297-2025 اخراج کے معیارات۔

مرکری آلودگی سے بچاؤ: کم مرکری کے کاتالسٹس کو فروغ دیا جاتا ہے ، جس میں یونان نمک اور ہاوہوا یوہانگ نے مرکری فری کیٹیلیسٹ آر اینڈ ڈی کے لئے ریاستی فنڈز وصول کیے ہیں۔

ٹھوس فضلہ کا انتظام

جھلی کی ری سائیکلنگ: Closed-loop recovery of precious metals (titanium, ruthenium) achieves >98 ٪ کارکردگی۔

نمک کیچڑ کا استعمال: کاربائڈ سلیگ کے 100 ٪ جامع استعمال کے ساتھ ، تعمیراتی مواد یا لینڈ فل کور میں استعمال کیا جاتا ہے۔