1। ক্লোর-অ্যালকালি শিল্পের মূল উত্পাদন প্রক্রিয়াটির ওভারভিউ
2। আয়ন ঝিল্লি বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া নীতি এবং সরঞ্জাম
3। ডায়াফ্রাম পদ্ধতি এবং পারদ পদ্ধতির ইতিহাস এবং সীমাবদ্ধতা
4। উপজাত চিকিত্সা এবং সংস্থান পুনর্ব্যবহারযোগ্য
5। প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন এবং শক্তি-সঞ্চয় প্রযুক্তির অগ্রগতি
6 .. পরিবেশগত চ্যালেঞ্জ এবং পরিষ্কার উত্পাদন প্রযুক্তি
1। মূল উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির ওভারভিউ
ক্লোর-অ্যালাকালি গাছপালা মৌলিক রাসায়নিক শিল্পের একটি ভিত্তি, সোডিয়াম ক্লোরাইড (ন্যাকএল) দ্রবণটির বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণের মাধ্যমে কাস্টিক সোডা (নাওএইচ), ক্লোরিন (সিএল₂), এবং হাইড্রোজেন (এইচ) উত্পাদন করে। গ্লোবাল ক্লোর-অ্যালকালি ক্ষমতার 90% এরও বেশি নিয়োগ করেআয়ন-এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি প্রক্রিয়া, পর্যায়ক্রমে ব্যবহার করে বাকিডায়াফ্রামএবংবুধ সেলপদ্ধতি।
2। আয়ন-এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি প্রক্রিয়া নীতি এবং সরঞ্জাম
মূল প্রক্রিয়া
পারফ্লুরিনেটেড আয়ন-এক্সচেঞ্জ মেমব্রেনগুলি, সালফোনিক অ্যাসিড কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির সাথে ফ্লুরোকার্বন চেইনের একটি মেরুদণ্ডের বৈশিষ্ট্যযুক্ত, জারা এবং রাসায়নিক অবক্ষয়ের বিরুদ্ধে উচ্চতর প্রতিরোধের প্রদর্শন করে, এমনকি উচ্চ অ্যাসিডিক (অ্যানোড) এবং ক্ষারীয় (ক্যাথোড) পরিবেশে স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখে। ঝিল্লি দক্ষতা আরও অনুকূল করার জন্য, প্রক্রিয়াটিতে উন্নত ব্রাইন প্রিট্রেটমেন্ট সিস্টেমগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, যেমন দ্বৈত-পর্যায়ের পরিস্রাবণ এবং আয়ন ক্রোমাটোগ্রাফি, যা আয়রন এবং সিলিকার মতো ট্রেস অমেধ্যকে সাব-পিপিবি স্তরগুলিতে হ্রাস করে, যার ফলে ঝিল্লি ফাউলিং প্রতিরোধ করে এবং অপারেশনাল জীবনকে 20-30%দ্বারা প্রসারিত করে। অতিরিক্তভাবে, তড়িৎ বিশ্লেষণ সিস্টেমের সংহত নকশাটি অ্যানোড-ক্যাথোড ফাঁককে 2 মিমি এরও কম নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়, ওহমিক প্রতিরোধকে হ্রাস করে এবং প্রচলিত ডিজাইনের তুলনায় অতিরিক্ত 5-8% দ্বারা শক্তি খরচকে আরও কমিয়ে দেয়। পরিশেষে, প্রক্রিয়াটি 50 পিপিএমের নীচে একটি ধারাবাহিক সোডিয়াম ক্লোরাইড সামগ্রী সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা কস্টিক সোডা অবিচ্ছিন্ন উত্পাদন সক্ষম করে, ডাউনস্ট্রিম ডিসলিনেশন পদক্ষেপের প্রয়োজনীয়তা দূর করে এবং ফার্মাসিউটিক্যালস, ইলেকট্রনিক্স এবং খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ শিল্পগুলিতে অ্যাপ্লিকেশনগুলির দাবিতে এটি আদর্শ করে তোলে।
মূল সরঞ্জাম
ইলেক্ট্রোলাইজার: বাইপোলার এবং মনোপোলার প্রকারগুলিতে শ্রেণিবদ্ধ। বাইপোলার ইলেক্ট্রোলাইজারগুলি উচ্চ ভোল্টেজের সাথে সিরিজে কাজ করে তবে কম জায়গা দখল করে, অন্যদিকে মনোপোলারগুলি উচ্চতর বর্তমানের সাথে স্বতন্ত্র রেকটিফায়ারগুলির প্রয়োজনের সাথে সমান্তরালে চলে। আধুনিক "জিরো-গ্যাপ" ডিজাইনগুলি বৈদ্যুতিন ব্যবধান হ্রাস করে<1 mm for further energy savings.
ব্রাইন পরিশোধন সিস্টেম: ঝিল্লি-ভিত্তিক সালফেট অপসারণ (যেমন, রুইপু ব্রাইন রিফাইনিং সিস্টেম) এবং চেলটিং রজন শোষণ Ca²⁺ এবং Mg²⁺ থেকে কমিয়ে দেয়<1 ppm, extending membrane lifespan.
ক্লোরিন এবং হাইড্রোজেন চিকিত্সা ইউনিট: ক্লোরিন শীতল করা হয় (12-15 ডিগ্রি) এবং পিভিসি উত্পাদনের সংক্ষেপণের আগে 98% H₂so₄ দিয়ে শুকানো হয়; হাইড্রোজেন শীতল, সংকুচিত এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড সংশ্লেষণের জন্য বা জ্বালানী হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
3। historical তিহাসিক প্রসঙ্গ এবং ডায়াফ্রাম এবং পারদ প্রক্রিয়াগুলির সীমাবদ্ধতা
ডায়াফ্রাম পদ্ধতির প্রক্রিয়া নীতি এবং historical তিহাসিক প্রয়োগ
ডায়াফ্রাম ইলেক্ট্রোলাইজার অ্যানোড এবং ক্যাথোড চেম্বারের মধ্যে শারীরিক বাধা হিসাবে একটি ছিদ্রযুক্ত অ্যাসবেস্টস ডায়াফ্রাম ব্যবহার করে। মূল নীতিটি হ'ল ডায়াফ্রামের ছিদ্র আকারের নির্বাচন (প্রায় 10 ~ 20 মাইক্রন) ব্যবহার করা ইলেক্ট্রোলাইট (এনএসিএল দ্রবণ) এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়, উত্পন্ন সিএল এবং এইচ গ্যাসগুলি মিশ্রণ থেকে রোধ করে। অ্যানোডে, সিএল ₂ সিএল (2cl⁻ - 2 e⁻ → Cl₂ ↑) উত্পন্ন করতে ইলেক্ট্রন হারায়; ক্যাথোডে, এইচও ও ওএইচ (2h₂o + 2 e⁻ → H₂ ↑ + 2}}}}}}}}}}}) উত্পন্ন করতে ইলেক্ট্রনগুলি অর্জন করে এবং Na⁺ এর সাথে একত্রিত হয় নাওএইচ গঠনের জন্য। যেহেতু অ্যাসবেস্টস ডায়াফ্রামটি এনএএর বিপরীত মাইগ্রেশনকে সম্পূর্ণরূপে অবরুদ্ধ করতে পারে না, ক্যাথোডে উত্পাদিত নাওএইচ দ্রবণটিতে প্রায় 1% ন্যাকএল থাকে, যার ঘনত্বের সাথে কেবল 10 ~ 12% থাকে এবং শিল্প প্রয়োজনগুলি পূরণের জন্য বাষ্পীভবন দ্বারা 30% এরও বেশি কেন্দ্রীভূত করা প্রয়োজন। এই প্রক্রিয়াটি 20 ম শতাব্দীর মাঝামাঝি থেকে শেষের দিকে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। চীন একবার মৌলিক রাসায়নিক কাঁচামালগুলির ঘাটতির সমস্যা সমাধানের জন্য এই প্রযুক্তির উপর নির্ভর করেছিল, তবে পরিবেশ সচেতনতার উন্নতির সাথে সাথে এর অন্তর্নিহিত ত্রুটিগুলি ধীরে ধীরে প্রকাশিত হয়েছিল।
ডায়াফ্রাম পদ্ধতির মারাত্মক ত্রুটি এবং নির্মূল প্রক্রিয়া
ডায়াফ্রাম পদ্ধতির তিনটি মূল অসুবিধাগুলি শেষ পর্যন্ত এর বিস্তৃত প্রতিস্থাপনের দিকে পরিচালিত করে:
উচ্চ শক্তি খরচ এবং কম দক্ষতা: অ্যাসবেস্টস ডায়াফ্রামের উচ্চ প্রতিরোধের কারণে, সেল ভোল্টেজটি 3.5 ~ 4.5 ভি হিসাবে বেশি, এবং টন ক্ষারীয় বিদ্যুতের খরচ 3000 ~ 3500 কিলোওয়াট, যা আয়ন ঝিল্লি পদ্ধতির চেয়ে 40 ~ 70% বেশি। এটি কেবল বিদ্যুতের কম দামের ক্ষেত্রগুলির জন্য উপযুক্ত;
অপর্যাপ্ত পণ্য বিশুদ্ধতা: এনএসিএল সমন্বিত পাতলা ক্ষারীয় দ্রবণটির জন্য অতিরিক্ত বাষ্পীভবন এবং বিশৃঙ্খলা প্রয়োজন, যা প্রক্রিয়া ব্যয়কে বাড়িয়ে তোলে এবং উচ্চ-শেষ ক্ষেত্রগুলিতে উচ্চ-বিশুদ্ধতা NaOH এর চাহিদা পূরণ করতে পারে না (যেমন অ্যালুমিনা দ্রবীভূতকরণ);
অ্যাসবেস্টস দূষণ সংকট: উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন অ্যাসবেস্টস ফাইবারগুলি সহজেই বায়ু এবং বর্জ্য জলে ছেড়ে দেওয়া হয়। দীর্ঘমেয়াদী এক্সপোজার ফুসফুসের ক্যান্সারের মতো রোগের দিকে পরিচালিত করে। ইন্টারন্যাশনাল এজেন্সি ফর রিসার্চ অন ক্যান্সার (আইএআরসি) 1987 সালের প্রথম দিকে এটি প্রথম শ্রেণির কার্সিনোজেন হিসাবে তালিকাভুক্ত করেছে। ২০১১ সালে চীন "শিল্প কাঠামোর সমন্বয় করার জন্য নির্দেশিকা" সংশোধন করেছে, যা স্পষ্টভাবে বলেছে যে সমস্ত ডায়াফ্রাম কস্টিক সোডা গাছপালা ২০১৫ সালের মধ্যে নির্মূল করা হবে, মোট ৫ মিলিয়ন টন\/বছরের বেশি উত্পাদন ক্ষমতা শাট ডাউন ডাউন।
বুধ বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া: উচ্চ বিশুদ্ধতার পিছনে পারদ বিষাক্ততা লুকানো বিপদ
প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য এবং পারদ পদ্ধতির historical তিহাসিক মান
বুধের পদ্ধতিটি বুধ ক্যাথোডের অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে উচ্চ-বিশুদ্ধতা কস্টিক সোডা উত্পাদন করার জন্য একসময় "উচ্চ-শেষ প্রক্রিয়া" ছিল। এর নীতিটি মোবাইল ক্যাথোড হিসাবে বুধ ব্যবহার করা। তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, না⁺ এবং পারদ সোডিয়াম অমলগাম (এনএ-এইচজি অ্যালোয়) গঠন করে এবং তারপরে সোডিয়াম অমলগাম 50% উচ্চ ঘন ঘন নওএইচ (এনএ-এইচজি + এইচওওও + এইচ ↑ + এইচজি) উত্পন্ন করার জন্য জলের সাথে প্রতিক্রিয়া জানায়, যা বাষ্পীভবন এবং ঘনত্ব ছাড়াই সরাসরি ব্যবহার করা যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটির উল্লেখযোগ্য সুবিধাটি হ'ল আউটপুট নওএইচ অত্যন্ত খাঁটি (ন্যাকএল সামগ্রী<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.
বুধ দূষণ বিপর্যয় এবং বৈশ্বিক নিষেধাজ্ঞার প্রক্রিয়া
পারদ পদ্ধতির মারাত্মক ত্রুটি হ'ল পারদের অপরিবর্তনীয় দূষণ:
বুধের বাষ্পের উদ্বায়ীকরণ: বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণ চলাকালীন পারদ বাষ্পের আকারে পালিয়ে যায় এবং কাজের পরিবেশে পারদ ঘনত্ব প্রায়শই কয়েক ডজন সময় স্ট্যান্ডার্ডকে ছাড়িয়ে যায়, যার ফলে শ্রমিকদের মধ্যে ঘন ঘন পারদ বিষের ঘটনা ঘটে (যেমন ১৯৫6 সালে জাপানে মিনামাতা রোগের ঘটনা, যা পারদ দূষণের কারণে হয়েছিল);
বর্জ্য জল স্রাবের ঝুঁকি: প্রায় 10-20 গ্রাম পারদ উত্পাদিত প্রতি টন জন্য হারিয়ে যায়, যা জলের দেহে প্রবেশের পরে মেথাইলমার্কুরিতে রূপান্তরিত হয় এবং বাস্তুতন্ত্রের ক্ষতি করার জন্য খাদ্য চেইনের মাধ্যমে সমৃদ্ধ হয়;
পুনর্ব্যবহারে অসুবিধা: যদিও পারদটি পাতন দ্বারা পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে তবে দীর্ঘমেয়াদী অপারেশন এখনও মাটিতে অতিরিক্ত পারদ সামগ্রীর দিকে পরিচালিত করে এবং প্রতিকারের ব্যয় বেশি। মিনামাতা কনভেনশন (২০১৩) এর বল প্রয়োগে প্রবেশের সাথে সাথে বিশ্বের 90% এরও বেশি দেশ ২০২০ সালের মধ্যে পারদ পদ্ধতিটি সরিয়ে নেওয়ার প্রতিশ্রুতি দিয়েছে। বিশ্বের বৃহত্তম ক্লোর-আফলি প্রযোজক হিসাবে, চীন ২০১ 2017 সালে বুধ প্রক্রিয়াটিকে পুরোপুরি নিষিদ্ধ করেছিল, "বুধ-কাস্টিক সোডাটিক সোডা" দূষণ চেইনকে সম্পূর্ণরূপে কেটে ফেলেছে এবং শিল্পের রূপান্তরকে প্রচার করে। আজ, ভারত ও পাকিস্তানের মতো কয়েকটি দেশই এখনও পারদ উত্পাদন ক্ষমতার ৫% এরও কম ধরে রাখে এবং মারাত্মক আন্তর্জাতিক পরিবেশগত চাপের মুখোমুখি হয়।
4। উপ-পণ্য পরিচালনা এবং সংস্থান পুনর্ব্যবহারযোগ্য
ক্লোরিনের উচ্চমূল্য ব্যবহার
বেসিক রাসায়নিক: পিভিসি উত্পাদন (ক্লোরিনের চাহিদার 30-40%) এবং প্রোপিলিন অক্সাইড সংশ্লেষণে ব্যবহৃত।
উচ্চ-শেষ অ্যাপ্লিকেশন: সেমিকন্ডাক্টর এচিং কমান্ডের জন্য শিল্প-গ্রেডের ক্লোরিনের দাম 5-8 গুণ বেশি কমান্ডের জন্য বৈদ্যুতিন-গ্রেড ক্লোরিন (99.999% বিশুদ্ধতার চেয়ে বেশি বা সমান)।
জরুরী চিকিত্সা: দুর্ঘটনাজনিত CL₂ একটি দ্বি-পর্যায়ের নাওএইচ স্ক্রাবার (15-20% ঘনত্ব) এ শোষিত হয়, নির্গমন নিশ্চিত করে<1 mg/m³.
হাইড্রোজেন পুনরুদ্ধার এবং ব্যবহার
হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড সংশ্লেষণ: পিকিং এবং ফার্মাসিউটিক্যালসের জন্য এইচসিএল উত্পাদন করতে সিএল ₂ এর সাথে প্রতিক্রিয়া জানিয়েছিল।
সবুজ শক্তি: শুদ্ধ হাইড্রোজেন জ্বালানী জ্বালানী কোষ বা অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণ, একটি উদ্ভিদ হাইড্রোজেন ইন্টিগ্রেশনের মাধ্যমে কার্বন পদচিহ্নগুলি 60% হ্রাস করে।
সুরক্ষা নিয়ন্ত্রণ: হাইড্রোজেন পাইপলাইনগুলি বিস্ফোরণ রোধে রিয়েল-টাইম এইচ\/সিএল ₂ বিশুদ্ধতা পর্যবেক্ষণ সহ শিখা গ্রেপ্তার এবং চাপ ত্রাণ ডিভাইসগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে।
5 .. প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন এবং শক্তি-সঞ্চয় প্রযুক্তি
অক্সিজেন ক্যাথোড প্রযুক্তি
নীতি: অক্সিজেন হ্রাসের সাথে হাইড্রোজেন বিবর্তনকে প্রতিস্থাপন করা সেল ভোল্টেজকে {{0}}। 8–1.0 ভি দ্বারা কমিয়ে দেয়, শক্তি খরচ হ্রাস করে<1500 kWh/ton NaOH while co-producing hydrogen peroxide (H₂O₂).
আবেদন: বেইজিং ইউনিভার্সিটি অফ কেমিক্যাল টেকনোলজির 50, 000- টন\/বছরের উদ্ভিদ 30% বিদ্যুৎ সঞ্চয় অর্জন করেছে।
উচ্চ-বর্তমান ঘনত্বের ইলেক্ট্রোলাইজার
অগ্রগতি: 4 কেএ\/এম² থেকে 6 কেএ\/এম² থেকে বর্তমান ঘনত্ব বাড়ানো সক্ষমতা 30%বৃদ্ধি করে, আসাহি কাসেই (জাপান) এবং থাইসেনক্রুপ (জার্মানি) দ্বারা বাণিজ্যিকীকরণ করা।
ডিজিটাল রূপান্তর
বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা: AI algorithms optimize current efficiency to >96% এবং সাথে ঝিল্লির জীবনকাল পূর্বাভাস<5% error, reducing costs by ¥80/ton at one plant.
এআই-চালিত পরিদর্শন: হ্যাংজহু-ভিত্তিক রাসায়নিক উদ্ভিদগুলি ক্লোরিন সুবিধাগুলি পরিদর্শন করতে এআই-সজ্জিত রোবট ব্যবহার করে, টেফলন টিউব ব্লকগুলি সনাক্ত করতে 99.99% নির্ভুলতা অর্জন করে।
6 .. পরিবেশগত চ্যালেঞ্জ এবং পরিষ্কার উত্পাদন প্রযুক্তি
বর্জ্য জল চিকিত্সা
ডিক্লোরিনেশন: ভ্যাকুয়াম ডিক্লোরিনেশন (অবশিষ্টাংশ ₂<50 ppm) and ion exchange recover NaCl with >95% পুনঃব্যবহার।
শূন্য তরল স্রাব (জেডএলডি): মাল্টি-এফেক্ট বাষ্পীভবন (এমভিআর) জিনজিয়াং এবং শানডংয়ে প্রয়োগ করা শিল্প লবণের স্ফটিক করে।
নিষ্কাশন গ্যাস চিকিত্সা
সালফিউরিক অ্যাসিড কুয়াশা নিয়ন্ত্রণ: Electrostatic precipitators (>99% দক্ষতা) এবং ভেজা স্ক্রাবিং জিবি 16297-2025 নির্গমন মান পূরণ করে।
বুধ দূষণ প্রতিরোধ: ইউনানান সল্ট এবং হাহুয়া ইউহং পারদ-মুক্ত অনুঘটক গবেষণা ও উন্নয়নের জন্য রাষ্ট্রীয় তহবিল গ্রহণ করে স্বল্প-মার্চুরি অনুঘটকদের পদোন্নতি দেওয়া হয়।
কঠিন বর্জ্য ব্যবস্থাপনা
ঝিল্লি পুনর্ব্যবহারযোগ্য: Closed-loop recovery of precious metals (titanium, ruthenium) achieves >98% দক্ষতা।
লবণ স্ল্যাজ ব্যবহার: কার্বাইড স্ল্যাগের 100% ব্যাপক ব্যবহারের সাথে নির্মাণ সামগ্রী বা ল্যান্ডফিল কভারগুলিতে ব্যবহৃত।
