Relação entre a concentração de alcalino produzida pela membrana iônica e a concentração da água salgada que entra no sistema
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A corrente no elétrodo de cloração permanece constante, a quantidade de água adicionada ao cátodo também não muda, assim como a quantidade de sal que entra no sistema e a quantidade de sal que é reciclado. Ou seja, todas as taxas de fluxo e a corrente elétrica permanecem inalteradas. Eu apenas mudei a concentração do sal que entra no sistema. Teoricamente, como a corrente elétrica não muda, o KItnℓ também não mudará. Portanto, minha produção de álcali deve permanecer constante. No entanto, ao aumentar a concentração do sal que entra no sistema, a água resultante fica mais diluída (ou seja, a concentração da água diluída aumenta). Mas, na realidade, a concentração do álcali continua a aumentar. Será que isso se deve ao fato de que menos moléculas de água passam juntamente com os íons de sódio, fazendo com que a concentração aumente? Será que há muitos íons de sódio gerados por eletrólise? O fator de eficiência elétrica também aumentou com o aumento da concentração de sal na água?
Porque cada íon de sódio, ao passar pela membrana iônica, leva consigo de 4 a 5 moléculas de água até o cátodo. Acho que, à medida que a concentração da água salgada na saída aumenta, a umidade da membrana diminui, e, consequentemente, a quantidade de água que penetra também diminui. Portanto, pode ser que o aumento da concentração de sal em sua região seja a causa do aumento da concentração alcalina.
A concentração da água salgada que entra no tanque não pode ser muito alta, pois isso faz com que a membrana iônica forme bolhas. Além disso, quanto aumentou a concentração da água salgada em relação ao valor anterior? E quanto aumentou a concentração do álcali?
Quando falo em aumento da concentração, claro que me refiro a um aumento que fica dentro dos limites de controle.
Assim, provavelmente não será muito evidente; caso contrário, basta aumentar a concentração da água salgada que entra no canal. Como a corrente elétrica é constante, o número de elétrons que passam pelo elétrodo também deve ser constante. Dessa forma, a quantidade de hidrogênio produzido também será constante. Mesmo que haja mais íons de sódio passando pela membrana iônica, o equilíbrio das substâncias não será alterado. Você pode verificar o consumo de energia do elétrodo ao longo de alguns dias. Se a concentração de álcali for alta, o consumo de energia certamente será maior.
Na produção real, de fato ocorre um aumento na concentração da água salgada que entra no sistema (quando o fluxo dessa água permanece constante). Por exemplo, de 300 g/l para 302 g/l; assim, a concentração de hidróxido de sódio também aumenta. 2. A vazão que entra no canal aumenta (a concentração da água salgada que entra no canal permanece constante), e a concentração de cáustico aumenta. Nestas duas situações, acredito que, em qualquer um dos casos, os íons de sódio na água salgada aumentam. Consequentemente, a quantidade de íons de sódio que passam através da membrana iônica também aumenta, o que acaba levando a um aumento na concentração de soda cáustica.
A corrente elétrica permanece constante; portanto, a soma da migração dos íons Na e OH também não muda! Se não se levar em conta a eficiência da corrente, ou seja, se os íons OH não mudarem, então os íons Na também não sofrerão nenhuma alteração! A única coisa que mudou foi a quantidade de eletromigração da água! Claro, com o aumento da concentração de sal na água, a contração da membrana também faz com que a eficiência da corrente elétrica aumente ligeiramente!
Só olhando para a concentração pode-se obter esse resultado, mas e a produção real, a eficiência energética e o consumo de energia por tonelada de álcali? Acho que o consumo de energia por tonelada de álcali é o melhor indicador para avaliar o desempenho; os outros fatores não são tão completos
Pessoalmente, acho que é devido à diminuição da difusão por gradiente de concentração da água que não está ligada aos íons de sódio. O aumento da concentração do líquido no ânodo tem pouco efeito sobre a camada de ácidos carboxílicos em relação à camada de ácidos sulfônicos. Como é a camada de ácidos carboxílicos que determina a eficiência da corrente, é possível que haja menos íons de sódio presentes. No entanto, acredita-se que essa redução não será muito significativa; caso contrário, a tensão no tanque aumentaria e a eficiência da corrente diminuiria. A água da câmara anódica também pode migrar para a câmara catódica durante a parada, e acho que esse fenômeno também ocorre quando há corrente elétrica. Como a concentração do líquido do ânodo aumenta, pode-se entender que a concentração de água diminui, e, consequentemente, a quantidade de migração também diminui. Diz-se que também existem canais de água específicos na membrana iônica. Quanto à questão de saber se os íons de sódio passam mais pela membrana iônica, acho que seria útil fazer uma comparação entre a diferença de concentração nas entradas e saídas do ânodo antes e depois da regulação da concentração.