现代化学工业的核心是氯碱电解，这是一种不可或缺的工艺，通过它可以获得各种应用所需的重要原材料。这项工艺技术之所以重要，主要是因为它可以高效地生产钠离子 (Na+)、氯离子 (Cl-) 和氢氧根离子 (OH-)，这些离子是生产塑料、药品和纺织工业不可或缺的重要原材料。
在氯碱电解过程中，使用直流电压将氯化钠溶液分离成元素氯和氢氧化钠；同时产生氢气。由于整个工艺的效率和安全性在很大程度上取决于精确的控制机制和所使用膜技术的稳定性，因此专家们对这些技术复杂的电解槽的功能尤为重视。
氯碱电解中的LiquiSonic®测量系统
LiquiSonic®测量技术可用于氯碱电解的各个工艺阶段。客户的主要收益是降低原材料和能源消耗，提高产量。
LiquiSonic®系统
LiquiSonic®系统有三种型号：
LiquiSonic®20、LiquiSonic®30 和LiquiSonic®40。
LiquiSonic®30 是一种高性能系统，包括一个控制器，最多可连接四个传感器。传感器可用于不同的测量点。
LiquiSonic®20 是一种功能较少的变体，可连接一个传感器。
LiquiSonic®40 可同时测定混合物中的两种浓度。为此，第二个物理测量值与声速相结合。在氯碱电解过程中，LiquiSonic®40 系统通常包含一个电导率传感器作为第二个物理变量。
测量原理
LiquiSonic®测量技术可分析液体参数，如浓度或密度，检测相变并用于反应跟踪。
测量原理基于液体中声速的测定。超声波发射器和接收器之间的距离 (d) 在设计上是恒定的，因此可以通过测量传输时间 (t) 计算出声速 (v)（v = d/t）。由于声速取决于物质的浓度，因此可以利用函数关系来计算浓度。
声速测量与液体的透明度无关，具有测量精度高、重现性好和稳定性强的特点。除声速测量外，LiquiSonic®传感器还集成了高精度、快速的温度测量功能，用于温度补偿。在许多应用中，这比传统的测量方法更具优势。
传感器
LiquiSonic®传感器可在预定范围内连续测量浓度和温度。过程数据每秒更新一次。
与液体接触的传感器部件由不锈钢或哈氏合金 C-2000 等耐腐蚀材料制成，或涂有哈拉尔或 PFA 涂层。
传感器中还集成了各种附加功能，如流量监控器（流量/停止）或干/湿监控器（满/空管），使过程控制更加完善。
特殊的LiquiSonic®高性能技术可确保稳定的测量结果，即使在出现气泡或信号被工艺液体强烈衰减的情况下也是如此。
氯碱电解是如何进行的？
氯碱电解是一种重要的技术工艺，用于生产氯、氢和苛性钠（氢氧化钠）等基本化学品。电解液是氯化钠（盐）水溶液。在特殊材料制成的电极上施加电压。这一过程会将阳极的氯离子氧化成氯，而水则在阴极被还原成氢离子和氢氧根离子。这些氢氧根离子与溶液中的钠离子反应生成烧碱。氯碱电解是一种非常高效的工艺，因其快速、可靠、成本效益高而广泛应用于许多行业，并为各种工业应用提供必需的化学品。
通过电流， 盐（NaCl）被分解成氯（Cl2）、烧碱（NaOH）和氢（H2）。
氯碱电解采用什么工艺？
主要有两种工艺：隔膜工艺和膜工艺。
两种过程发生的电化学反应相同：NaCl流入电池的阳极槽，Cl2在阳极槽中沉积为氯气。然后，溶液继续进入阴极室，在那里生成H2和NaOH。
隔膜法工艺说明：
在隔膜法中，阳极和阴极之间使用多孔隔膜（隔离墙）。它可以进行离子交换，但可以防止氯和氢氧化钠溶液混合。使用盐溶液作为电解质，阳极释放氯，阴极产生氢和氢氧化钠。不过，与其他方法相比，这种工艺的氢氧化钠质量较低。
膜法工艺说明：
该工艺使用特殊的离子渗透膜，可阻挡氯离子，但允许钠离子通过。这导致在阳极形成氯，在阴极形成氢氧化钠和氢。
在这两种工艺中，膜和隔膜的成本都很高。LiquiSonic®测量技术用于精确测量阴极溶液的浓度，以发现并解决电解槽中的任何低效问题。这确保了膜的最佳使用寿命。
根据所用方法的不同，电解液可以是 NaOH 溶液（膜法）或 NaOH-NaCl 溶液（隔膜法）。使用LiquiSonic®40 测量系统可以测量 3 组分混合物的浓度，其中超声波传感器与电导率传感器相结合。
您的优势
通过连续记录过程中的浓度，最大限度地提高电解槽的效率
节约能源，优化消耗
减少耗时的比较分析
延长膜的使用寿命
烧碱的浓缩
氯碱电解是在电能的作用下将氯化钠（普通盐）转化为氯、氢和烧碱（氢氧化钠）的过程。在此过程中，钠离子（Na+）向带负电荷的阴极移动，氯离子（Cl-）向带正电荷的阳极移动。氯离子在阳极发生氧化，释放出氯。在阴极，水被还原成氢离子和氢氧根离子。这些氢氧根离子与钠离子反应生成烧碱。这种工艺有不同的变体，例如汞齐法，即在阴极形成钠汞齐，然后在另一个阶段进一步处理，形成烧碱、氢气和汞。无论采用哪种工艺，得到的烧碱通常都会通过蒸发浓缩，以达到更高的浓度。
可销售的烧碱（NaOH）浓度通常在 45 m% 到 50 m% 之间。由于从电解槽中提取的 NaOH 浓度范围仅在 12 m% 到 33 m% 之间，因此要在多体蒸发器中进行浓缩。
如果溶液中同时含有NaCl和NaOH（隔膜工艺），苛性碱溶液中多余的盐在蒸发过程中会在蒸发器中析出晶体。这样，NaOH 的浓度就会达到 45 m% 到 50 m%。
LiquiSonic®测量技术可随时连续测定蒸发器后苛性钠溶液的浓度。还可监测烧碱溶液随后稀释到定制产品浓度的情况。
您的优势
持续监控烧碱浓度
降低蒸发过程中的能源成本
氯气干燥
氯气的干燥是氯气生产中的一个重要步骤。这一过程包括去除氯气中的水分，使其适合工业应用。干燥是通过物理方法进行的，如冷却和冷凝气体，或使用干燥剂，如浓硫酸或分子筛。这些技术可确保氯处于纯净和干燥的状态。虽然氯气干燥是一项技术要求很高的工艺，但它在许多行业中都发挥着至关重要的作用，因为干燥后的氯气可用于从水处理到塑料和药品制造等多种应用领域。
电解槽阳极区产生的氯气在进一步使用前必须去除其中的水分，因为含水量超过 30 ppm 会增加氯气的腐蚀性。为了进行干燥，氯气被导入吸收塔，在吸收塔中，氯气中的水分被高浓度硫酸（80-99 m%H2SO4）吸收。
这一干燥过程的效果对氯气的生产率和质量有很大影响。因此，可靠的H2SO4浓度测量非常重要。与电导率和密度测量相比，LiquiSonic®测量系统可对H2SO4浓度进行连续可靠的监测。
您的优势
无需耗时取样
连续监测H2SO4浓度
在 80 m% 和 100 m% 之间确定H2SO4浓度的清晰信号
通过有效的干燥防止腐蚀
盐酸生产
电解槽阳极产生的氯气和供应的氢气是合成盐酸的起始原料。这两种气体被送入燃烧器，在那里发生反应生成氯化氢。形成的氯化氢气体随后从燃烧室流入集成等温降膜吸收器。在这里，气体借助水或弱酸被吸收，形成浓盐酸（37 m%HCl）。
盐酸浓度通过LiquiSonic®测量技术进行连续监测。这样就可以识别与目标浓度的偏差，并做出相应的反应。
您的优势
持续监控盐酸浓度（20-40 m%HCl）
确保高度精确的目标浓度
溶解站和盐水净化
起始产品氯化钠(NaCl)可通过海水蒸发、采矿或从盐矿（岩洞）中提取盐水获得。原始盐水中含有杂质和钙盐或镁盐，在电解过程中会堵塞隔膜或薄膜的细孔，从而大大缩短其使用寿命。因此，需要在搅拌罐（溶解容器）中加入烧碱（NaOH）来沉淀这些杂质。沉淀后，使用压力过滤器分离杂质。
盐水浓度的纯度对于后续的电解过程尤为重要。LiquiSonic®测量系统可确保随时高度精确地测定盐水浓度。在使用矿盐时，该系统安装在溶解站；在岩洞提取盐水时，该系统安装在盐水供应商的转运点。
优势
避免盐水净化过程中的质量损失
延长膜的使用寿命
进货检查（用于岩洞提取）
减少水和蒸汽消耗（溶盐时）
减少电能消耗
