Estudo do impacto das impurezas da salmoura no processo de eletrólise - Rebelo, Daniela Sofia Marques (2014)
A indústria de cloro-álcalis é uma indústria com bastante expressão no panorama da indústria química mundial. O cloro e soda cáustica produzidos são dois intermediários de referência com uma ampla gama de aplicação nas mais diversas indústrias. Em Portugal, a maior empresa deste ramo é a CUF-QI. Uma vez que, nesta indústria, grande parte dos custos de produção está associado ao consumo elétrico é essencial que se minimizem todas as fontes de aumento de potencial. Esta redução só é possível identificando a sua origem e quantificando a sua magnitude. A tecnologia de eletrólise que domina neste momento na indústria é a de células de membrana. Uma das principais limitações da tecnologia de membrana é a baixa tolerância dos seus elementos, em especial da membrana, às impurezas dos eletrólitos. A salmoura que é utilizada como matéria-prima para a eletrólise é uma potencial fonte de impurezas que, apesar de ser sujeita a pré-tratamentos, apresenta, na admissão à célula um teor de impurezas que poderá conduzir a uma diminuição do desempenho da célula. A literatura é escassa e aquela que existe é feita de modo essencialmente qualitativo: uma associação entre a presença de impurezas e o aumento de potencial e diminuição da eficiência. Assim, o estudo dos efeitos e consequências das várias impurezas na membrana, e consequentemente na globalidade do processo, da eletrólise faz todo o sentido. Tendo em conta a realidade da empresa, estudou-se, neste trabalho, o efeito da presença de ferro e de monoclorobenzeno na salmoura. Os ensaios foram efetuados numa célula piloto com uma membrana de 9 cm2 que reproduz a operação industrial. As concentrações das impurezas foram amplificadas relativamente à operação normal com vista a permitir, em tempo útil, verificar alterações no comportamento da célula. Para avaliar o desempenho da célula recorreu-se a técnicas de caracterização genéricas tais como a espectroscopia de varrimento eletrónico e algumas mais específicas da eletroquímica como a espectroscopia de impedância eletroquímica e a medição de potencial em estado estacionário. A caraterização do sistema envolveu ainda, técnicas de teor mais prático e mais usadas deste tipo de indústria como a determinação do fator-k. Verificou-se que além dos danos visíveis a olho nu na membrana e da maior ou menor estabilidade do potencial ao longo dos ensaios, não existiram dados que comprovem danos nas membranas nas operações com impurezas, mesmo no caso em que o pH sofreu alteração. O tempo definido para cada experiência pode ter-se revelado insuficiente para reproduzir um efeito significativo nas variáveis avaliadas.