三、食盐水电解制氯气和烧碱 食盐水电解制氯气和烧碱有三种方法：（1）隔膜法；（2）汞阴极法；（3）离子交换膜法 氯气和烧碱是整个化学工业的基础产品之一，应用十分广泛因此氯碱工业在化学工业中占有重要地位氯气和烧碱在电解过程中同时生成为使氯碱工业具有最大的经济效益，氯气和烧碱的需求平衡十分重要 食盐水溶液的电解在阴阳极上进行的电化反应有： 阳极：Cl-1 放电 2Cl-1 = Cl2+2e- 阴极：H+ 放电 2H2O = 2H++2OH- 2H++2e- = H2 留在溶液中的OH-与Na+形成NaOH溶液，整个阴极反应可写成： 2H2O+2Na++2e- = 2NaOH+H2 总的电解反应可表达为： 2Na++2Cl-+H2O = 2NaOH+H2+CL2 如上所述，除主反应外，在两极也会有副反应发生 1.隔膜法工艺过程(1)电解槽的结构和性能 食盐水电解工艺中，利用电解槽内隔膜将阳极产物（氯气）和阴极产物（氢气和烧碱）分开的电解生产工艺称为隔膜电解法。
电解原理见图3-3-01 电解槽有水平式和立式隔膜电解槽两种，现在广泛使用的是立式隔膜电解槽，结构示意图见 （2）工艺流程 工艺流程示于图3-3-06可分为盐水精制、电解、氯气和氢化处理、液氯、碱液蒸发以及固碱制造等工序原盐有海盐、湖盐、井盐和矿盐四种盐水精制包括化盐、精制、澄清、过滤、重饱和、预热、中和、盐泥洗涤等过程化盐在化盐桶中进行精制在精制反应器中进行2. 汞阴极法工艺过程(1)工艺原理 汞阴极法是用汞做阴极，石墨或金属电极（如DSA）做阳极进行电解的方法电解由两个相连的设备-电解室和解汞室组合而成，如图3-3-072)工艺流程 食盐水精制与隔膜法相仿，由精制反应槽流出的盐水，用苛化淀粉、砂滤器等除去夹带的固体沉淀物，以保证将金属离子脱除至符合规定的要求为止3）电解槽 多采用由水平式电解室、立式解汞塔和立式离心泵相组合的电解槽4）三废治理 汞阴极法的气、水、泥和产品（主要是氢气和NaOH）都会含汞，需要分别予以净化和回收汞中国规定氯碱厂排出的废水中含汞量应小于0.05mg（汞）/L（废水）汞渣、碱液过滤的残渣以及吸附水银用的废吸收剂，常用蒸馏法回收汞电解室出来的氯气一般不进行脱汞处理。
离子交换膜法工艺过程（1）工艺原理 本法用阴离子交换膜代替隔膜法的石棉（或改性）隔膜离子交换膜具有很好的选择性，只有一价阳离子（Na+，H3O）能通过薄膜进入阳极室（膜两边OH-的浓度差可达10mol*L-1），阳极室仅将Cl-还原为Cl2，Cl-和未分解的大部分的NaCl，不能通过薄膜进入阴极室，因此，精制食盐水进入阳极室经电解后，淡盐水仍由阳极室流出，离子交换膜法电解原理见图3-3-102）工艺流程 离子交换膜法流程见图3-3-13分一次盐水精制、电解、碱液蒸发等工序项目隔膜法水银法离子膜法投资/%100100-9085-75能耗/%10095-8580-75运转费用/%100105-10095-85烧碱质量 w(NaOH)/%10-125032-35W(碱)=5%中含盐/mg*L-110000约30约30W(碱)=50%中含汞/mg*L-1无0.03无4.技术经济和质量指标三种电解方法的技术经济指标示于表3-3-06图3-3-06 三种电解方法比较碱土金属包括Be,Mg,Ca,Sr, Ba, Ra氨基磷酸型树脂对Ca,Mg选择性较好，若除去盐水中钙镁最好选用该型树脂亚胺基二乙酸型树脂对Sr,Ba选择性较好，在欧洲比较常用5。