弗劳恩霍夫的研究人员和他们的合作伙伴在“绿色苏打”项目中开发了一种创新的、环保的生产苏打水的方法，这对许多行业都至关重要。该工艺是基于盐水的双极电渗析。离子交换过程和二氧化碳的加入产生绿色苏打。这项技术还将有助于加强德国作为工业基地的制造业。
碳酸钠，也被称为纯碱，是许多不同工业部门使用的基本材料。它被用来造纸、保存食物、制造玻璃和中和酸。
在私人家庭中也发现了它，它是发酵粉的主要成分，被用作去污剂和下水道清洁剂。数据也反映了这一点:德国化学工业协会(VCI)指出，仅在2023年，德国就生产了约210万吨纯碱和碳酸氢钠。
问题是，生产苏打水会排放大量的二氧化碳——每公吨排放800公斤。含盐废水是另一个副产品，增加了水体的盐度。
解决方案是一种可持续的新生产工艺，不会产生破坏气候的二氧化碳排放或含盐废水。
该方法是由弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所IKTS与绿色苏打联合研究项目的合作伙伴合作开发的。Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf和地热设施运营商作为项目合作伙伴，以及苏打制造商QEMETICA soda Deutschland。
自19世纪以来，人们一直使用索尔维法生产苏打水。在这种方法中，石灰石是用焦炭或煤燃烧的。这会产生二氧化碳，二氧化碳与盐水、氨和石灰进一步反应，产生碳酸钠——但也会产生大量氯化钙废水。
“我们的方法是一种环保的替代方案，没有基础材料的问题，”弗劳恩霍夫IKTS技术电解、地热系统和放射性核素实验室的小组经理汉斯-约尔根弗里德里希解释说。
绿碱法是基于电化学工艺路线。该技术的核心是双极电渗析，它涉及超薄膜。这些膜上的孔非常小，只有单个离子可以通过。
膜的功能是作为交换介质，只允许带负电荷的阴离子或带正电荷的阳离子通过。这意味着在这个过程中，盐和水的混合物——盐水——被分解成氢氧化钠和盐酸。
氢氧化物是一种类似盐的化合物，与水接触会形成氢氧化钠。然后，当二氧化碳加入到氢氧化钠中，最终产物是苏打。
弗里德里希说:“这使我们生产碳酸钠时不会向大气中排放温室气体，也不会产生增加河流或其他水体盐度的有害工业废水。”
弗劳恩霍夫的研究人员还计划在结晶和干燥过程中使用地热，以消除对化石燃料的使用。
研究人员正在与项目伙伴合作开发一种试验厂规模的系统，该系统从沼气系统或工业燃烧过程中提供该过程所需的二氧化碳。这意味着绿苏打项目同时通过两种方式防止有害的温室气体排放:在生产过程中，以及利用其他行业产生的多余二氧化碳。
新方法的另一个优点是碳中和生产不需要昂贵的气候证书。这不仅对环境有利，而且对保持德国高质量的工业制造基础也有重要贡献，同时还能带来经济利润。
弗劳恩霍夫协会提供
引用:纯碱生产过程消除一氧化碳
二氧化碳排放量(2024年，10月1日)检索自https://techxplore.com/news/2024-10-soda-production-co8322-emissions.html
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