氯碱法

氯碱工艺（也称为氯碱和氯碱）是一种电解氯化钠 (NaCl) 溶液的工业工艺。 它是用于生产氯气和氢氧化钠（烧碱）的技术，这些都是工业所需的商品化学品。该工艺生产的氯气和氢氧化钠广泛用于化学工业。

通常该过程在盐水（NaCl 水溶液）上进行，在这种情况下会产生氢氧化钠 (NaOH)、氢气和氯气。 当使用氯化钙或氯化钾时，产品含有钙或钾而不是钠。 相关工艺是已知的，它们使用熔融的 NaCl 生成氯气和金属钠，或使用冷凝的氯化氢生成氢气和氯气。

该过程的能耗很高，例如每生产一吨氢氧化钠大约需要 2,500 kWh (9,000 MJ) 的电力。 因为该过程产生等量的氯气和氢氧化钠（每摩尔氯气两摩尔氢氧化钠），所以有必要以相同的比例找到这些产品的用途。 每产生一摩尔氯气，就会产生一摩尔氢气。 大部分氢气用于生产盐酸、氨水、过氧化氢，或用于发电和/或蒸汽生产。

使用三种生产方法。 虽然汞电池方法生产无氯氢氧化钠，但使用数吨汞会导致严重的环境问题。 在正常的生产周期中，每年会排放数百磅汞，这些汞会在环境中累积。 此外，通过水银电池氯碱工艺生产的氯气和氢氧化钠本身也被微量汞污染。 膜和隔膜法不使用汞，但氢氧化钠中含有必须去除的氯。

最常见的氯碱工艺涉及在膜电池中电解氯化钠水溶液（盐水）。 一种膜，例如由 Nafion、Flemion 或 Aciplex 制成的膜，用于防止氯离子和氢氧根离子之间的反应。

饱和盐水进入电池的xxx个腔室，氯离子在阳极氧化，失去电子变成氯气

2Cl− → Cl2 + 2e−

在阴极，从水分子中拉出的正氢离子被电解电流提供的电子还原为氢气，将氢氧根离子释放到溶液中

2H2O + 2e− → H2 + 2OH−

电池中心的离子可渗透离子交换膜允许钠离子 (Na+) 进入第二个腔室，在那里它们与氢氧根离子反应生成烧碱 (NaOH)。 因此，盐水电解的总反应是：

2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH

在隔膜电池工艺中，有两个隔间由通常由石棉纤维制成的可渗透隔膜隔开。 盐水被引入阳极室并流入阴极室。 与膜电池类似，氯离子在阳极被氧化生成氯气，而在阴极，水被分解为烧碱和氢气。 隔膜可防止苛性钠与氯发生反应。