Tuzdan Klor Üretimi

Yerinde Klor ve Oksidan (MOS) Üretim Sistemleri 

Günümüzde kimyasalların taşınmasında yaşanabilecek tehlikeler ve taşıma maliyetleri göz önüne alındığında bir çok tesis yerinde klor (hipoklorit) üretim sistemlerini tercih etmektedir. 

Büyük ölçekli sistemler daha çok içmesuyu arıtma tesislerinde ve enerki santrallerinin soğutma kulelerinde kullanılmaktadır.  

Küçük ölçekte ise daha çok havuzlarda ve endüstriyel tesislerde tercih edilmektedir. 

Yerinde hipoklorit üretim sistemleri  Tuzlu su ya da deniz suyundan hipoklorit üretimi veya membranlı tip üretim sistemleri olarak çeşitlenmiştir. 


Tuzlu su solusyonu elektrolitik hücre içinden geçerken elektrik uygulanması ile klor üreten sistemlerdir.

Birçok toplum su dağıtım sistemlerinde yerinde klor üretim sistemi kullanmaya başlamıştır. Çünkü proses faydaları, güvenli bir sistem olması, dezenfeksiyon kalitesinin yüksekliği, daha yeşil bir teknoloji olması ve ek ekonomik faydaları vardır.

Nedir ?    
Yerinde klor ve diğer deenfektanları üretebilen bu sistem yılların bilimsel prensipleri ile çalışır. Özetle tuz ve su elektrik akımı altında hücreye alınır. Sonuçta klor ve başka oksidan maddeler oluşur. 

Endüstriyel pazarda yerinde klor üretim sistemlerinin (OSG) birçok uygulama alanı vardır :

- havuz sularının dezenfeksiyonu 
- soğutma kulelerinin dezenfeksiyonu ve şartlandırılması 
- içmesuyu arıtma tesislerinde dezenfeksiyon 

Faydaları nedeni ile birçok belediye yerinde klor ve oksidan üreten sistemlerini, klor gazı, konsantre sodyum hipoklorit ve kalsiyum hipoklorite karşı tercih etmeye başlamıştır. 


Nasıl Çalışır? 

Birçok tip yerinde klor üretim sistemi vardır. Bunların hepsinde aynı komponentler kullanılır. Aşağıdaki şekilde sistem komponentlerini görebilirsiniz. 

Su önce bir yumuşatma sistemine girer, sonrasında iki hatta ayrılır. Bunlardan
biri salamura tankına diğeri üretim sistemine beslenir. 

Salamura (tuzlu su) tankı konsantre tuzlu su solusyonunu depolar. Buradaki solusyon neredeyse doymuş salamuradır. Tuzlu su buradan yumuşak su hattına enjekte edilerek elektrolitik hücreye gönderilir. 

Seyreltilmiş tuzlu su solusyonu elektrokimyasal hücreden geçerken oksidanları ( sodyum hipoklorit ve diğer oksidanlar) üretir. Elektrolitik hücreden çıktığında oksidan solusyonu belli bir süre için oksidan tankında depolanır ve prosesin ihtiyacına göre dozaj pompaları aracılığı ile dozlanır. 

Bu proses sırasında hidrojen gazı da üretilir. Vent hatları vasıtası ile bu gaz ortamdan uzaklaştırılır. 

Elektrolitik hücre jeneratörün (OSG) merkezidir. Hücreler iki adet elektrod içerir. Birisi anot ve diğeri katod olmak üzere bu elektrodlar su ve tuzlu su ile temas ederler. OSG çalıştırıldığında hücrede akan bu karışıma voltaj uygulanır ve elektrodların yüzeyinde kimyasal bir reaksiyon oluşur. Sonuçta dezenfektanlar üretilmiştir. 

Bahsedilen reaksiyon aşağıdaki gibidir: 

NaCl + H2O ---> NaOCl + H2

Oksidasyon reaksiyonu anod üzerinde gerçekleşir. Burada iki klorür iyonu birleşerek klor gazını oluşturur. 

2Cl- ---> Cl2 + 2e-

Fiziksel ve çalışma parametrelerine bağlı olarak bu sistemde klor haricinde diğer oksidanların üretilmesi de mümkündür. 

Böylece bütün mikrobiyolojik içerikler giderilebilir, oksidasyon sağlanabilir.

Üretim sonrasında klor gazı suda çözünerek hipokloröz asidini oluşturur. (HOCl)

 Cl2 + H2O ---> HOCl + H+ + Cl-

Bu prosesin aynısı gaz klorlama sistemlerinde su ile gaz klorun karışması sırasında da yaşanır. 

Klor üretimi katoddaki redüksiyon reaksiyonları ile dengelenir. Burada su hidroksil (OH-) iyonlarına ve hidrojen gazına (H2) dönüşür. 

2 H2O + 2e- ---> 2 OH- + H2

Elektroliz sırasında hidrojen gazı baloncuklar halinde görülür. Hidrojen gazının Jeneratörden ve ürün depo tankından uzaklaştırılması gerekir. Hidroksil iyonları katodda üretildikten sonra hipokloröz asidi ile reaksiyona girerler ve OCl- hipoklorit anyonunu oluştururlar. Bu da tuzdan kaynaklanan sodyum Na+ iyonları ile dengenin sağlanmasına yardımcı olur.   

HOCl + OH- ---> H2O + OCl-

Tipik olarak oksidanların pH değeri 9 civarındadır. Bu solusyonların eklenmesi ile arıtılacak suyun pH değeri değişmez.

Anod Reaksiyonu :  2Cl- ---> Cl2 + 2e-

Katod Reaksiyonu: 2 H2O + 2e- ---> H2 + 2 HO-

Tüm Reaksiyon : NaCl + H2O ---> NaOCl + H2

Sistemin Faydaları Nelerdir? 

- İşletmecinin güvenli çalışmasını sağlar
- Daha kaliteli kimyasallar sağlanır
- Daha yeşil bir teknoloji ile çalışılır
- Ekonomik avantajlar sağlar.


Karşılaştırmalar:

Tuzlu sudan karışık oksidan (MOS) üreten sistemler ile gaz klorlama (MOS vs Gas Chlorine) sistemlerinin farkları konusunda bilgi için tıklayınız. 

MOS (Karışık oksidan üretim) sistemi  ile Ozon Sisteminin farkları (MOS vs Ozone) konusunda bilgi için tıklayınız.