सोडियम हाइड्रॉक्साइड उत्पादन में क्रांतिकारी बदलाव: 21वीं सदी में दक्षता, स्थिरता और नए अनुप्रयोगों को बढ़ावा देने वाले नवाचार

सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), जिसे कास्टिक सोडा या कास्टिक सोडा के रूप में भी जाना जाता है, एक बुनियादी रासायनिक कच्चा माल है जिसका व्यापक रूप से कागज बनाने, डिटर्जेंट, तेल और गैस, अपशिष्ट उपचार, कपड़ा, जल उपचार, खाद्य प्रसंस्करण और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड की मुख्य उत्पादन विधि क्लोर-क्षार विधि है, जिसमें सोडियम हाइड्रॉक्साइड, क्लोरीन और हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में खारे पानी के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस शामिल होता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी क्लोर-क्षार विधि द्वारा सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को संदर्भित करती है, जिसमें इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं, इलेक्ट्रोड, बिजली आपूर्ति, फिल्टर, कूलर, भंडारण टैंक, पंप, पाइपलाइन, उपकरण आदि से बनी प्रणाली शामिल है।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी के विकास के इतिहास का पता 19वीं शताब्दी में लगाया जा सकता है, जब पारा इलेक्ट्रोड विधि और डायाफ्राम विधि का उपयोग मुख्य रूप से सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने के लिए किया जाता था। इन दो तरीकों का नुकसान यह है कि पारा इलेक्ट्रोड विधि पारा प्रदूषण का कारण बनेगी, और डायाफ्राम विधि के कारण सोडियम हाइड्रॉक्साइड में अधिक नमक और क्लोराइड होगा, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता प्रभावित होगी। इन समस्याओं को हल करने के लिए, सोडियम हाइड्रॉक्साइड के झिल्ली उत्पादन की तकनीक मध्यवीं शताब्दी में दिखाई देने लगी, अर्थात, एनोड और कैथोड को अलग करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में एक विशेष आयन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग किया जाता है, इसलिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड और क्लोरीन गैस क्रमशः कैथोड और एनोड से गुजर सकते हैं। बहिर्वाह, उत्पाद की शुद्धता और विद्युत ऊर्जा के उपयोग में सुधार। वर्तमान में, झिल्ली विधि सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी की मुख्यधारा तकनीक बन गई है, जो वैश्विक सोडियम हाइड्रॉक्साइड उत्पादन क्षमता का 80% से अधिक के लिए जिम्मेदार है।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी की बाजार मांग मुख्य रूप से सोडियम हाइड्रॉक्साइड की खपत और कीमत के साथ-साथ क्लोरीन और हाइड्रोजन उप-उत्पादों के उपयोग पर निर्भर करती है। वैश्विक सोडियम हाइड्रॉक्साइड बाजार रिपोर्ट के अनुसार, 2019 में वैश्विक सोडियम हाइड्रॉक्साइड की खपत लगभग 82 मिलियन टन थी और 2.8% की औसत वार्षिक वृद्धि दर के साथ 2025 तक 97 मिलियन टन तक बढ़ने की उम्मीद है। एशिया-प्रशांत क्षेत्र सोडियम हाइड्रॉक्साइड के लिए सबसे बड़ा उपभोक्ता बाजार है, जो वैश्विक खपत का 45% से अधिक के लिए जिम्मेदार है, मुख्य रूप से इस क्षेत्र में कागज, कपड़ा, रसायन और अन्य उद्योगों के विकास के कारण।

यूरोप और उत्तरी अमेरिका सोडियम हाइड्रॉक्साइड के लिए द्वितीयक उपभोक्ता बाजार हैं, जो वैश्विक खपत का लगभग 25% है, जिसका मुख्य कारण क्षेत्र में डिटर्जेंट, तेल और गैस उद्योगों की मांग है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड की कीमत कच्चे नमक, बिजली, परिवहन और अन्य कारकों से प्रभावित होती है, और आम तौर पर चक्रीय उतार-चढ़ाव दिखाती है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड की उत्पादन प्रक्रिया में क्लोरीन और हाइड्रोजन उप-उत्पाद हैं, और उनका उपयोग सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी की बाजार मांग को भी प्रभावित करेगा। क्लोरीन का उपयोग मुख्य रूप से पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), ब्लीच, कीटनाशकों और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है, जबकि हाइड्रोजन का उपयोग मुख्य रूप से अमोनिया, मेथनॉल, ईंधन कोशिकाओं और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति मुख्य रूप से उत्पादन दक्षता में सुधार, ऊर्जा खपत को कम करना, पर्यावरण प्रदूषण को कम करना और नए अनुप्रयोग क्षेत्रों को विकसित करना है। इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए, सोडियम हाइड्रॉक्साइड मशीनरी का तकनीकी नवाचार मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं पर केंद्रित है:

वर्तमान घनत्व और इलेक्ट्रोलिसिस दक्षता में सुधार करने, इलेक्ट्रोड जंग और गंदगी संचय को कम करने और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के डिजाइन को अनुकूलित करें।

आयन एक्सचेंज झिल्ली के प्रदर्शन में सुधार, प्रतिरोध और पारगम्यता को कम करना, चयनात्मकता और स्थिरता में सुधार करना, सोडियम हाइड्रॉक्साइड की एकाग्रता हानि को कम करना और क्लोरीन के रिवर्स ऑस्मोसिस को कम करना।

बिजली उत्पन्न करने, बिजली की लागत और कार्बन उत्सर्जन को कम करने और ऊर्जा दक्षता और पर्यावरण मित्रता में सुधार करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा और अपशिष्ट ताप का उपयोग करें।

पारंपरिक खारे पानी के घोल को बदलने, नमक की खपत और अपशिष्ट जल के निर्वहन को कम करने और इलेक्ट्रोलिसिस की सुरक्षा और लचीलेपन में सुधार करने के लिए नए इलेक्ट्रोलाइटिक मीडिया, जैसे आयनिक तरल पदार्थ, विलायक मिश्रण, ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स आदि विकसित करें।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड के अतिरिक्त मूल्य और बाजार क्षमता को बढ़ाने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड के नए अनुप्रयोग क्षेत्रों, जैसे बायोमास रूपांतरण, कार्बन कैप्चर और उपयोग, धातु निष्कर्षण और पुनर्प्राप्ति, नैनोमटेरियल तैयारी इत्यादि का विस्तार करें।