Regeneration of hydrochloric acid and sodium hydroxide with bipolar membrane electrodialysis from pure sodium chloride

Abstract

In this work an electrodialysis process with bipolar membranes was used to generate HCl and NaOH from pure NaCl and Algerian rock salt from Hamraya. The current efficiency of this process was limited by the proton leakage through the anion exchange membrane: diffusion of HCl, NaOH, Na⁺ and Cl^- through bipolar membranes. In this work two low-proton-leakage membranes, AAV and ACM, were used. NaOH and HCl solutions of high purity were obtained. The experimental values of the HCl and NaOH fluxes are compared with the values that could be calculated after integrating the Nernst–Planck electrodiffusion equations. This calculation required several parameters that were experimentally determined: ion diffusion coefficients, membrane conductance and amount of sorbed electrolytes. Regeneration de l'acide chlorhydrique et de la soude par electrodialyse avec une membrane bipolaire à partir du chlorure de sodium. Dans ce travail, nous avons utilise′ l'e′lectrodialyse avec une membrane bipolaire pour re′ge′ne′rer l'acide chlorhydrique à partir du chlorure de sodium pur et du mineral de sel d'Hamraya. Le rendement faradique de ce proce′de′ est limite′ par la fuite en protons au travers des membranes e′changeuses d'anions: la diffusion de HCl, NaOH, Na⁺ et Cl^- à travers les membranes bipolaires. Dans ce travail, nous avons utilise′ les membranes AAV et les membranes ACM qui sont des membranes à faibles fuites en proton. Nous avons obtenu des solutions de HCl et de NaOH à haute purete′. Les valeurs expe′rimentales des flux de HCl et NaOH sont compare′es avec les valeurs calcule′es à partir de l'inte′gration des e′quations d'e′lectrodiffusion de Nernst–Planck. Ce calcul ne′cessite la connaissance de plusieurs paramètres qui ont e′te′ de′termine′s expe′rimentalement: coefficients de diffusion des ions, conductance de la membrane et quantite′s d'e′lectrolytes sorbe′s.