QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA

QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA ĐÂY ĐỦ RÕ RÀNG VÀ CHI TIẾT

Click to edit Master subtitle style 4/22/12 Công nghệ hoá học Chương7: Sản Xuất Điện hoá 11 4/22/12 Các n i dung c b nộ ơ ả v Các quá trình đi n hoá.ệ v i n phân các dung d ch mu i n Đ ệ ị ố ă s n xu t Clo và Xútả ấ v i n phân d ch nóng l ng-S n xu t Đ ệ ị ỏ ả ấ nhôm v S n xu t Axit Clohydric ả ấ 22 4/22/12 I Các quá trình đi n hoáệ • đi n hoá là quá trình s n xu t trong ệ ả ấ đó các ph n ng hoá h c(p hh) x y ra ả ứ ọ ư ả d i tác đ ng c a dòng đi n m t ướ ộ ủ ệ ộ chi uề 33 4/22/12 u và nh c đi m c a Ư ượ ể ủ ph ng phápươ u đi mƯ ể q Quá trình công ngh đ n gi n.ệ ơ ả q S d ng tri t đ ử ụ ệ ể nguyên li u & n ng ệ ă l ng.ượ q Có th thu đ c ể ượ sp có đ tinh khi t ộ ế cao. Nh c đi mượ ể q Tiêu t n khá nhi u ố ề n ng l ng(đi n ă ượ ệ n ng)ă q 44 4/22/12 I.1 Hi u su t theo dòng ệ ấ η là t s l ng ch t Gtt nh n đ c η ỉ ố ượ ấ ậ ượ th c t v i l ng ch t Glt đáng l nh n ự ế ớ ượ ấ ẽ ậ đ c theo L Faradayượ Đ Glt= I. .E/1000 ( kg)τ I: C ng đ dòng đi n phân( A)ườ ộ ệ E: ng l ng đi n hoá- l ng ch t tách ra trên Đươ ượ ệ ượ ấ đi n c c khi cho 1A.h đi qua.ệ ự : th i gian đi n phân (h)τ ờ ệ 55 100% Gtt Glt η = × 4/22/12 Ví d : ụ đf dd NaOH. E=1,492 = 24h τ I=15500 A b đf có đ Nacl. Sau đf thu 4200lit dd ch a ể ứ 125g NaOH trong 1 lit dd. Tính ?η Gi iả : Glt= kg Gtt= kg = η Trong th c t hi u su t theo dòng luôn ự ế ệ ấ nh h n 100% ỏ ơ 66 . . 15500.24.1,492 555 1000 1000 I E τ = = 125.4200 525 1000 = 525 100 94,6% 555 × = 4/22/12 I.2 H s s d ng n ng ệ ố ử ụ ă l ng ượ μ là t s gi a l ng đi n lý thuy t c n Μ ỷ ố ữ ượ ệ ế ầ thi t đ Wlt đ nh n đ c m t đv s n ph m ế ể ể ậ ượ ộ ả ẩ v i l ng đi n th c t Wttớ ượ ệ ự ế (7.3) Wt μ (7.5) Wlt= lt.I. /Glt. (7.4)ν τ lt: hi u đi n th phân hu lý thuy t.(V)ν ệ ệ ế ỷ ế tt: hi u đi n th c n cho b đi n phân.(V) ν ệ ệ ế ầ ể ệ 77 Wlt 100% Wtt = × . .Vt t I Gtt τ = % lt tt ν µ η ν = × 4/22/12 Trên lý thuy t, đf c n b t đ u khi nào đi n ế ầ ắ ầ ệ th vào b đf v a l n h n đi n th lí thuy t 1 ế ể ừ ớ ơ ệ ế ế l ng r t bé.ượ ấ Vlt= a_cb – k_cb. Các th đi n c c cân φ φ ế ệ ự b ng tính theo pt Nernst:ằ R-h ng s khí lý t ng ằ ố ưở R=8314(kj/kg.mol.k) T-nhi t đ tuy t đ i Kệ ộ ệ ố z-s đi n tích ionố ệ F-h ng s Faraday 96500 C/đlgằ ố C-n ng đ đlg/l ồ ộ 88 0 . ln . R T C z F ϕ ϕ = ± 4/22/12 99 4/22/12 II. i n phân các dd mu i nĐ ệ ố ă S n xu t Clo và NaOHả ấ II.1 Gi i thi s n ph m và ng d ng.ớ ệ ả ẩ ứ ụ II.2 Nguyên li uệ II.3 i n phân NaCl trong b Catôt Đ ệ ể thép, Anot Graphit. II.4 i n phân NaCl trong b Catôt thu Đ ệ ể ỷ ngân và Anot Graphit. 1010 [...]... liệu SX nhôm phải có độ sạch cao Quá trình sản xuất nhôm là phức tạp và tốn rất nhiều điện năng 4/22/12 2424 III.3 Quá trình SX nhôm • Quá trình SX nhôm là Quá trình điện 3 Đfn 02 phân dịch nóng 03 ng: Al2 lỏ c 2 2Al + Al 0 2 • 3 Na AlF6 Trên thực tế 3dd nóng lỏng gồm Al2 03 hoà tan trong kriolit Dịch này chảy lỏng ở nhiệt độ thấp hơn nguyên chất 4/22/12 2525 Sơ đồ bể điện phân Anôt tự cháy 4/22/12... Katôt 4/22/12 1515 II.3.2 Bể điện phân công nghiệp Ø Trong Công nghiệp bể điện phân có màng lọc được dùng rất phổ biến 4/22/12 1616 II.4 Điện phân dung dịch NaCl Trong bể Katôt thuỷ ngân Anôt Graphit II.4.1 Lý thuyết 2Cl − − 2e → Cl2 Trên Anot: 1 NaHg Trên Katot: n + H 2 0 = NaOH + 2 H 2 + nHg Điện phân THợp này tiến hành ở điện thế 4,3-4,4V Cho phép nhận sp đậm đặc hơn Điện thế tách Hydro cao hơn 1,7-1,85V... bể điện phân, ta phải xử lý bằng dd Xôđa và sữa vôi, sau đó lắng lọc Có thể dùng 2 loại bể đf: loại K thép A graphit có màng ngăn, và loại K thuỷ ngân 4/22/12 1212 II.3 Điện phân dd NaCl trong bể Kthép A graphit II.3.1 Lý thuyết + NaCl Na + Cl ↔ Katot +H 2 0 + e = H + OH − − 2Cl − − 2e = Cl2 NaOH = Na+ + OH − 2 H 2 0 + 2 NaCl → Cl2 + H 2 + 2 NaOH 4/22/12 1313 Anot Bình thường thế điện cực phóng điện. .. Anot Bình thường thế điện cực phóng điện ion OH- là +0,41V, còn thế điện cực phóng điện in Cl là +1,36 Trong dd NaCl bão hoà ta có: RT 0, 082.298.2,3 o −7 ϕacb = ϕ − ln C = 0, 41 − lg10 = 0,82V zF 1.96000 Khi nồng độ NaCl là 4,6đlg/l, thế phóng điện là: = ϕ o − RT ln C = 0, 41 − 0, 082.298.2,3 lg 4, 6 = 1,32V ϕacb zF 1.96000 Vậy khi điện phân ta dùng dd NaCl đậm đặc: 310-315(g/l) 4/22/12 1414 Hiệu suất... nguyên tắc 4/22/12 1818 II.2.5 So sánh 2 bể Điện phân 4/22/12 1919 Kết Luận: 1 2 Bể K thuỷ ngân tiêu tốn năng lượng hơn do sử dụng điện thế cao hơn Loại thiết bị này cồng kềnh và cần đầu tư vốn lớn Bể thuỷ ngân cho Sp là kiềm đặc hơn, và không chứa muối Ta dùng loại bể này khi cần Sản Phẩm tinh sạch và đậm đặc.Vd:sản xuất sợi Visco 4/22/12 2020 4/22/12 2121 III Điện phân dịch nóng lỏng Sản xuất Nhôm v... 4/22/12 2121 III Điện phân dịch nóng lỏng Sản xuất Nhôm v Gới thiệu SP và ứng dụng v Nguyên liệu v Quy trình Sản xuất Nhôm v Phương hướng phát triển CN sản xuất Nhôm 4/22/12 2222 III.1 Giới thiệu Sp và ứng dụng • • Nhôm: kim loại nhẹ màu trắng sáng, là kim loại phổ biến nhất trên Thế giới Nhôm dẫn điện, nhiệt tốt, không bị han rỉ trong không khí nhờ lớp oxit bền bọc bên ngoài… Nhôm được sử dụng rất... 4/22/12 2525 Sơ đồ bể điện phân Anôt tự cháy 4/22/12 2626 4/22/12 2727 III.4Phương hướng phát triển v Thế giới v v CNSX nhôm Sản xuất Nhôm theo bất cứ cách nào cũng tiêu tốn nhiều điện năng Ta phải xây nhà máy ở khu vực có nguồn điện dồi dào: Nam Phi, Trung Quốc, Nga Trong tương lai nhu cầu về nhôm sẽ còn gia tăng, và các nhà máy nhôm ở Châu Âu sẽ không thể cạnh tranh được các nước giàu nguồn lực khác... 0, 44 lg T + 2,16 T Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu diễn: 4/22/12 3333 Hấp thụ khí HCl bằng nước • • • Sự hấp thụ của HCl vào nước sẽ kèm theo sự toả nhiệt Muốn có dd đậm đặc ta phải dẫn nhiệt của quá trình hấp thụ ra ngoài Các thiết bị thường được sử dụng: Tháp đệm hấp thụ làm từ gốm, thạch anh, chất dẻo Trên thế giới có đề xướng phương pháp hấp thụ đoạn nhiệt lấy nhiệt đó bù lại cho nhiệt dùng để... thuỷ phân hồ tinh bột sx rượu, sx PVC Ngoài ra còn sử dụng trong CN mạ, hàn kim loại Theo tiêu chuẩn quốc gia HCl sx phải 4/22/12 nồng độ không dưới 27,5% và 3131 có IV.2 Phương pháp Sản Xuất • • Tổng quát của Sx HCl chia ra 2 giai đoạn: điều chế khí HCl và hấp thụ khí HCl trong nước tạo dd HCl Trong công nghiệp có 2 cách phổ biến để SX khí HCl 2 NaCl + H 2 SO4 → Na2 SO4 + 2 HCl − 68, 25kJ Cl2 + H 2... lực khác 4/22/12 2828 III.4Phương hướng phát triển v Việt Nam v CNSX nhôm Việt Nam là nước có trữ lượng quặng nhôm lớn, tập trung ở miền Nam, Tây Nguyên Nhưng chúng ta yếu kém về mặt công nghệ, và thiếu điện năng để hoạt động các nhà máy SX nhôm Hiện nay, và trong tương lai gần, VN sẽ hợp tác với Trung Quốc khai thác chế thành Alumin, sau đó ta sẽ phát triển theo chiều sâu để sản xuất nhôm phục v 4/22/12