Электрохимические производства расход энергии

Электролиз расплавов является одним из наиболее энергоемких отраслей прикладной электрохимии. Так, производство алюминия по расходу электроэнергии занимает первое место среди всех продуктов, получаемых электрохимическим путем. Расход энергии на производство 1 кг натрия составляет около 14 кВт-ч, алюминия—П, магния — 18, кальция — 30, лития — 60 кВт-ч. Поэтому производство таких металлов необходимо размещать в районах, обладающих дешевой энергией, т. е. около больших гидроэлектростанций. Наши первые заводы по получению алюминия возникли на базе первых мощных гидроэлектростанций, построенных в СССР по плану ГОЭЛРО. [c.464]

Величины Аф обоих электродов складываются в электродвижущую силу концентрационной поляризации, направленную против приложенной к электролитической ванне разности потенциалов, поэтому последняя должна быть увеличена на э. д. с. концентрационной поляризации, чтобы была получена необходимая для электролиза сила тока. Так как в электрохимических производствах при электролизе применяют токи довольно большой плотности, возникают значительные э.д.с. поляризации, вызванные изменениями концентраций у поверхности электродов. Появление э. д. с. концентрационной поляризации увеличивает расход электрической энергии, поэтому устранение или уменьшение концентрационной поляризации является важной практической проблемой. Одной из основных мер уменьшения концентрационной поляризации является перемешивание растворов. Возникновение концентрационной поляризации снижает [c.610]

Помимо электролиза водных растворов в электрохимических производствах применяют и электролиз расплавов различных солей. Электролиз расплавленных солей ведут при температуре около 1000 С, причем значительная часть подводимой энергии расходуется на поддержание высокой температуры расплава. Электролиз водных растворов проводят при температуре ниже 100 °С. [c.79]

В технологии электрохимических производств перенапряжение может оказаться как полезным, так и нежелательным. Например, при электролизе воды (растворов щелочи) для получения водорода катодное перенапряжение приводит к бесполезной затрате электрической работы. Если же цель технологического процесса — выделение металла, но одновременно в качестве побочного процесса может идти выделение водорода, то большое перенапряжение водорода полезно, так как оно, затрудняя выделение водорода, снижает бесполезный расход энергии на этот побочный процесс. Например, при электролизе щелочных растворов комплексных солей цинка на катоде должны разряжаться ионы водорода, а не цинка, так как равновесный потенциал водородного электрода менее отрицателен, чем цинкового. Но ионы гидроксония разряжаются на цинке с большим перенапряжением, т. е. при потенциале, гораздо более отрицательном, чем потенциал цинка. Поэтому из раствора при электролизе выделяется цинк. [c.297]

В настоящее время электролизом расплавов в промышленных масштабах получают алюминий, магний, литий, натрий, калий, бериллий, кальций, цирконий, тантал. Расход энергии на производство 1 кг натрия составляет около 14 кВт-ч, алюминия—17, магния—18, кальция —30, лития —40 кВт-ч, поэтому производство этих металлов следует размещать в районах, имеющих запас дешевой энергии, т. е. около больших электростанций. На производство алюминия, учитывая его большие масштабы, в мире расходуется 60% все.й энергии, затрачиваемой на электрохимическое получение металлов. [c.441]

Соотношение затрат по различным статьям себестоимости сильно изменяется для различных химических производств. Важнейшей статьей в большинстве случаев является сырье в среднем по химической промышленности оно составляет 60—70% себестоимости. Топливо и энергия в среднем дают около 10% себестоимости, однако в электротермических и электрохимических производствах электроэнергия — одна из главных статей расхода. [c.23]

В СССР и за рубежом проводятся исследования по электрохимической очистке сточных вод сульфатно-целлюлозного производства. В процессе электролиза выделяется кислород, который окисляет органические вещества, вызывая их расщепление. При этом достигается почти полное удаление сульфидов, меркаптанов и других сернистых соединений. Применение электролиза сокращает затраты на капитальное строительство очистных сооружений, не требует реагентов и сложного технологического оборудования. Основным недостатком является большой расход энергии, составляющий около 10 кВт-ч на 1 м сточных вод. [c.167]

Использование электрической энергии рассматривается в специальных курсах электротехники. Однако в химических производствах имеются специфические особенности расходования электроэнергии. Например, в электрохимических процессах средством снижения расхода электрической энергии является устранение омических потерь в контактах- и токоподводящих шинах, уменьшение сопротивления электролита за счет повышения его электропроводности и сокращения расстояния между электродами, в ряде случаев уменьшение поляризации электродов и перенапряжения. В электрических печах расход энергии зависит от конструкций печей, качества электродов, сопротивление которых стремятся снизить, силы питающего тока и от ряда других причин. [c.50]

Электрохимическим процессам присущи и недостатки, основным из которых является высокий расход электрической энергии. Поэтому важнейшим условием для развития электрохимических производств должно быть, наличие больших количеств дешевой электрической энергии. Сооружение в Советско.м Союзе мощных электростанций создает благоприятные условия дальнейшего развития электрохимических производств. Так, с 1958 г. по 1965 г. производство алюминия увеличится примерно в 2,8 раза меди рафинированной в 1,9 раза хлора — в 2,6—3 раза. [c.323]

Доля электроэнергии в общем энергетическом балансе непрерывно возрастает. Это обусловлено увеличением масштаба энергоемких производств, и в том числе электрохимических. Возрастание объема электрохимических производств делает актуальным экономию электроэнергии. Учитывая тенденцию по увеличению вклада стоимости энергии в цену конечного продукта [28], усовершенствование электролизных процессов с целью снижения расхода энергии может дать заметный экономический эффект уже в ближайшем будущем. [c.12]

Топливно-энергетическая база. Современная химическая промышленность с ее термическими и электрохимическими производствами — крупный потребитель электрической и тепловой энергии. В отличие от других отраслей обрабатывающей промышленности электроэнергия в химической промышленности используется не только для ее превращения в механическую, но и в большой степени для технологических целей. В химической индустрии США расходуется всей электро- [c.499]

Для удовлетворения нужд народного хозяйства, в том числе и электрохимических производств, в Советском Союзе вырабатывается большое количество электроэнергии. Экономное расходование этой энергии является важнейшей технической и экономической задачей, а расход электрической энергии на единицу веса получаемых продуктов — одним из главных показателей электрохимических производств, потребляющих значительные количества энергии. [c.75]

Электрохимические производства относятся к числу весьма энергоемких процессов. Например, на получение I г хлората натрия (стр. 410) расходуется примерно 7000 квт-ч электроэнергии. Отсюда следует, что для широкого развития технической электрохимии необходимы достаточные ресурсы дешевой электрической энергии. [c.308]

Использование электрической энергии рассматривается в специальных курсах электротехники. Однако в химических производствах имеются специфические особенности расходования электроэнергии. Например, в электрохимических процессах расход электрической энергии снижается устранением омических потерь в контактах и токоподводящих шинах, уменьшением сопротивления электролита за счет повышения его электропроводности и сокращения [c.59]

К недостаткам электрохимических производств относится высокий расход энергии в себестоимости продуктов расходы на электроэнергию составляют значительную долю. Вопросы рационального использования электрической энергии в данном случае имеют первостепенное значение. [c.410]

В электрохимических производствах, потребляющих большие количества энергии, расход электроэнергии на единицу получаемых продуктов является одним из главных показателей. Общий расход электроэнергии W (в квт-ч) определяется как произведение силы тока I, напряжения V и времени I (в ч), в течение которого протекал ток, деленное на 1000 [c.201]

Электролизом водных растворов в настоящее время получают фтор, хлор, водород, хром, марганец, щелочи, хлораты, перхлораты, перманганаты, пероксидные соединения (пероксид водорода, персульфаты) и др. Он находит применение и для очистки (рафинирования) некоторых металлов, например цинка, меди, свинца, серебра, золота и других малоактивных металлов. При получении активных металлов (лития, натрия, калия и т. п.) и металлов, на которых перенапряжение водорода имеет небольшое значение (тантал, бериллий и т. п.), применяют электролиз расплавов (см. главу Vni). Особенности его — высокие температуры электролита, доходящие иногда до 1000°С, и повышенный расход электроэнергии как на поддержание электролита в расплавленном состоянии, так и на устранение различных вторичных процессов на электродах. Заводы с электрохимическими производствами потребляют большие количества электрической энергии, поэтому выгодно располагать их вблизи крупных гидроэлектростанций, вырабатывающих дешевую энергию. [c.124]

Величины Дф обоих электродов складываются в электродвижущую силу концентрационной поляризации, направленную против приложенной к электролитической ванне разности потенциалов, поэтому последняя должна быть увеличена на э. д. с. концентрационной поляризации, чтобы была получена необходимая для электролиза сила тока. Так как в электрохимических производствах при электролизе применяют токи довольно большой плотности, возникают значительные э. д. с. поляризации, вызванные изменениями концентраций у поверхности электродов. Появление э.д.с. концентрационной поляризации увеличивает расход электрической энергии, поэтому устранение или уменьшение концентрационной поляризации является важной практической проблемой. Одной из основных мер уменьшения концентрационной поляризации является перемешивание растворов. Возникновение концентрационной поляризации снижает з. д. с. химических источников тока при их работе. Избежать этого снижения удается путем создания особых условий эксплуатации источников тока или применения насыщенных растворов солей с избытком твердой соли (элемент Вестона). [c.577]

При рассмотрении вопроса о целесообразности использования электрохимических методов производства важным критерием являются чистота получаемых продуктов и расход энергии на единицу продукции. Эти показатели существенно зависят от качества используемой электрохимической аппаратуры, от того, насколько полно разделяются продукты, получаемые на катоде и аноде, от напряжения на электролизере и т. п. ( [c.4]

К недостаткам электрохимических производств относится высокий расход энергии в себестоимости продуктов расходы на электроэнергию составляют значительную долю. Вопросы рационального использования электрической энергии в электрохимических производствах имеют первостепенное значение. Критериями рационального использования электрической энергии при электролизе являются выход по току и коэффициент использования энергии. [c.129]

Соотношение отдельных статей расхода в себестоимости продукции сильно колеблется по различным химическим производствам. Наибольшее значение, как правило, имеет сырье. В среднем по химической промышленности оно составляет 60—70% себестоимости. Топливо и энергия обычно составляют около 10% себестоимости, но в электротермических и электрохимических производствах электроэнергия — основная статья расхода. [c.18]

На долю электролиза без выделения металлов приходится около 7з общего мирового потребления электроэнергии на электрохимические производства [1—3]. В настоящее время мировой расход электрической энергии на производство хлора и каустической соды составляет 80—90 млрд., на электролиз воды 10—15 млрд., на производство хлоратов и перхлоратов 4—5 млрд. и на электрохимический синтез других неорганических и органических продуктов 2—5 млрд. кВт-ч электроэнергии в год. [c.11]

Электрохимическими процессами называются химические процессы, протекающие под действием постоянного электрического тока (в отличие от электротермических, протекающих при высоких температурах, достигаемых путем превращения энергии переменного электрического тока в тепловую). В некоторых электрохимических производствах, например при электролизе расплавленных сред (солей, окисей, щелочей) с целью получения щелочных, щелочноземельных металлов, алюминия и их сплавов, часть электроэнергии расходуется на нагрев электролита. [c.549]

Из процессов электролиза без выделения металлов наиболее крупным потребителем электрической энергии является производство хлора п каустической соды (мировое потребление около 100 млрд. кВт ч/год) [2]. На процесс электролиза воды расходуется около 10 млрд. кВт ч/год и на электрохимический синтез неорганических и органических продуктов 7—10 млрд. кВт ч/год [3], в том числе на производство хлоратов и перхлоратов 4—5 млрд. кВт-ч/год. [c.8]

Этот метод получил применение в ряде стран, обладающих значительными ресурсами дешевой гидроэнергии. Наиболее крупные электрохимические комплексы находятся в Канаде, Индии, Египте, Норвегии, но созданы и работают тысячи более мелких установок во многих странах мира. Важен этот метод и потому, что он является наиболее универсальным в отношении использования первичных источников энергии. В связи с развитием атомной энергетики возможен новый расцвет электролиза воды на базе дешевой электроэнергии атомных электростанций. Ресурсы современной электроэнергетики недостаточны для получения водорода в качестве продукта для дальнейшего энергетического использования. Если электроэнергию получать за счет наиболее дешевой атомной энергии, то при КПД процесса получения электроэнергии, равном 40 % (в случае быстрых реакторов-размножителей) и КПД процесса получения водорода электролизом даже 80 %, полный КПД электролизного процесса составит 0,8-0,4 = 0,32, или 32 %. Далее, если предположить, что электроэнергия составляет 25 % полного производства энергии, а 40 % электроэнергии расходуется на электролиз, тогда вклад этого источника в общее энергообеспечение составит в лучшем случае 0,25Х X 0,4-0,32 = 0,032, или 3,2 /о- Следовательно, электролиз воды, как метод получения водорода для энергоснабжения может рассматриваться в строго ограниченных рамках. Однако как метод получения водорода для химической и металлургической индустрии его следует иметь на технологическом вооружении, поскольку при определенных экономических условиях он может быть использован в крупнопромышленном масштабе [31]. [c.292]

Необходимо остановиться на очень важном вопросе расхода электрической энергии для осуществления того или иного электрохимического процесса. Многие электро имические производства, в особенности те, которые применяют нерастворимые аноды и которые предназначены для получения активных металлов, а также большинство производств, связанных с применением электрических печей, являются энергоемкими. Приводим округленные данные по удельному расходу электроэнергии на некоторые продукты (табл. 1) [c.9]

Соотношение затрат по различным статьям себестоимости сильно изменяется для различных химических производств. Важнейшей статьей в большинстве случаев являются затраты на сырье в среднем по химической промышленности они составляют 60—70% себестоимости. Топливо и энергия в среднем составляют около 10% себестоимости, однако в электрохимических и электротермических производствах электроэнергия представляет одну из главных статей расхода. Так, например, в производстве элементарного фосфора на электроэнергию приходится 40% себестоимости. [c.35]

Электрическую энергию применяют для проведения электротермических (нагрев, плавление, разложение, синтез при высоких температурах и т. д.) и электрохимических (электролиз растворов и расплавов) процессов. На всех химических предприятиях значительные затраты электрической энергии приходятся на обеспечение работы электродвигателей. Средний расход электрической энергии на производство некоторых химических продуктов приведен ния е [c.28]

Основная энергия, расходуемая на осуществление электрохимического превращения, затрачивается в виде наиболее квалифицированной и дорогой электрической энергии. Главным недостатком электрохимических методов производства является большой удельный расход электроэнергии. Хотя в большинстве процессов прикладной электрохимии коэффициент полезного использования тока, т. е. выход по току, обычно достаточно высок и составляет 90— 98%, коэффициент полезного использования электрической энергии, затрачиваемой на проведение процесса, как правило, значительно ниже, и обычно находится на уровне 50—65%. [c.9]

Основной. недостаток электрохимических производстввысокий расход электроэнергии. Поэтому в электрохимических производствах особое значение имеет рациональное использование энергии. Критериями рационального использования энергии при электролизе служат выход по току, коэффициент использования энергии и напряжение, приложенное к электролизеру. [c.78]

Роль таких химических источников тока в современной технике чрезвычайно велика и разнообразна. Все современные виды механизированного транспорта снабжаются надежными аккумуляторными батареями. Различные измерительные приборы и сигнализирующие устройства-оснащаются первичными гальваническими элементами. Мощные аккумуляторы обеспечивают движение подводных лодок в погруженном состоянии. На электростанциях аккумуляторы используют при освещении и работе приборов в аварийных условиях. Их применяют и как буферные устройства в часы повышенного расхода энергии. Из всего сказанного выше видно чрезвычайное разнообразие электрохимических производств, резко различающихся как по характеру готовой продукции, так и по используемому сь1рью. Признаком, объединяющим различные электрохимические процессы, является метод производства, использующий электрохимические реакции, протекающие на электродах. [c.5]

Для расчета затрат на единицу продукции определяют расходные коэ4к )ициенты по сырью, материалам, топливу и энергии в натуральных единицах (например, в тоннах сырья на тонну продукции), а затем, учитывая цены на сырье, материалы и другие статьи расхода, составляют калькуляцию. Соотнощение отдельных статей расходов в себестоимости продукции сильно колеблется по различным химическим производствам. Наибольшее значение, как правило, имеет сырье. В среднем по химической промышленности оно составляет 60—70% себестоимости. Топливо и энергия обычно составляют около 15% себестоимости, но в электротермических и электрохимических производствах электроэнергия —основная статья расхода. [c.20]

Основными источниками энергии для осуществления химичес ких процессов являются теплота сгорания топлива и электроэнергия. Удельный вес расхода электроэнергии в основных химических производствах старой технологии (за исключением электрохимических и электротермических производств) сравнительно невелик, так как до последнего времени стоимость калории электрической энергии была больше стоимости тепловой калории. Однако в связи с вводом в эксплуатацию мощных гидроэлектростанпий, дающих дешевую [c.26]

Выход по энергии определяется отношением действительно затрачен-H01I на производство продуктов электролиза энергии к теоретическому расходу ее, т. е. к затратам энергии в случае работы электролизера при напряжении, равном теоретическому напряжению разложения, и выходу по току, равному 100%. На практике при электролизе расплавов выход по току редко превышает 90%, по энергии 30%. Уменьшение выхода по току вызывается утечками электричества вследствие коротких замыканий между электродами. В некоторых случаях выделяющийся фтор взаимодействует с материалом анода и корпуса ванны, что также приводит к снижению выхода но току. К этому же результату приводят и побочные электрохимические и химические процессы, протекающие в случае попадания влаги в электролит. [c.338]