Электротермические и электрохимические процессы

Электрохимические производства.

Лекция 7

1) Электротермические и электрохимические процессы.

2) Теоретические основы промышленного электролиза.

3) Производство хлора, водорода и натрий гидроксида.

До настоящего времени мы с вами рассматривали технологические процессы, в которых электрическая энергия использовалась для подсобных целей, т. е. для обеспечения и поддержания оптимальных физико-химических параметров технологических процессов.

Однако электрическую энергию используют непосредственно как движущую силу двух видов технологических процессов: электротермических и электрохимических.

Электротермическими называютсятехнологические процессы, в которых энергия электрического тока используется для создания и поддержания высокой температуры реакционной системы, то есть превращается в теплоту, используемою для осуществления химических реакций.

Электрохимическими называются технологические процессы, в которых энергия электрического тока непосредственно используется для осуществления химических превращений, то есть трансформируется в химическую энергию.

Электрохимические процессы широко распространены в химической промышленности.

Преимущества электрохимических процессов:

1. простота аппаратурного оформления и технологии

2. малостадийность процесса

3. высокая степень использования сырья и энергии

4. одновременное получение из одного сырья нескольких целевых продуктов (процесс с расходящимся материальным потоком)

5. высокая частота производимой продукции

6. возможность получения продуктов, недоступных при использовании чисто химических методов (магний, натрий, алюминий).

Главный недостаток электрохимических методов: относительно высокая энергоёмкость процессов, которая и обусловливает основную долю себестоимости продуктов.

Электрохимические процессы используют для получения:

- свободных галогенов

- щелочей

- чистых кислорода и водорода

- неорганических окислителей (MeMnO₄ – перманганаты, H₂O₂ концентрированная, MeClO₃ – хлораты, MeClO₄ – перхлораты, персульфаты Me₂S₂O₈)

- активных металлов лития, натрия, калия, магния, алюминия, хрома;

- некоторых органических веществ (альдегидов, кетонов)

- защитных покрытий

- изготовления и размножения металлических копий (гальванопластика)

- электрического рафинирования (очистки) цветных металлов: меди, никеля, цинка, серебра;

Все электрохимические процессы получения каких-либо продуктов по своей природе представляют процессы электролиза расплавов и растворов электролитов и протекают под воздействием постоянного электрического тока.

Электролизом называется разложение электролитов постоянным электрическим током с образованием на электродах продуктов электрохимических реакций.

Электролиз растворов и расплавов широко применяется в различных отраслях промышленности: в химической, металлургической и металлообрабатывающей промышленности.