2. Термодинамические параметры. Термодинамические показатели. Баланс напряжений

Физическая химия. Конспект лекций / Химическая термодинамика / 2. Термодинамические параметры. Термодинамические показатели. Баланс напряжений
Страница 3

2) скорость электролиза – образование массы вещества за единицу времени где q – электрохимический эквивалент, v электролиза

где q – электрохимический эквивалент, v электролиза – J тока,

если в 1 см2– v – i тока.

Баланс напряжений.

Напряжение на электрохимическом аппарате определяет расход электроэнергии при электролизе. Баланс напряжений на электрохимическом аппарате складывается из следующих составляющих:

U ЭЛ-РЕ= Еa– Еk+ ηa+ ηk, + ΔU ЭЛ-ТА+ ΔU ДИФ+ ΔU КОН+ ΔU ЭЛ,

где Еa– обратимый потенциал анода, В;

ЕК – обратимый потенциал катода, В;

ηa– поляризация анода, В;

ηk– поляризация катода, В;

ΔU ЭЛ-ТА– падение напряжения в электролите, В;

ΔU ДИФ– падения напряжения в диафрагме, В;

ΔU КОН– падение напряжения в контактах, В;

ΔU ЭЛ – падение напряжения в электродах, В. где i – плотность катодного тока;

где i – плотность катодного тока;

ρ 0 – удельное сопротивление электролита, ρ 0 повышается при вводе газа;

l – расстояние между электродами;

S – площадь сечения электролита;

J – электропроводность.

Коэффициент газонаполнения k = ρ/ρ 0.

Падение напряжения газозаполнения элемента определяется по формуле

ΔU ЭЛ-ТА = ilρ 0k.

Падение напряжения в диафрагме

ΔU ДИФ= JR ДИАФ.

Падение напряжения в контактах обычно принимают равным 5 – 10% от общего напряжения.

Падение напряжения в электродах:

Снижение напряжения на электрохимическом аппарате –

Снижение напряжения на электрохимическом аппарате – оптимальное расстояние между электродами, максимальной электропроводностью. Рис. 2

Рис. 2

К энергетическим характеристикам относятся:

1) напряжение на электрохимическом аппарате;

2) отдача по напряжению. 3) отдача по емкости

3) отдача по емкости 4) отдача по энергии

4) отдача по энергии 5) производительность электрохимического аппарата

5) производительность электрохимического аппарата оценивается количеством продукта на одной затраченной энергии.

Расход электрической энергии на 1 тонну произведенного продукта определяется так: ВT – выход по току в долях единицы.

ВT – выход по току в долях единицы.

Энергетический баланс

– устанавливает соотношение между видом энергии, поступающей в электролизер, и энергией, уходящей из него, демонстрируя равенство статей прихода и расхода. Электроэнергия const тока, подводимая к электролизеру, составляет:

WЭЛ= UJt.

Общее уравнение энергетического баланса имеет следующий вид:

Wэ + ∑Q прихода = W эл.хим.р-ии + W тока + ∑Qрасх ,

где ∑Q прихода – тепловая энергия, поступающая в электролизер с электролитом и электродами за счет вторичных процессов;

W эл.хим.р-ии – энергия тока, затраченная на электрохимическую реакцию;

W тока – энергия тока, перешедшая в тепловую энергию; ∑Qрасх – тепловая энергия, уносимая электролитом, электродами, газами при испарении Н2О, излучении и конвекции.

Страницы: 1 2 3 

Смотрите также

Диализ
...

Синтез и анализ ХТС в производстве бензина
Задание В курсовой работе осуществлён синтез и анализ химико-технологической системы (ХТС) по производству бензина. На основе расходных коэффициентов и соотношения фракций готового про ...

Определение массы полимера криоскопическим способом
Мы выбрали тему – «Определение молекулярной массы вещества криоскопическим методом». Изучая высокомолекулярные соединения, мы отметили, что их важной характеристикой является молекулярная м ...