1.电流效率

G实际产量 G理论产量 100%
电流效率越高，电流损失越小，同样的电量 获得的电解产物越多。现代氯碱厂，电流效率 一般为95%～97%。
几个重要的概念解读
实例计算 某氯碱厂电解车间有20台电解槽在位
运行，电解槽的运行电流强度为16000A,一昼夜可生 产电解碱液34.6吨，其NaOH含量为32%（wt%），试 求阴极电流效率η。
几个重要的概念解读
过电位虽然消耗一部分电能，但在电解技术上有 很重要的应用。由于过电位的存在，可使电解过
程按着预先的设计进行。
阳极上发生的是氧化过程，电极电位越低的越易
失电子。
由于过电位的存在，使得在阳极上放电的是Cl-而 不是OH-，获得的是氯气而不是氧气。
几个重要的概念解读
超电压的大小与电极反应的性质、电流密度、电极材料等 因素有关。Cl2、H2、O2在不同材料的电极上和不同电流密度下 的过电位见表3-1所示。
表3-1 25℃时H2、O2、Cl2在不同材质电极上和不同电流密度下的过电位
几个重要的概念解读
（3） 槽电压E槽
电解时电解槽的实际分解SE降
（4）电压效率：
理论分解电压与槽电压的比称为电压效率。 电压效率
E理 100% E槽
提高电压效率的一个很重要的措施是降低槽电压 。
V215 V212
L L
循环水
V213
成品碱
V214 负压水封
V215 正压水封
V212 阳极液罐
V213 阴极液罐
E217 进槽碱换热器
图3-2 精制盐水电解工艺流程简图
电解过程的基本定律
电解过程是电能转变为化学能的过程。当以直 流电通过熔融态电解质或电解质水溶液时，即产生 离子的迁移和放电现象。
图3-3 离子的迁移
图3-4 电解饱和食盐水实验装置
电解过程的基本定律
1.法拉第第一定律 G=KQ=KIt G——电极上析出物质的质量，g或kg ； Q——通过的电量，A· s或A· h； K——电化当量；g/A· h I——电流强度，A； t——通电时间，s或h。 要提高电解生成物的产量，则要增大电流 强度或延长电解时间。
电解过程的基本定律
2.法拉第第二定律
当直流电通过电解质溶液时，电极上析出（或溶解）1 克当量的任何物质，所需要的电量是恒定的，在数值上约等 于96500C，称为1法拉第（用F表示）。 即 1F=96500C=96500A· s=26.8A· h 当电解食盐水溶液时，1A· h的电量理论上可生成的各产 物的质量为： KCL2 35.46 / 26.8 1.323g / ( A h)
解：NaOH的实际产量为34.6×0.32＝11.072（t）
1.492 16000 24 20 11.458(t ) NaOH的理论产量＝ 6 10
11.072 100% 96.63% 11.458
几个重要的概念解读
2.槽电压及电压效率
（1）理论分解电压E理
电解过程发生所必须的最小外加电压称为理论分解 电压。它在数值上等于阴阳两极的可逆平衡电位之差。 E解 阳 阴 阴阳两极的电极电位可由能斯特方程求得： RT 氧化态 ln nF 还原态 25℃时，
实例计算3-4试计算生产1000kgNaOH，理论上需要消 耗的电能为多少kW· h?（已知NaOH的理论分解电压等于
2.3V） 解：NaOH的电化当量等于1.492g/(A· h) 生产1000kgNaOH所需要的电量为：
1106 Q 670241.3( A h) 1.492
W理 QV 670241.3 2.3 1541.6(kW h) 1000 1000
1.492 16000 24 10 G1 5.729(t ) 6 10
Cl2的理论产量：
G2
H2的理论产量：
1.323 16000 24 10 5.080(t ) 6 10
0.0376 16000 24 10 G3 0.144(t ) 6 10
几个重要的概念解读
KH2 1.008/ 26.8 0.0376g /( A h)
KNaOH 40..01/ 26.8 1.492 g / ( A h)
电解过程的基本定律
实例计算3-1 现有电槽10台，运行电流强度为16000A， 求理论上每日可生产多少吨烧碱、氯气和氢气? 解：根据法拉第定律：G＝KItn得 NaOH的理论产量：
职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程
任务3：精制盐水电解
子任务1：精制盐水电解生产过程
知识点1：离子膜电解槽电解基本概念
淄博职业学院
精制盐水的电解仿真流程图
能熟练掌握离子膜电解生产工艺流程； 能认知离子膜电解生产工艺流程；
理解掌握离子膜电解槽内的盐水电解的 机理； 能叙述离子膜电解盐水的工艺流程；
0.0592 氧化态 lg n 还原态

几个重要的概念解读
平衡电极电位，V； —— —— 标准平衡电极电位，V； n——电极反应中的得失电子数； α 氧化态、α 还原态——分别表示与电极反应相对应的氧 化态和还原态物质的活度。 （2）超电压E超 由于实际电解过程并非可逆，存在浓差极化、电化学极 化(由于电极上电荷转移步骤进行缓慢而引起的极化)，使 电极电位偏离平衡时的电极电位。其偏离平衡电极电位的 值称为超电压。
一般氯碱厂的电解槽的电压效率在60%～65%之间。
几个重要的概念解读
3.电能消耗
QV VIt W 1000 1000
W —— 消耗的电能， kW · h； Q —— 电量， A · h； I —— 电流强度， A ； t —— 运行时间， h ； V —— 槽电压， V。
几个重要的概念解读
精制盐水电解生产工作任务
把合格的精制盐水通过电解的方法生产 30%NaOH ，同时副产Cl2、H2。
图3-1 离子膜电解槽
精制盐水电解工艺流程简图
R211 电解槽 V216 氢气放空筒
P P
氮气
纯水
R211
精制盐水 回水 回水 淡盐水去脱氯 T T 蒸汽
V216 E217
自来水 回 水
V214
自来水