電解工序物料衡算

電解工序物料衡算計算依據(jù)：1、精鹽水規(guī)格NaCl $310g/l（平均值）NaOH 0.1-0.2g/lCa2+、Mg2+ W6mg/lSO2- W5g/l4NaCO 0.3-0.4g/l3重度 1200公斤/米32、電解堿液規(guī)格：單槽90-l40g/l單槽90-l40g/ll80-2l0g/l單槽97%l%2%NaOH110-120g/lNaCl180-200g/lNaClO 0.3g/l3重度 1185公斤/米33、 氯氣質(zhì)量規(guī)格：（體積百分比）總管Cl $95%2H W0.5%2CO W1.5%2o2 Wl%N Wl%24、 氫氣質(zhì)量規(guī)格：（體積百分比）H $98%2O2 W0.3%N Wl.7%2一、物料衡算1、化學反應(yīng)方程式2NaCl+2H2O—2NaOH+Cl2t+H2t2X58.5 2X18 2X40 1X71 1X2以生產(chǎn)一噸100%燒堿計算可得氯氣：（1X71）X1000/（2X40）=887.5公斤氫氣：（1X2）X1000/（2X40）=25公斤耗鹽：（2X58.5）X1000/（2X40）=1462.5公斤耗水：（2X18）X1000/（2X40）=450公斤2、 送入電解槽的鹽水量以生產(chǎn)1噸100%燒堿成品計，鹽損耗考慮為3公斤送入電解槽的鹽量=已轉(zhuǎn)化為NaOH的鹽+未轉(zhuǎn)化的鹽+鹽損失=1462.5公斤+（180/115）X1000公斤+3公斤=1462.5+1565+3=3030.5公斤（取電解堿液含NaOH為115g/l,含NaCl為180g/l）送入電解槽的精鹽水量：3030.5公斤/310公斤/米3=9.78米3（精鹽水含鹽取310g/l）損失鹽水量：（3/310）X1200=11.61公斤精鹽水帶入雜質(zhì)量：SO2-： 5公斤/米3X9.78米3=48.90公斤4NaOH： 0.15公斤/米3X9.78米3=1.467公斤（按0.1-0.2g/l取平均值為0.15g/l）Na2CO3： 0.35公斤/米3X9.78米3=3.423公斤（按0.3-0.4g/l取平均值為0.35g/l）Ca2+、Mg2+： 0.006公斤/米3X9.78米3=0.05868公斤精鹽水總量：1200公斤/米3X9.78米3=11736公斤精鹽水帶入水總量：11736-3030.5-48.9-1.47-3.42-0.059=8651.453公斤=8651公斤3、 電解堿液體積1000/115=8.7m34、 電解堿液帶出雜質(zhì)：NaCl：180公斤/米3X8.7米3=1566公斤NaOH：115公斤/米3X8.7米3=1000公斤NaClO：0.3公斤/米3X8.7米3=2.61公斤3電解堿液總量：1185公斤/米3X8.7米3=10309.5公斤H2O： 10309.5-1566-1000-2.61=7740.9公斤5、 付反應(yīng)及其計算TOC\o"1-5"\h\zNaC10+2H20fNaC103+2H2f 13NaCO3+3Cl2fNaC103+5NaCl+3C02f 23Cl2+6NaOH—NaC103+5NaCl+3H20 3NaC103+3H2fNaCl+3H2O 42H2O-2H2f+O2f 5反應(yīng)方程式的說明反應(yīng)①表示電解過程中產(chǎn)生的NaClO自身氧化成NaClO3的反應(yīng)反應(yīng)2和3表示電解產(chǎn)生的氯氣與鹽水帶來的NaCO3、NaOH的反應(yīng)反應(yīng)4表示陰極液中的氫與NaClO3的還原反應(yīng)反應(yīng)5表示分解生成氧的反應(yīng)上述反應(yīng)并非實際進行的反應(yīng)，而是為了方便計算，綜合電解過程所進行的各種反應(yīng)的計算方程式。反應(yīng)2：3Na2CO3 +3Cl2 -NaClO3 +5NaCl+ 3CO2f3X106 3X71 1X106.5 5X58.5 3X44消耗氯氣：(3X71)X3.423/(3X106.5)=2.293公斤(2.29公斤)生成NaCO3：(1X106.5)X3.423/(3X106)=1.146公斤(1.15公斤)生成鹽：(5X58.5)X3.423/(3X106)=3.149公斤(3.15公斤)生成CO2：(3X44)X3.423/(3X106)=1.421公斤(1.42公斤)反應(yīng)3：3C12 +6NaOH- NaClO3+ 5NaCl+ 3H2O3X71 6X40 1X106.5 5X58.5 3X18消耗氯氣：(3X71)X1.467/(6X40)=1.30公斤生成NaCO3：(1X106.5)X1.467/(6X40)=0.65公斤生成NaCl：(5X58.5)X1.467/(6X40)=1.79公斤生成H2O：(3X18)X1.467/(6X40)=0.33公斤反應(yīng)①NaClO+ 2H2O-NaClO3+ 2H2f1X74.45 2X18 1X106.5 2X2設(shè)陽極液量是鹽水和電解堿液之和的一半，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)陽極液中NaClO3的含量為 (9.78+8.7)X0.3/2=2.772公斤由NaClO自身氧化生成NaClO3的量為：2.77-1.15-0.65=0.97公斤生成H2：(2X2)/(1X106.5)X0.97=0.036公斤耗鹽：(1X74.45)/(1X106.5)X0.97=0.678公斤耗水：(2X18)/(1X106.5)X0.97=0.328公斤反應(yīng)4：NaC103 + 3H2-NaCl+ 3也01X106.5 3X2 1X58.5 3X18耗H2：(3X2)/(1X106.5)X(2.77-2.61)=(6/106.5)X0.16=0.009公斤生成鹽：(1X58.5)/(1X106.5)X0.16=0.088公斤生成水：(3X18)/(1X106.5)X0.16=0.081公斤反應(yīng)5： 2H2O - 2H2t+O2t2X18 2X2 1X32生成氯氣總量：887.5-2.29-1.30=883.91公斤氯氣純度為95%，生成氯氣總量為：883.91/95%=930.432公斤=13.10公斤.摩爾其中含氧：13.10X1%X32=4.192公斤空氣帶來氧：13.10X(21/79)X0.01=0.03482公斤.摩爾(0.01是氯氣中含氮量，21/79為空氣中氧氣與氮氣的比例)32X0.035=1.12公斤反應(yīng)生成氧：4.192-1.12=3.072公斤含氫：13.10X0.5%X2=0.131公斤含氮：13.10X1.0%X28=3.668公斤反應(yīng)5：耗H2O：(2X18)/(1X32)X3.072=3.456公斤生成H2：(2X2)/(1X32)X3.072=0.384公斤氫氣組成25+0.036-0.009+0.384=25.41公斤=12.71公斤.摩爾12.71/0.98=12.97公斤.摩爾=25.94公斤O2：(12.71/0.98)X0.3%X32=1.245公斤N2：(12.71/0.98)X1.7%X28=6.173公斤6、溶液上方蒸汽分壓計算槽溫為90攝氏度 PH2O=528.8毫米汞柱查得A=5 B=6.8a=20v=12陽極液=CoNaci=255/1185=21.52% (255:陽極液含NaCl的濃度)陰極液：CoNaCl=180/1185=15.19%CoNaCl=180/1185=15.19%NaCl陰極液上方水蒸氣壓降:P陰=(AXCk -20)+(BXCk -v)NaCl NaOH=(5X15.19-20)+(6.8X9.7-12)=113.51毫米汞柱查得氯氣在90攝氏度時，水蒸汽分壓為525.8毫米汞柱p=525.8-113.51=412.29毫米汞柱H2OpH2=760-412.29=347.71毫米汞柱H2氫氣中水分NH2O/NH2=pH2O/pH2得NH2O=(PH2O/PH2)XNH2=(412.29/347.71)X12.71=15.07公斤?摩爾=271.27公斤陽極上方水蒸汽壓降:P陽=AXCoNCl-a=5X21.52-20=87.6毫米汞柱NaClPH2O=525.8-87.6=438.2毫米汞柱H2OPCl2=760-438.2=321.8毫米汞柱氯氣中水分: NH2O/NCl2=PH2O/PCl2NH2O=(PH2O/PCl2)XNCl2=(438.2/321.8)X13.10=17.84