Transcript Technologické procesy 2

ELEKTROCHEMICKÉ VÝROBNÍ PROCESY
PROCESY VYUŽÍVAJÍCÍ VZÁJEMNÝCH PŘEMĚN ELEKTRICKÉ A CHEMICKÉ
ENERGIE
DĚLÍ SE NA:
1)
PROCESY ELEKTROLYTICKÉ: V ROZTOKU ČI TAVENINĚ PROBÍHÁ
ELEKTROLÝZA
PŘÍKLADY:
2)
VÝROBA NaOH, KOH, H2O2, Al, alkalické kovy
PROCESY ELETROTERMICKÉ: V PRŮBĚHU PROCESU SE
ELEKTRICKÁ ENERGIE MĚNÍ NA TEPLO, KTERÉ UMOŽŇUJE PROVÉST
REAKCI
PŘÍKLADY:
VÝROBA SiC, CaC2
Základy chemických technologií
2014
OBECNÉ USPOŘÁDÁNÍ ELEKTROCHEMICKÉ
SOUSTAVY
RŮZNÁ ZAŘÍZENÍ:
1) GALVANICKÝ ČLÁNEK – BEZ
PŘÍVODU ENERGIE, SLOUŽÍ
K VÝROBE ELEKTRICKÉ
ENERGIE
2) ELEKTROLYZÉR –
CHEMICKÁ REAKCE
PROBÍHÁ PŘI DODÁNÍ
ELEKTRICKÉ ENERGIE
ZVNĚJŠKU, OBVYKLE
STEJNOSMĚRNÝ PROUD O
NÍZKÉM NAPĚTÍ
Základy chemických technologií
2014
VÝROBA Cl2 A NaOH (KOH)
SUROVINY:
NaCl, KCl
PRINCIP:
ELEKTROLÝZA ROZTOKU
DĚJE PROBÍHAJÍCÍ PŘI ELETROLÝZE ROZTOKU:
ANODA (+):
2 Cl- → Cl2 + 2 e-
(grafit)
4 OH- → O2 + 2 H2O + 4 e- vedlejší reakce
KATODA (-):
H2O + 2 e- → H2 + 2 OH-
hlavní reakce
(železo)
CELKOVÁ REAKCE:
2 NaCl + 2 H2O → H2 + Cl2 + 2 NaOH
PŘI VÝROBĚ JE SNAHA O POTLAČENÍ VEDLEJŠÍCH REAKCÍ (VÝVIN O2
A ROZPOUŠTĚNÍ Cl2 ZA VZNIKU CHLORNANU)
VZNIKAJÍCÍ O2 LIKVIDUJE ANODU
Základy chemických technologií
2014
DIAFRAGMOVÁ ELEKTROLÝZA
PŘI ELEKTROLÝZE JE ANODOVÝ A KATODOVÝ PROSTOR ODĚLENÝ
PŘEPÁŽKOU, ABY SE NEMÍCHALY ROZTOKY KOLEM ELEKTROD
PŘEPÁŽKA (DIAFRAGMA) – OBVYKLE Z AZBESTU
REAKCE BEZ DIAFRAGMY:
2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O
6 NaOH + Cl2 → NaCl + 5 NaClO3 + H2O
VÝSLEDNÝ ROZTOK PO ELEKTROLÝZE OBSAHUJE MIMO NaOH I
NEZREAGOVANÝ NaCl (ASI 3%), KTERÝ SE PRAKTICKY NEDÁ ODDĚLIT
NEHODÍ SE NA NĚKTERÉ VÝROBY (VISKÓZOVÁ VLÁKNA)
Základy chemických technologií
2014
DIAFRAGMOVÝ ELEKTROLYZÉR
Základy chemických technologií
2014
AMALGÁMOVÁ ELEKTROLÝZA
SUROVINY:
PRINCIP:
NaCl, KCl
ELEKTROLÝZA ROZTOKU NEBO TAVENINY
DĚJE PROBÍHAJÍCÍ PŘI ELETROLÝZE ROZTOKU:
ANODA (+):
2 Cl- → Cl2 + 2 e-
(grafit)
4 OH- → O2 + 2 H2O + 4 e- vedlejší reakce
KATODA (-):
Na+ + e- → Na0
(rtuť)
rozpouští se ve rtuti na amalgám a nereaguje s
hlavní reakce
vodou
VEDLEJŠÍ REAKCE NEPROBÍHAJÍ
AMALGÁM SE ROZKLÁDÁ VODOU V ROZKLADNÉM ŽLABU A ZÍSKANÝ
NaOH JE ČISTÝ, NEOBSAHUJE NaCl
Základy chemických technologií
2014
POUŽITÍ PRODUKTŮ
Cl2:
TRANSPORTUJE SE ZKAPALNĚNÝ (LAHEV S ŽLUTÝM PRUHEM)
VODÁRENSTVÍ, VÝROBA HCl, AlCl3, FeCl3, CHLOROVÉ VÁPNO,
PESTICIDY, CHLOROVANÁ ROZPOUŠTĚDLA, PLASTY
NaOH: SYNTETICKÁ VLÁKNA (VISKÓZA), PLASTY, CELULÓZA A
PAPÍR, MÝDLO
H2:
VÝROBA HCl
OBSAHUJE STOPY RTUTI – NESMÍ SE POUŽÍVAT V
POTRAVINÁŘSTVÍ
NAVAZUJÍCÍ VÝROBY – PRODUKT Z JEDNÉ VÝROBY JE SUROVINOU V
DRUHÉ (H2 A Cl2 → HCl
Základy chemických technologií
2014
VÝROBA Cl2 A NaOH V ČR
SPOLANA NERATOVICE
VYRÁBÍ A PRODÁVÁ VŠECHNY PRODUKTY Z TÉTO TECHNOLOGIE
VYPLÝVAJÍCÍ :
CHLÓR
CHLORNAN SODNÝ
KYSELINA CHLOROVODÍKOVÁ
V PODNIKU NA TYTO ANORGANICKÉ VÝROBY NAVAZUJÍ TAKÉ
VÝROBY ORGANICKÉ – VÝROBA PVC
Základy chemických technologií
2014
VÝROBA Al
SUROVINY:
BAUXIT – SMĚS HYDRATOVANÝCH OXIDŮ HLINÍKU,
ŽELEZA A KŘEMÍKU
PRINCIP:
ELEKTROLÝZA ČISTÉHO Al2O3 ROZPUŠTĚNÉHO V
TAVENINĚ KRYOLITU Na3 Al F6 (NEZANÁŠÍ DALŠÍ PRVKY)
ELEKTRODOVÉ DĚJE:
POSTUP:
Al3+ + 3 e- → Al
1) PŘÍPRAVA ČISTÉHO Al2O3 - VYLUHOVÁNÍ BAUXITU
POMOCÍ NaOH, HYDROLÝZA VZNIKLÉHO HLINITANU NA Al2O3
2) ELEKTROLÝZA Al2O3 V KRYOLITU
POUŽITÍ Al:
KONSTRUKČNÍ MATERIÁL – LETECTVÍ, AUTOMOBILOVÝ A
LODNÍ PRŮMYSL, VE SLITINÁCH PRO MOTORY
VELMI DOBRÝ VODIČ, ODOLNÝ – PASIVACE Al2O3
OBALOVÝ MATERIÁL
Základy chemických technologií
2014
VÝROBA Al
Základy chemických technologií
2014
PROBLÉMY PŘI VÝROBĚ Al
PROCES VYSOCE ZATĚŽUJÍCÍ ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ (PŘÍPRAVA
SUROVINY, VLASTNÍ ELEKTROLÝZA)
2010 AJKA, MAĎARSKO – PROTRŽENÍ HRÁZE ODKALOVACÍ
NÁDRŽE MÍSTNÍ HLINÍKÁRNY
ALKALICKÉ KALY PŮVODEM Z VÝROBY Al2O3 ZKONTAMINOVALY
OKOLNÍ KRAJINU, V SOUVISLOSTI S HAVÁRIÍ ZAHYNULO 10 LIDÍ
Základy chemických technologií
2014