电解工序物料衡算

电解工序物料衡算计算依据：1、精盐水规格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、电解碱液规格：单槽90-l40g/l单槽90-l40g/ll80-2l0g/l单槽97%l%2%NaOH110-120g/lNaCl180-200g/lNaClO 0.3g/l3重度 1185公斤/米33、 氯气质量规格：（体积百分比）总管Cl $95%2H W0.5%2CO W1.5%2o2 Wl%N Wl%24、 氢气质量规格：（体积百分比）H $98%2O2 W0.3%N Wl.7%2一、物料衡算1、化学反应方程式2NaCl+2H2O—2NaOH+Cl2t+H2t2X58.5 2X18 2X40 1X71 1X2以生产一吨100%烧碱计算可得氯气：（1X71）X1000/（2X40）=887.5公斤氢气：（1X2）X1000/（2X40）=25公斤耗盐：（2X58.5）X1000/（2X40）=1462.5公斤耗水：（2X18）X1000/（2X40）=450公斤2、 送入电解槽的盐水量以生产1吨100%烧碱成品计，盐损耗考虑为3公斤送入电解槽的盐量=已转化为NaOH的盐+未转化的盐+盐损失=1462.5公斤+（180/115）X1000公斤+3公斤=1462.5+1565+3=3030.5公斤（取电解碱液含NaOH为115g/l,含NaCl为180g/l）送入电解槽的精盐水量：3030.5公斤/310公斤/米3=9.78米3（精盐水含盐取310g/l）损失盐水量：（3/310）X1200=11.61公斤精盐水带入杂质量：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取平均值为0.15g/l）Na2CO3： 0.35公斤/米3X9.78米3=3.423公斤（按0.3-0.4g/l取平均值为0.35g/l）Ca2+、Mg2+： 0.006公斤/米3X9.78米3=0.05868公斤精盐水总量：1200公斤/米3X9.78米3=11736公斤精盐水带入水总量：11736-3030.5-48.9-1.47-3.42-0.059=8651.453公斤=8651公斤3、 电解碱液体积1000/115=8.7m34、 电解碱液带出杂质：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电解碱液总量：1185公斤/米3X8.7米3=10309.5公斤H2O： 10309.5-1566-1000-2.61=7740.9公斤5、 付反应及其计算TOC\o"1-5"\h\zNaC10+2H20fNaC103+2H2f 13NaCO3+3Cl2fNaC103+5NaCl+3C02f 23Cl2+6NaOH—NaC103+5NaCl+3H20 3NaC103+3H2fNaCl+3H2O 42H2O-2H2f+O2f 5反应方程式的说明反应①表示电解过程中产生的NaClO自身氧化成NaClO3的反应反应2和3表示电解产生的氯气与盐水带来的NaCO3、NaOH的反应反应4表示阴极液中的氢与NaClO3的还原反应反应5表示分解生成氧的反应上述反应并非实际进行的反应，而是为了方便计算，综合电解过程所进行的各种反应的计算方程式。反应2：3Na2CO3 +3Cl2 -NaClO3 +5NaCl+ 3CO2f3X106 3X71 1X106.5 5X58.5 3X44消耗氯气：(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)生成盐：(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)反应3：3C12 +6NaOH- NaClO3+ 5NaCl+ 3H2O3X71 6X40 1X106.5 5X58.5 3X18消耗氯气：(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公斤反应①NaClO+ 2H2O-NaClO3+ 2H2f1X74.45 2X18 1X106.5 2X2设阳极液量是盐水和电解碱液之和的一半，根据经验数据阳极液中NaClO3的含量为 (9.78+8.7)X0.3/2=2.772公斤由NaClO自身氧化生成NaClO3的量为：2.77-1.15-0.65=0.97公斤生成H2：(2X2)/(1X106.5)X0.97=0.036公斤耗盐：(1X74.45)/(1X106.5)X0.97=0.678公斤耗水：(2X18)/(1X106.5)X0.97=0.328公斤反应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公斤生成盐：(1X58.5)/(1X106.5)X0.16=0.088公斤生成水：(3X18)/(1X106.5)X0.16=0.081公斤反应5： 2H2O - 2H2t+O2t2X18 2X2 1X32生成氯气总量：887.5-2.29-1.30=883.91公斤氯气纯度为95%，生成氯气总量为：883.91/95%=930.432公斤=13.10公斤.摩尔其中含氧：13.10X1%X32=4.192公斤空气带来氧：13.10X(21/79)X0.01=0.03482公斤.摩尔(0.01是氯气中含氮量，21/79为空气中氧气与氮气的比例)32X0.035=1.12公斤反应生成氧：4.192-1.12=3.072公斤含氢：13.10X0.5%X2=0.131公斤含氮：13.10X1.0%X28=3.668公斤反应5：耗H2O：(2X18)/(1X32)X3.072=3.456公斤生成H2：(2X2)/(1X32)X3.072=0.384公斤氢气组成25+0.036-0.009+0.384=25.41公斤=12.71公斤.摩尔12.71/0.98=12.97公斤.摩尔=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、溶液上方蒸汽分压计算槽温为90摄氏度 PH2O=528.8毫米汞柱查得A=5 B=6.8a=20v=12阳极液=CoNaci=255/1185=21.52% (255:阳极液含NaCl的浓度)阴极液：CoNaCl=180/1185=15.19%CoNaCl=180/1185=15.19%NaCl阴极液上方水蒸气压降:P阴=(AXCk -20)+(BXCk -v)NaCl NaOH=(5X15.19-20)+(6.8X9.7-12)=113.51毫米汞柱查得氯气在90摄氏度时，水蒸汽分压为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氢气中水分NH2O/NH2=pH2O/pH2得NH2O=(PH2O/PH2)XNH2=(412.29/347.71)X12.71=15.07公斤•摩尔=271.27公斤阳极上方水蒸汽压降:P阳=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毫米汞柱氯气中水分: NH2O/NCl2=PH2O/PCl2NH2O=(PH2O/PCl2)XNCl2=(438.2/321.8)X13.10=17.84