ELEKTROCHEMICKÉ VÝROBNÍ PROCESY

Prezentace na téma: "ELEKTROCHEMICKÉ VÝROBNÍ PROCESY"— Transkript prezentace:

1 ELEKTROCHEMICKÉ VÝROBNÍ PROCESY
PROCESY VYUŽÍVAJÍCÍ VZÁJEMNÝCH PŘEMĚN ELEKTRICKÉ A CHEMICKÉ ENERGIE DĚLÍ SE NA: 1) PROCESY ELEKTROLYTICKÉ: V ROZTOKU ČI TAVENINĚ PROBÍHÁ ELEKTROLÝZA PŘÍKLADY: VÝROBA NaOH, KOH, H2O2, Al, alkalické kovy 2) PROCESY ELETROTERMICKÉ: V PRŮBĚHU PROCESU SE ELEKTRICKÁ ENERGIE MĚNÍ NA TEPLO, KTERÉ UMOŽŇUJE PROVÉST REAKCI PŘÍKLADY: VÝROBA SiC, CaC2 Základy chemických technologií 2016

2 OBECNÉ USPOŘÁDÁNÍ ELEKTROCHEMICKÉ SOUSTAVY
RŮZNÁ ZAŘÍZENÍ: GALVANICKÝ ČLÁNEK – BEZ PŘÍVODU ENERGIE, SLOUŽÍ K VÝROBE ELEKTRICKÉ ENERGIE ELEKTROLYZÉR – CHEMICKÁ REAKCE PROBÍHÁ PŘI DODÁNÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE ZVNĚJŠKU, OBVYKLE STEJNOSMĚRNÝ PROUD O NÍZKÉM NAPĚTÍ Základy chemických technologií 2016

3 Základy chemických technologií 2016
VÝROBA Cl2 A NaOH (KOH) SUROVINY: NaCl, KCl PRINCIP: ELEKTROLÝZA ROZTOKU DĚJE PROBÍHAJÍCÍ PŘI ELETROLÝZE ROZTOKU: ANODA (+): 2 Cl- → Cl2 + 2 e- hlavní reakce (grafit) 4 OH- → O2 + 2 H2O + 4 e- vedlejší reakce KATODA (-): H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- (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 2016

4 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 2016

5 AMALGÁMOVÁ ELEKTROLÝZA
SUROVINY: NaCl, KCl PRINCIP: ELEKTROLÝZA ROZTOKU NEBO TAVENINY DĚJE PROBÍHAJÍCÍ PŘI ELETROLÝZE ROZTOKU: ANODA (+): 2 Cl- → Cl2 + 2 e- hlavní reakce (grafit) 4 OH- → O2 + 2 H2O + 4 e- vedlejší reakce KATODA (-): Na+ + e- → Na0 (rtuť) rozpouští se ve rtuti na amalgám a nereaguje s vodou VEDLEJŠÍ REAKCE NEPROBÍHAJÍ AMALGÁM SE ROZKLÁDÁ VODOU V ROZKLADNÉM ŽLABU A ZÍSKANÝ NaOH JE ČISTÝ, NEOBSAHUJE NaCl Základy chemických technologií 2016

6 Základy chemických technologií 2016
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 2016

7 Základy chemických technologií 2016
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 2016

8 Základy chemických technologií 2016
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: Al e- → Al POSTUP: 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 2016

9 Základy chemických technologií 2016
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 2016