电解盐水预热器的有关计算
电解食盐水生产烧碱装置中盐水预热器的防腐
属 停 止腐 蚀 所需 的合适 的保 护 电位 值 ， 以及 腐 蚀速
度 降到 最低 程度所 需 的最 小保 护 电流密 度值Ｃ］ ２。 ， ３
２１１ 检 测情 况 ．．
是 在 流动 的盐水 溶 液 中 ， 由于氧 的补 给容 易 而 离 子 化 较 快 ， 钢 的腐 蚀 速 度 增 大 ； 水 中的 氯 离 子 也 碳 盐
路 上 盐 水 预 热 器 的局 部 部 位 受 到很 大 电流 密 度 的
２ 防腐 蚀 措 施
２１ 阴极 保 护 ．
目前 已有 多 家企 业 采 用 外 加 电流 阴极 保 护 的
方 法对 碳 钢 盐水 预 热器 进 行保 护 ， 果 明显 。由 于 效
阳极 极化 ， 速 了电化 学 腐蚀 。 即 由杂散 电流 引起 加
维普资讯
．
５． ０
陈繁荣 等 电解 食盐 水 生产烧 碱装 置 中盐水 预热 器 的防腐
经验 交 流
电解食盐水生产烧碱装置 中盐水预热器的防腐
陈繁 荣 黄 源
（ 浙江 巨化股份 有 限公 司电化厂 ， 江 衢 州 ３ ４ ０ ） 浙 ２０４
摘 要 分 析 了 电解 食 盐 水 生 产烧 碱 中 盐水 预 热 器的 腐 蚀 原 因 ，即 杂散 电流 和 电 解质 溶液
引起 的 电化 学 腐蚀 。采 用 了 阴极保 护和 局 部 涂料 联 合 保 护 的 方 法 防止 盐 水 预 热 器 腐蚀 ， 确
定 了有 关 参数 和所 用 电极 。 防腐措 施 实施 ４年 多 设备 仍 正 常 使 用 ， 约 了设 备 制 作 和 维修 节 费用 ， 少 了停 车 损 失 。 减 关键词 盐 水预 热 器 ； 电化 学 ； 蚀 ； 腐 阴极 保 护 ； 电极 ； 碱 烧
电解池的构成和电解过程的计算
电解池的构成和电解过程的计算在化学实验和工业生产中，电解是一种重要的化学过程。
而电解过程中所使用的电解池的构成和计算是我们需要详细了解和学习的内容。
本文将介绍电解池的构成以及针对电解过程的计算方法。
一、电解池的构成电解池是由两个电极和一个电解质溶液组成的。
电极分为阳极和阴极，电解质溶液则是通过电解质质量进入电解池，同时要保持电解质离子的平衡。
1. 阳极阳极是电解池中氧化反应发生的地方，通常由活泼的金属或金属氧化物构成。
阳极上的离子接受电子，发生氧化反应。
例如，在氯化钠的溶液中，阳极可以是铂或铂涂层的钛。
2. 阴极阴极是电解池中还原反应发生的地方，通常由惰性金属或还原性金属构成。
阴极上的离子释放电子，发生还原反应。
以氯化钠溶液为例，阴极可以是银或铜。
3. 电解质溶液电解质溶液由可导电性的盐酸、硫酸、氯化钠等物质组成。
电解质溶液中的离子在电解过程中起到承载电流的作用。
水也可以用作电解质，但通常需要在水中加入少量的酸或碱来增加导电性。
二、电解过程的计算在电解过程中，我们常常需要计算一些重要参数，如电解时间、电解量、理论产物等。
下面将详细介绍这些计算方法。
1. 电解时间电解时间可以通过下式计算得出：电解时间 = 电解物的物质的量 / 电流强度其中，电解物的物质的量可以通过摩尔质量和质量计算得出，电流强度可以通过电流表测量得出。
2. 电解量电解量是指在电解过程中氧化或还原的物质的量。
电解量可以通过下式计算得出：电解量 = 电流强度 * 时间要注意，电流强度必须用安培表示，时间必须用秒表示。
3. 理论产物在电解过程中，根据电解质和电流的不同，产生的理论产物也不同。
可以根据产生离子的标准电极电位来预测产物。
例如，在氯化钠溶液中，当电流通过电解池时，氯离子在阳极上被氧化成气体，而钠离子在阴极上被还原成金属钠。
需要注意的是，实际电解过程中可能会存在其他的反应发生，使得产物与理论产物有所不同。
这取决于溶液中存在的杂质以及氧化还原反应的特性。
预热器传热计算
P30 P30
2.9075 4.0705
第2页
热管空气预热器计算 (6)
33. 烟气侧的总传热 系数 平均温度下的导热 系数 管壁热阻 34. 空气侧的总传热 系数 平均温度下的导热 系数 管壁热阻
Kh λ Rt Kc λ Rt
kw/m2.℃ Kh=1/(1/hf+1/hi'+Rt) kw/m.℃ 查72B002-93P33 m2.℃/Kw Rt=do/(2*λ )*ln(do/di) kw/m2.℃ Kc=1/(1/hf+1/hi''+Rt) kw/m.℃ 查72B002-93P33 m2.℃/Kw Rt=do/(2*λ )*ln(do/di)
Ω f=((exp(x)-exp(-x))/(exp(x)+exp(-x)))/x 0.878253998 0.036388323 4.3 8.6 6.959580698 0.85
KW/m2.℃ hoc*=1/(1/hoc+Ri) m2.℃/KW 烧气 m2.℃/KW 烧油
29.翅化率 接触数 30. 翅 片 管 的 外 膜 传热系数(烟气侧)
0.0495 4.714893737
第1页
热管空气预热器计算 (6)
24.每米光管外表面积 25. 每米翅片管的翅 片表面积 26. 光管外膜传热系 数
ao af hoc X
m /m m /m KW/m2.℃
2
2
ao=pi()*d0
0.131946891
af=pi()/4*((do+2*b)^2-d0^2)*2/dp 1.343030859
热管空气预热器计算 (6)
热管空气预热器计算 传热计算 广州溶剂脱沥青 回收脱沥青油加热炉烟气 160x10 kcal/h 按照热端3100，冷端：2400
电渗析除盐的设计计算
电渗析除盐的设计计算1.电流效率电流效率是电渗析器的主要技术指标，它表示电渗析过程中电流的有效利用程度。
通过一张隔板的电流，就是隔板上平均电流密度与隔板有效面积的乘积，将通过一张隔板的电流被法拉第常数除，就可以得到水流经过一张隔板时每秒的理论脱盐量△m 为：式中：△m——理论脱盐量，mol；L——隔板流程长度，cm；B——隔板流水槽宽度，cm：J——平均电流密度，mA/cm2；F——法拉第常数，96.5c/mmol。
当进水浓度为c1、出水浓度为c0时（c1- c0）即除去的盐量，将（c1- c0）乘以流经一张隔板的流量，即可得到一张隔板的实际脱盐量△m’为：式中：c1、c0——分别为淡水的进、出口浓度，mmol/L；△m’——实际脱盐量，mol；Q——淡水流量，Q=vBt，m3/h；V——隔板流水槽中流速，cm/s；B——隔板流水槽宽度，cm；t——隔板厚度，mm。
2.脱盐率脱盐率是指通过电渗析处理后，去除的盐分占原水含盐量的百分数，即式中：表示脱盐率，其他符号意义同前。
3.所需膜面积及流程长度设计电渗析装置时，离子交换膜面积可按下式求出：除盐流程长度可由下式给出：在极限电流密度下运行时，根据可以得到：式中：L hm——在极限电流密度下的流程长度，cm；m——流速指数。
其他符号意义同前。
4.段数和每段膜对数求出流程总长度L总时，根据每张隔板实际流程长度L，即可求出所需串联的段数N，即：每段膜对数可按下式求出，即：式中：Q——淡水流量，m3/h；V——流水道中计算流速，一般采用5-10cm/s；278——单位换算系数。
其他符号意义同前。
5.淡水出口含盐量确定淡水流程后，可由此导出c0：当在极限电流密度下运行时，各段出口含盐量为：6.设计水量a.设计淡水量即除盐水站的生产能力，它通过按照生产的需要、设备特征及供水方式来确定，对电渗析器来说，还应考虑长期运行后，因计划结垢和膜污染中毒等因素，而使设备的产水能力下降的富裕水量和温度变化的影响，以及水站的自用水量。
低温盐水系统水利计算
低温盐水系统水利计算低温盐水系统作为一种新型的节能环保技术，在我国各大行业中得到了广泛的应用。
本文主要针对低温盐水系统的水利计算进行探讨，旨在为相关人员提供有益的参考。
一、低温盐水系统概述低温盐水系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置等组成。
系统通过压缩机将低温盐水中的热量吸收，使其温度升高，然后通过蒸发器进行蒸发，形成蒸汽。
蒸汽经过冷凝器冷却后，再次进入压缩机进行压缩，形成一个循环过程。
二、水利计算方法低温盐水系统的水利计算主要包括以下几个方面：1.确定低温盐水的比热容、密度等物性参数；2.计算系统各设备的负荷；3.确定管路布置及尺寸；4.计算系统的水力损失；5.校核系统的工作性能。
三、低温盐水系统水利计算实例以一个实际低温盐水系统为例，系统参数如下：盐水比热容为4.186kJ/(kg·K)，密度为1000kg/m；蒸发温度为-10℃，冷凝温度为40℃。
1.计算盐水在蒸发器、冷凝器中的负荷。
根据热量传递公式，可得到蒸发器负荷为1000kW，冷凝器负荷为800kW。
2.计算管路系统的水力损失。
根据水力损失公式，考虑管路长度、管径、流速等因素，得到水力损失为50kPa。
3.校核系统工作性能。
根据系统负荷和设备容量，可得到压缩机、蒸发器、冷凝器的匹配符合要求。
四、计算结果分析与讨论通过以上计算，可以看出低温盐水系统在实际运行过程中，能够满足各设备的需求。
同时，水力损失也在可接受范围内。
但在实际应用中，还需注意以下几点：1.优化管路布置，降低水力损失；2.合理选型设备，提高系统能效；3.定期检查维护，确保系统运行稳定。
五、结论与建议本文对低温盐水系统的水利计算进行了详细分析，为相关人员提供了有益的参考。
在实际应用中，应根据实际情况进行水利计算，确保系统运行的可靠性和经济性。
盐水预热器杂散电流的腐蚀与防护
２５Ｖ ． 左右 ， 即预 热 器带 正 电 ， 样 对 反 应 （ ） 成 这 １生
的电子转移有利， 预热器腐蚀 。要想减轻预热器 的 腐蚀 ， 就必须降低预热器的对地 电压。由于预热器
上 的 电压是 因为 电解 槽漏 电形 成 的 ， 一般 情 况下 ， 中
性 点 Ｂ以前 至 Ａ点 漏入 盐水 中的 电为正 电 ， 中性点
维普资讯
第 ８期
２０ ０ ６年 ８月
氯 碱 工 业
Ｃ ！ｒ—Ａ ｋ ｌ Ｉｄ ｓｒ ｈｏ — ｌａｉ ｎ ｕ ｔ ｙ
Ｎｏ ８ ．
Ａｕ ｇ．， ０ ６ ２０
【 设备与防腐】
盐 水 预 热 器 杂散 电 流 的 腐 蚀 与 防 护
３ 改造后的效果
改造 后 ， 盐水 预 热 器上 的对 地 电压 由 ２ ５Ｖ 降 ．
Ｂ
图 ２ 改造后的工艺流程
４ 结
语
漏 电本 身就 是浪 费 ， 因此 ， 该从 防止 盐水 断 电器 的 应
盐 水预 热器上 的 杂散 电流是 盐水 断 电器漏 电造
漏 电抓 起 ， 证 电解 生 产 的安全 经济运 行 。 保 ［ 编辑 ： 红果 ］ 董
［ 编辑 ： 董红果］
（） ２ 蒸发 冷 凝 水 不 经 过 热 水 桶 ， 但 减 少 了热 不 水 的散 热损 失 ， 汽冷 凝水 的热 能得 到充 分 回收 ， 蒸 而
（ 上接第 ３ ８页）
至 一 ． 大大降低了杂散 电流对预热器 的腐蚀。 Ｏ ２Ｖ， 改造后的盐水预热器已使用 ２ ， 年 未发现腐蚀穿孔。
且彻 底 改善 了热 水桶 周 围雾 气 腾腾 的环 境 面 貌 ， 减
电解计算的基本方法
电解计算的基本方法1根据电子守恒法计算：依据是电路中转移的电子数目相等。
用于串联电路、阴阳两极产物、正负极产物、电荷量等类型的计算。
2根据总反应式计算：先写出电极反应在写出总反应式，根据总反应式比例计算。
3根据关系式计算：由电子守恒关系建立已知量与未知量之间的比例关系。
常见微粒间的计量关系式为：4e -~4H +~4OH -~4Cl -~4Ag +~2Cu 2+~2H 2~O 2~2Cl 2~4Ag~2Cu~2H 2O一、单一溶液的电解 例1.用两个惰性电极插入500mL AgNO 3溶液中，通电电解。
当电解液的pH 从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液体积变化可以忽略），电极上析出的质量是A. 27mgB. 54mgC. 108mgD. 216mg例2. 25℃，用惰性电极电解一定量的硫酸钠饱和溶液。
一段时间后，阴极析出a 摩尔气体，同时有m 克Na 2SO 4.10H 2O 晶体析出 .若温度不变，此时溶液中溶质的质量分数是多少？A.w w ＋18a ×100%B.w w ＋36a ×100%C.7100w 161(w ＋36a )%D.7100w 161(w ＋18a )%二、混合溶液的电解例3 在100mL H 2SO 4和CuSO 4的混合液中用石墨做电极电解，两极均收集到2.24L 气体（标况），则原混合液中Cu 2+的物质的量浓度为A ．1moL/L B. 2moL/L C. 3moL/L D. 4moL/L例4.在1L K2SO4和CuSO4的混合液中,c( SO42-)= 2moL/L,用石墨做电极电解，两极均收集到22.4L气体（标况），则原混合液中K+的物质的量浓度为？例5. 将0.2moL AgNO3 、0.4moLCu(NO3)2、 0.6moLKCl 溶于水，配成100mL 的溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出0.3moLCu ，此时在另一极收集到气体体积为（标况）A ．4.48L B. 5.6L C. 6.72L D. 7.84L三、非惰性电极做阳极的电解例6. 用质量均为100g 的铜做电极，电解AgNO3 溶液，一段时间后，两电极质量相差28g,此时两电极质量分别为：A. 阳极93.6g 阴极121.6gB.阳极100g 阴极128gC.阳极91.0g 阴极119.0gD.阳极86.0g 阴极114.0g四、串联电路的电解例7.把两个电解槽串联起来如图示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了0.192g,金属X 阴极质量增加了0.195g,已知X 的相对原子质量为65，求X 离子所带电荷数？练习1. 有两只串联的电解池，甲池盛有CuSO 4溶液，乙池盛有某硝酸盐溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 g Cu 时，乙池的阴极上析出0.6 g 固体，则乙池的溶质可能是( )A ．NH 4NO 3B ．Al(NO 3)3C ．Cu(NO 3)2 D ．Mg(NO 3)22．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。
电解计算
[解析]
甲池阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，应失
去(1.12 L/22.4 L· mol－1)×2＝0.1 mol电子。乙池阳极反应： 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由电子守恒可知，乙池阳极 应得0.1 mol电子。所以，乙池中c(H＋)＝0.1 mol/1L＝0.1 mol· L－1，故电解后乙池溶液的pH为1。
Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极4OH－－
4e－===2H2O＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完 全放电，根据电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等 于OH－失电子总数。析出0.1 mol H2获得0.2 mol电子，析 出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以有0.1 mol Cu2＋放电，
获得0.2 mol电子，c(Cu2＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol· L－1。
[答案] A
[例证3]
将分别盛有饱和KCl溶液和CuSO4溶液的两
个电解槽(电极均为石墨电极)串联，通电一段时间后，在 甲池(饱和KCl溶液)的阳极收集到1.12 L气体(标准状况下)， 如果乙池(CuSO4溶液)溶液的体积为1 L，则电解后乙池溶 液的pH为________(电解过程中溶液体积不变)。
点击此图片进入 专题专练
反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立 已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如 4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－。
3．计算步骤 首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)；其 次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确 定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电解用精盐水预热器的有关计算
项荣海
福建省龙岩龙化化工有限公司364000
摘要：介绍了电解用精盐水预热系统的有关计算过程，以便采用相应的换热器，保证精盐水的预热效果。
关键词：精盐水；预热；
电解盐水预热在氯碱生产中占有重要的地位，影响着电解槽的生产效率及安全运行。
龙岩龙化化工有限公司烧碱生产规模为5万吨/年，采用8型金属阳极隔膜电解槽，电解产生的氢气部份供给生产盐酸和双氧水外，其余排空。
为了进一步做好节能降耗工作，龙岩龙化化工有限公司对原有的精盐水预热系统进行技术改造，决定采用三段式预热系统，第一段为采用冷却盐酸合成炉热水循环预热，第二段为采用电解槽产生的湿热氢气预热，第三段采用蒸气预热。
工艺流程如下：
结合龙岩龙化化工有限公司的实际生产情况，对电解用的精盐水预热系统的热量进行计算，以便采用相应的换热器，保证精盐水的预热效果。
1、计算依据
至电解的精盐水温度：40℃，预热温度至：75℃，比热：0.93Kcal/l.℃；精盐水耗用9.427m2/t.碱（根据氯碱计算）；按当前300台电解槽，平均电流12300A，电解槽电流效率96%计算，则：
碱产为1.492×300×12300×96%×10-6=5.29t/h（100%碱）
精盐水耗用流量为5.29×9.427=49.8m 3/h
2、预热器的计算
2.1一段盐酸合成炉热水预热，采用螺旋板换热器
盐酸合成炉循环热水70℃，精盐水40℃，预热至50℃，螺旋板换热器换热
系数为2500KJ/m 2.h.℃。
所需热量：Q 1=49.8×0.93×（50-40）×103=463140Kcal/h
传热推动力：△t 1=70℃-50℃=20℃
△t 2=70℃-40℃=30℃ 69.2420
30lg 3.22030lg 3.21212=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 所需传热面积：215.3169.242.42500463140m F =⨯=
2.2三段电解槽湿热H 2预热，采用列管式换热器
列管式换热器传热系数为300Kal/m 2.h.℃，电解槽湿热H 280℃，冷却加热
盐水至55℃，按目前供盐酸、双氧水生产用氢气量的电解槽数为200台计算，则产碱为：
1.492×200×12300×96%×10-6=3.52t/h （100%碱）
根据氯碱计算：砘碱（100%碱）产H 2中：
H 2 12.5Kmol （25Kg ）
水蒸汽 11.39Kmol （205Kg ）
其它 0.52Kmol （15.06Kg ）
查表55℃ H 2饱和水蒸汽分压为0.15973kg/cm 2 ,则冷凝水量ω按道尔顿
分压定律： 15973.0115973.096.0225
18
ω
205-=⨯- ω=160.45Kg
则预热器入口总热量为:
ΣQ 入 = Q H2 + Q 水蒸汽 + Q 气
=80×25×3.45+205×631.3+80×15.06×0.244
=136610KCal
预热器出口总热量: ΣQ 出 = Q H2’ + Q 水蒸汽’ + Q 气’ + Q ω
=55×25×3.42+（205-160.45）×620.1
+55×15.06×0.243+160.45×55×0.9975
=41332KCal
预热器换热功当量损失按5%计，则H 2预热器预热精盐水有效热量为：
Q=（ΣQ 入 -ΣQ 出 ）×95%
=90514.1KCal/t.100%NaOH ×3.52t/h
=318609.63KCal/h
盐水预热温差：9.69308.4963
.318609=⨯=∆t ℃
即：预热器盐水出口温度为56.9℃
传热推动力：△t 1=80℃-50℃=30℃
△t 2=80℃-56.9℃=23.1℃
43.261
.2330lg 3.21.2330lg 3.21212=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 所需传热面积：2218.4043.2630063
.318609m F =⨯=
2.3三段蒸汽预热，采用螺旋板换热器
查4Kgf/cm2表压过热蒸汽热焓i=656KCal/Kg ，温度t=130℃（减压后），
精盐水56.9℃预热至75℃，所需热量：
Q 3 = 49.8×103×0.93×（75-56.9）
=838283.4KCal/h
传热推动力：△t 1=130℃-75℃=55℃
△t 2=130℃-56.9℃=73.1℃
67.6355
1.73lg 3.2551.73lg 3.21212=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 所需传热面积：231.2267.632
.425004.838283m F =⨯= 3、结束语
龙岩龙化化工有限公司根据以上计算，电解用精盐水预热系统分别采用：第 一段为35m 2螺旋板换热器，第二段为45m 2列管式换热器，第三段为25m 2螺旋板换热器。
经过近半年的运行情况来看，效果显著，达到了预期的目的，节约了大量的蒸汽，但在生产运行中应注意以下几个问题：①做好精盐水的断电，减少由于精盐水的带电对换热器的电腐蚀，否则会影响换热器的使用寿命；②做好各个换热器的保温工作，减少换热器的热量损失；③定期取样分析，一段换热器盐酸合成炉循环水、二段氢气冷凝水和三段蒸汽冷凝水中氯离子的含量，便于及时发现异常情况，以此来判断换热器是否会漏，并及时对换热器进行更换，不至于影响电解槽的生产效率及安全运行；④各换热器应安装旁路阀，以便于各换热器会漏并进行更换时不影响电解槽的运行。