毎週1問、正解者には賞品が。塩素アルカリ（化学工学基礎知識）第6問
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この投稿は最後にsunjl1981によって2013年1月6日20時03分に編集されました。前回の質問は失敗に終わりました。ふふ、返信がほんとうに少ないですね。うう、悲しいです~~~~~ 今週はみんなで、なぜ電池に酸を加えるのか、酸を加える利点は何かについて話し合いましょう？？このようにして酸の添加量を、新しい膜の使用開始から膜の交換までコントロールする。いつもの通り、答えは隠す。 、 、 -
この投稿は、2010年7月21日10時16分に仲恒明によって最終的に編集されました。電解槽に酸を加える目的は、陰極から逆方向に移動してくるOH-イオンを中和し、陽極での副反応を減らし、電流効率を向上させ、電解槽の電圧を下げることです。新しい膜を取り付けて運転を開始した後は、80度の温度でしばらく運転を続け、その間は酸を加えません。運転が安定したら、徐々に電解槽の温度を88度まで上げながら、同時にゆっくりと酸を加えていきます。一般的にはまず50～80Lを加え、その後は20L/日の割合で徐々に量を増やし、入口および出口の酸度が基準値に達するまで続けます。膜の寿命が進むと、出口の酸度がもはや基準値を満たさなくなるため、その場合は入口の酸度を0.13～0.14の範囲に抑え、絶対に基準値を超えてはいけません。
この投稿は最後に、仲恒明によって2010年7月21日11時16分に編集・返信されました。1# 仲恒明：スロット電圧の原理によれば、加える酸の量がスロット電圧に影響を与えます。 酸の添加：1、カソード逆浸透によって生じる水酸化物イオンを中和し、膜上への堆積量を減らすことで、最終的にタンクの電圧を下げる効果を得るためです。2、アノード領域の塩化物イオン濃度を適宜上昇させることができる。3、溶解による塩素ガスの損失を減らし、電解効率を向上させる。しかし、負の影響もいくつかあります：1、導入部の補助陽極の腐食が悪化する；2、膜が酸化され、機能を失う；3、塩水中のカルシウムやマグネシウムといった不純物が膜内で沈殿し、膜の構造を破壊する。
酸を加える主な効果は、塩素の純度を高め、塩素の溶解度を下げることで、後続の脱塩素処理に役立つことです。 電解過程において、陰極のアルカリ液の一部がイオン膜を通って陽極に浸透し、そこで添加された酸と反応する。これを引き起こす主な原因は、カソード圧力が過度に高いこと、陰極と陽極の間の圧力が不安定であること、カソード側でのアルカリ添加量が過剰であること、あるいはイオン交換膜にわずかな針穴があることです。 制御：各関連操作説明書に規定されている入口・出口の酸度を基準とする。規定値を超えてはならない
電解過程において、OH-が陰極室から陽極室へ逆移動する当量は（1—CE）であり、CEは電流効率である。逆移動してきたOH-を中和するため、陽極液には適量の塩酸を加える必要がある。また、電解過程において、陽極反応はCL-とOH-の競争反応であり、それぞれCL2とO2が生成される。もし陽極液の酸性が低すぎると、塩素ガス中の酸素量が増加する；酸を加えないか少量しか加えないと、副反応が増加し、アノードの効率が低下する。また、クロレートの含有量が増え、酸素も発生する。さらにアノードコーティングが不活性化され、アノードコーティングの寿命に影響を与えるだけでなく、槽の電圧も上昇する。しかし、酸の添加量は多くてはならず、厳しく制御する必要がある。
この投稿は最終的に、2010年7月22日01:05に仲恒明によって編集されました。hideコードは使用できず、直接返信します。イオン膜を使用している間、その電気化学的性質は時間が経つにつれて徐々に悪化していきます。例えば、塩素中の酸素含有量が高かったり、淡水の濃度が低かったりすると、電流効率も低下し、それによって電解槽の陽極の寿命に深刻な影響が及びます。したがって、イオン膜電解槽装置の長期的な経済的運用を維持する観点から、槽内へ供給される食塩水に酸を添加することは非常に重要である。アノード入口に酸添加バルブを設置し、高純度水で酸を希釈することで、酸添加口付近で食塩水が結晶化するのを防ぐ。しかし、酸を過剰に加えるとイオン膜が損傷するため、新しい膜には酸を加えない方が良い。
この投稿は、2010年7月22日01:05に仲恒明によって最終的に編集されました。電解槽に酸を加える目的は、イオン膜を通じて陰極室から陽極室へ移動する水酸化物イオンを中和することであり、これは同時にイオン膜の電流効率を示しています。電流効率が高いときは、移動する水酸化物イオンはほとんどないが、運転時間が経つにつれてイオン膜の性能が低下し、電流効率は徐々に下がり、陰極室から移動する水酸化物イオンが増えていく。
高電流で動作すると、多くの水酸化物イオンが膜を通ってアノード室に入ります。そのため、アノード反応はCl-とOH-の競合反応となり、それぞれCl2とO2が生成されます。アノード液の酸性が低下すると、塩素中の酸素含有量が増加する。 高純度の塩素ガスを制御し、陽極での副反応を減少させ、電流効率を向上させるために、水酸化物イオンを中和するために塩酸を陽極に添加する必要がある。
酸を加えることで塩化物イオンが増加し、電解効率が向上すると同時に、電解で生成された塩素ガスの溶解を抑制できる。酸の添加量は少なくから多くへと段階的に行うべきであり、膜の種類によっても酸の添加量は異なり、主に膜の構造的性質に関連している。実際、長期間使用するうちに酸の添加量が増える現象もこれで説明できるだろう。
返信 1# 仲恒明 酸を加えるのは、アノード室に浸透した水酸化物イオンを中和し、アノードでの副反応の発生を抑制し、一定の塩素ガス純度を保つためです；膜の陽極側における不純物の沈着量を減らし、槽電圧を下げる。 膜の使用時間が長くなるにつれて、膜の選択透過性は徐々に低下し、一定の陽極効率を維持するためには塩酸の添加量を徐々に増やさなければならない。
返信 1# 仲恒明：電解過程においてアノードでは多くの副反応が起こり、電流効率や塩素ガスの純度に影響を与えます。酸を加えるのは、これらの副反応を抑制するためです。 塩水をタンクに入れる前に適量の塩酸を加えることで、過剰なNaOHを中和し、Na2CO3を分解する。これが、新しい膜を運用する際に少量の酸を加える主な理由でもある。この時は通常、酸の添加と電流のシリアル制御の関係を解除し、手動で少量ずつ添加します。 膜の運転後期になると、膜の交換性能が低下するため、アノード側に逆浸透するOH-の量が増加する。このとき、酸の添加量を増やすことで、以下の反応の発生を最大限に抑制することができる：
CL2 + 2NaOH → 1/3NaClO3 + 5/3NaCl + H2O
CL2 + 2NaOH → 1/2O2 + 2NaCl + H2O
HCLO + NaOH → 1/2O2 + NaCl + H2O
40H- + O2 → 2H2O + 4e。 逆方向に移動したOH-イオンは、酸性塩水中のH+によって中和され、アノードで放電してO2が生成される可能性が低下する。これにより、塩素ガスの純度とアノード電流効率が向上する。添加方法はシリアル制御であり、そのパラメータは運転時間の経過とともに適切に調整する必要があるが、出口のpHは2以上を保つことが求められる。 また、適切に酸を加えることで、電解によって生成した塩素酸塩の一部を分解し、食塩水の塩化ナトリウム濃度を維持することができる。
CL2 + 2NaOH → 1/3NaClO3 + 5/3NaCl + H2O
CL2 + 2NaOH → 1/2O2 + 2NaCl + H2O
HCLO + NaOH → 1/2O2 + NaCl + H2O
40H- + O2 → 2H2O + 4e。 逆方向に移動したOH-イオンは、酸性塩水中のH+によって中和され、アノードで放電してO2が生成される可能性が低下する。これにより、塩素ガスの純度とアノード電流効率が向上する。添加方法はシリアル制御であり、そのパラメータは運転時間の経過とともに適切に調整する必要があるが、出口のpHは2以上を保つことが求められる。 また、適切に酸を加えることで、電解によって生成した塩素酸塩の一部を分解し、食塩水の塩化ナトリウム濃度を維持することができる。
酸を加える目的：イオン膜を通じて陰極室から陽極室へ移動するOH-を中和し、これは同時にイオン膜の電流効率を反映している。電流効率が高いときは、移動するOH-の量は少なく、運転時間が経つにつれてイオン膜の性能が低下し、電流効率も徐々に下がり、陰極室から移動するOH-の量が増えていく。
塩素酸塩の生成を抑制し、アノード効率を向上させる。槽圧を低くし、塩素ガスの純度を高める
電解槽に酸を加えるのは、陰極から移動してきた水酸化物イオンを中和し、塩素ガスの純度を高めるためです。新しい膜では酸の添加量は少なく、膜が劣化するにつれて徐々に酸の添加量が増え、タンク内のpH値を3前後に保てばよい。