氯碱生产中，电解槽整流运行的电流效率如何计算？

　　一、电流效率

　　在电解过程中，通过一定电量时，生成物的“实际产量和理论产量”之比称为电流效率。

　　η=G实际/G理论×100%

　　电解溶液中常含有一些其他离子，当这些离子放电时要消耗一部分电能，电解时发生的副反应以及电荷漏电等因素也要消耗电能。因此电流效率常小于1。分为阴极电流效率和阳极电流效率。

　　通常计算阴极电流效率：η阴=G实际/G理论×100%

　　式中：G理论=K·I·t·n/1000      （kg）

　　G实际=电解液浓度g（kg/m3）×体积V（m3）   （kg）

　　K为电化当量：

　　氯的电化当量：KCl2=35.46/26.8=1.323 g/(A·h)

　　氢的电化当量：KH2=1.08/26.8=0.0376 g/(A·h)

　　氢氧化钠电化当量：KNaOH=40/26.8=1.492 g/(A·h)

　　阳极电流效率：从电解反应知，阳极上的析O2反应，是与析Cl2反应相竞争的主要电化学副反应，它可使阳极电流效率下降2～4%，

• 2H2O→O2+4H++4e-…………（1-9）

　　或 4OH-→ O2+2H2O+4e-……（1-10）

　　这个电极反应的速度与电极材料、电解条件等密切相关。

　　此外，阳极析出的氯气，不可避免地有部分溶解在阳极液中，生成次氯酸钠和盐酸：Cl2+H2O H++Cl-+HClO

　　当阴极生成的碱，由于扩散等原因进入阳极液中，次氯酸被中和，生成易解离的次氯酸盐：HClO+ OH- →ClO-+ H2O

　　这时次氯酸根将在阳极上氧化，生成氯酸根并析出氧气。

　　6ClO-+3H2O→2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2+6e-······（1-13）

　　此外，在阳极液中生成的HClO还会进行化学反应生成氯酸盐：

　　HClOH++ClO-················（1-14）

　　2HClO+ClO-→ ClO3-+2H++2Cl-······（1-15）

　　上述这些反应使阳极生成的氯，阴极生成的碱，都由于副反应而白白消耗掉，降低了电流效率和产品纯度，特别是阳极液中的OH-增高时，这些副反应更严重。将阳极和阴极产物分开，降低阳极液中的OH-含量，是提高电解过程电流效率的关键。设法提高阳极析O2过电位，降低析氯主反应过电位，是提高电流效率的又一措施。影响电流效率的因素有：盐水质量、盐水温度、电解液浓度（碱液盐碱比）、隔膜吸附质量、电流密度大小、电流波动、电槽绝缘情况等。

二、 电压效率

　　理论分解电压与实际槽电压之比称为电压效率，它总是小于1。

　　槽电压直接影响直流电耗，槽电压由以下几部分组成：

　　V=V0+η阳+|η阴|+ΣIR·················（1-16）

　　式中：V0——理论分解电压，当工作电流为零时的槽电压，可由热力学计算。

　　η阳——阳极过电位。

　　|η阴|——阴极过电位绝对值。

　　ΣIR——电流流过电解槽各部分时的欧姆电压降总和。

　　槽电压由阴极电极电位、阳极电极电位、阴极过电压、阳极过电压、溶液压降、隔膜压降、金属导体压降组成。

　　因此，可通过选择和研制新型电极材料、隔膜材料、调整极距、提高电解液温度和浓度，控制适宜的电流密度，设计合理的电槽结构等来降低槽电压，以提高电压效率，降低电耗。

　一、电流效率
　　在电解过程中，通过一定电量时，生成物的“实际产量和理论产量”之比称为电流效率。
　　η=G实际/G理论×100%
　　电解溶液中常含有一些其他离子，当这些离子放电时要消耗一部分电能，电解时发生的副反应以及电荷漏电等因素也要消耗电能。因此电流效率常小于1。分为阴极电流效率和阳极电流效率。
　　通常计算阴极电流效率：η阴=G实际/G理论×100%
　　式中：G理论=K·I·t·n/1000 （kg）
　　G实际=电解液浓度g（kg/m3）×体积V（m3） （kg）
　　K为电化当量：
　　氯的电化当量：KCl2=35.46/26.8=1.323 g/(A·h)
　　氢的电化当量：KH2=1.08/26.8=0.0376 g/(A·h)
　　氢氧化钠电化当量：KNaOH=40/26.8=1.492 g/(A·h)
　　阳极电流效率：从电解反应知，阳极上的析O2反应，是与析Cl2反应相竞争的主要电化学副反应，它可使阳极电流效率下降2～4%，
2H2O→O2+4H++4e-…………（1-9）
　　或 4OH-→ O2+2H2O+4e-……（1-10）
　　这个电极反应的速度与电极材料、电解条件等密切相关。
　　此外，阳极析出的氯气，不可避免地有部分溶解在阳极液中，生成次氯酸钠和盐酸：Cl2+H2O H++Cl-+HClO
　　当阴极生成的碱，由于扩散等原因进入阳极液中，次氯酸被中和，生成易解离的次氯酸盐：HClO+ OH- →ClO-+ H2O
　　这时次氯酸根将在阳极上氧化，生成氯酸根并析出氧气。
　　6ClO-+3H2O→2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2+6e-······（1-13）
　　此外，在阳极液中生成的HClO还会进行化学反应生成氯酸盐：
　　HClOH++ClO-················（1-14）
　　2HClO+ClO-→ ClO3-+2H++2Cl-······（1-15）
　　上述这些反应使阳极生成的氯，阴极生成的碱，都由于副反应而白白消耗掉，降低了电流效率和产品纯度，特别是阳极液中的OH-增高时，这些副反应更严重。将阳极和阴极产物分开，降低阳极液中的OH-含量，是提高电解过程电流效率的关键。设法提高阳极析O2过电位，降低析氯主反应过电位，是提高电流效率的又一措施。影响电流效率的因素有：盐水质量、盐水温度、电解液浓度（碱液盐碱比）、隔膜吸附质量、电流密度大小、电流波动、电槽绝缘情况等。
二、 电压效率
　　理论分解电压与实际槽电压之比称为电压效率，它总是小于1。
　　槽电压直接影响直流电耗，槽电压由以下几部分组成：
　　V=V0+η阳+|η阴|+ΣIR·················（1-16）
　　式中：V0——理论分解电压，当工作电流为零时的槽电压，可由热力学计算。
　　η阳——阳极过电位。
　　|η阴|——阴极过电位绝对值。
　　ΣIR——电流流过电解槽各部分时的欧姆电压降总和。
　　槽电压由阴极电极电位、阳极电极电位、阴极过电压、阳极过电压、溶液压降、隔膜压降、金属导体压降组成。
　　因此，可通过选择和研制新型电极材料、隔膜材料、调整极距、提高电解液温度和浓度，控制适宜的电流密度，设计合理的电槽结构等来降低槽电压，以提高电压效率，降低电耗。