Eksamensoppgaver V07 - Udir.no

Tekniske opplysninger, renseanlegg
Elektrolyse av natriumklorid til natriumklorat
Vedlegg 1.
Generelt: Bedriften produserer 6 200 tonn natriumklorat per år. Stoffet brukes som blekemiddel i
treforedlingsindustrien, og noe som ugressmiddel. Bedriften er omfattet av lover, konsesjoner, avtaler og
regler som ellers i metallurgisk prosessindustri. Bedriften har ca. 25 ansatte inkludert salgsavdelingen, og
produksjonen er helkontinuerlig. Elektrisitet framskaffes fra eget kraftanlegg. Prosessutstyret utenom
elektrolysecellene er hovedsakelig konstruert i titan.
Tekniske opplysninger:
1. Forbruk råvarer per døgn: 9 000 kg natriumklorid, 1 000 kg saltsyreløsning (33 %) og 230 kg
natriumhydroksid.
2. Matekaret tilføres vann, mettet saltløsning og saltsyre, det siste for å justere pH til ca 6,9.
3. Elektrolysehallen har 81 celler som tilføres totalt 16 500 l/h fra matekaret. Strømstyrken er 16 kA, og
spenningen per celle er 3,4 V.
4. Reaksjoner ved 85 o C:
Totalreaksjon
Elektrodereaksjoner:
−
Cl H O ⇒ Cl + H
2
2 2
+ + OH
−
Cl Cl2
⇒ + e
H2 2
-
O + e ⇒ H + OH
5. Dannet hydrogengass, som også inneholder litt klor og saltsyre, vaskes med en løsning av
natriumhydroksid. Vaskeløsningen føres tilbake til elektrolysen, mens gassen slippes til luft.
6. Den utskilte klorgassen kommer i kontakt med hydroksidioner i den basiske løsningen og
disproporsjonerer etter denne ligningen:
−
−
−
3 Cl (g) + 6 OH (aq) = 5 Cl (aq) + ClO (aq) + 3 H O
2
7. Anodene er av titan og er belagt med ruthenium og iridium, 40 anoder per celle. Katoder av jern.
8. I alkaliseringen justeres pH til pH = 10 vha. tilsats av 7 kg/h NaOH.
9. I sedimenteringen utfelles forurensinger / uønskede partikler.
10. Løsningen filtreres. Den holder nå en temperatur på 80 o C.
11. Den filtrerte luta blir sugd inn på en flash-kjøler, og mates videre inn på Oslokrystallisatoren.
Temperaturen har da falt til 45 o C.
12. I Oslo-krystallisatoren blir det utfelt natriumklorat.
Fra krystallisatoren føres 14 000 l/h mettet løsning i retur til matekaret. Temperatur 30 o C. Fra bunnen av
krystallisatoren tas ute en slurry med kloratkrystaller og mettet væske.
13. Sentrifugen mates med slurry fra krystallisatoren. Væska fra sentrifugen blandes med væska fra filteret
og sendes tilbake til krystallisatoren.
14. Krystallene fra sentrifugen går til en fluidbed-tørke og videre til lagersilo.
Eksamen KP8019 Metallurgiske prosessfag Side 7 av 12
3
2
−
−
−