Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2023

Идентификатор DOI: 10.5281/zenodo.7827807

Ключевые слова: aluminum, electrolytic cell, exhaust gases, perfluorocarbons, thermodynamic analysis, Gibbs energy, electrode potential, алюминий, электролизер, отходящие газы, перфторуглероды, термодинамический анализ, энергия Гиббса, электродный потенциал

Аннотация: Рассчитаны изменение энергии Гиббса реакции, протекающей при получении алюминия на аноде и учитывающей совместное образование оксидов углерода CO₂ и CO и перфторуглеродов CF₄ и C₂F₆ при нормальном технологическом процессе, и электродный потенциал анода относительно алюминия. Показано, что образование при электролизе перфторуглеродов совместно с оксидами углерода термодинамически возможно даже вблизи равновесного потенциала анода (≈ 1,2 В) и тем более, когда обратная ЭДС при промышленных плотностях анодного тока достигает ≈1,8 В. Однако согласно измерениям на промышленных электролизерах при нормальном электролизе концентрация перфторуглеродов в отходящих газах в среднем оценивается в 0,02%. Расхождение между результатами термодинамического анализа и измерений объясняется протеканием реакций CF₄ и C₂F₆ с водяным паром непосредственно или с участием кислорода на пути газов от подошвы анода до места отбора проб. The change in the Gibbs energy of the reaction occurring during the production of aluminum at the anode and taking into account the joint formation of carbon oxides CO₂ and CO and perfluorocarbons CF₄ and C₂F₆ during a normal technological process, and the electrode potential of the anode relative to aluminum are calculated. It is shown that the formation of perfluorocarbons during electrolysis together with carbon oxides is thermodynamically possible even near the equilibrium potential of the anode (≈ 1.2 V), and even more so when the back EMF reaches ≈1.8 V at industrial anode current densities. However, according to measurements on industrial cells in normal electrolysis, the concentration of perfluorocarbons in the off-gases is estimated at an average of 0.02%. The discrepancy between the results of thermodynamic analysis and measurements is explained by the reactions of CF₄ and C₂F₆ with water vapor directly or with the participation of oxygen on the path of gases from the anode base to the sampling point.

Журнал: Norwegian Journal of Development of the International Science

Выпуск журнала: №106

Номера страниц: 7-12

ISSN журнала: 34539875

Место издания: Осло

Издатель: Global Science Center LP

• Михалев Ю.Г. (ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)