Технико-экономические показатели процесса электролиза

Технико-экономические показатели (ТЭП) - это система измерителей, характеризующая хозяйственно - экономическую деятельность предприятия. Комплексный характер абсолютных и относительных показателей позволяет:

- проводить анализ производственных возможностей предприятия и стратегическое планирование;

- оценить деятельность отдельного предприятия, его трудовые и технические возможности;

- сопоставить результаты деятельности в динамике за несколько лет или периодов;

- оценить эффективность использования производственных фондов и трудовых ресурсов;

- сделать вывод о положительных или отрицательных изменениях в деятельности предприятия;

- определить убыточные участки производства;

- установить перечень необходимых мероприятий для улучшения или сохранения действующей позиции;

- установить нормативы на будущие периоды на предприятии.

Основные технико-экономические показатели предприятия включают в себя следующие:

- объем производства: товарная продукция, выпущенная за определенный период, выражается в натуральном (количество) или денежном эквиваленте (стоимость всего объема продукции);

- численность сотрудников компании и фонд заработной платы;

- величина отчислений в бюджет за отчетный период;

- прибыль предприятия, полученная от продажи продукции;

- рентабельность продукции: уровень дохода предприятия и эффективность его деятельности;

- себестоимость единицы выпускаемой продукции: затраты на материалы, сырье, энергию, аренду производственных помещений, амортизацию оборудования;

- фондоотдача - показатель использования капитала предприятия, определяется как отношение объема выпущенной за определенный период продукции к средней стоимости основных фондов;

- объем нереализованной за указанный период готовой продукции.

В зависимости от типа деятельности конкретного предприятия, выделяют дополнительные технико-экономические показатели, которые более подробно характеризуют его работу за фиксированный промежуток времени. Методика их расчёта и оценки позволяет проводить сравнение различных предприятий одной отрасли по эффективности хозяйственно-экономической деятельности и выявления внутрипроизводственных резервов.

Для электролизного производства такими основными показателями являются выход по току и по энергии и удельный расход энергии.

Законы Фарадея

Как и всякий электрохимический процесс, электролиз криолитоглинозёмного расплава подчиняется законам Фарадея, установленным им в 1833 году при изучении электролиза водных растворов.

Первый закон.Масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении постоянного электрического тока через электролит, прямо пропорциональна силе тока и времени его прохождения

m = j * I * τ (4.1)

Произведение I *τ называется количеством электричества.

Коэффициент jназывают электрохимическим эквивалентом

j= (4.2)

Второй закон.Электрохимические эквивалентывеществ пропорциональны их грамм–эквивалентам

j = Э / F(4.3)

где Э - грамм–эквивалент выделившегося вещества на электроде;

F – число Фарадея, равно 26,8 А*ч.

Грамм–эквивалент Э - это масса вещества в граммах, численно равная химическому эквиваленту Х

Х= (4.4)

где Ам – атомная масса вещества, г;

n – валентность вещества.

Тогда, подставив в уравнение (4.3) значение Э = Х, получим

j= (4.5)

Отсюда, численные значения электрохимического эквивалента будут

Al = 0,335; Mg = 0,454; Cl = 1,323 и т.д.

Тогда, объединив оба закона, можно записать общую формулу закона Фарадея для электролиза глинозёма

m = 0,335 * I * τ (4.6)

Если подставить в уравнение (4.6) I = 1А, τ = 1 час, то m = j, т.е. электрохимический эквивалент представляет собой массу вещества, выделившегося на электроде при силе тока 1А за 1 час и измеряется в г/(А*ч) или кг/(кА*ч).

Выход по току

При электролизе всегда выделяется меньше вещества, чем должно получиться по законам Фарадея. Это объясняется тем, что наряду с основными электродными процессами окисления и восстановления, практически всегда протекают побочные реакции (взаимодействие образовавшихся при электролизе веществ с электролитом, выделение на катоде натрия, водорода и др.). Кроме того, часть тока тратится на преодоление сопротивления в проводниках и электролите, то есть на нагрев электролита и электродов. Для учета этих потерь (для измерения электрохимического КПД тока) вводится понятие выхода по току, который является важнейшим технико-экономическим показателем.