题目
铝电解生产电能利用率为( )。A. 20~30%B. 40~50%C. 60~70%D. 80~90%
铝电解生产电能利用率为( )。
A. 20~30%
B. 40~50%
C. 60~70%
D. 80~90%
题目解答
答案
B. 40~50%
解析
铝电解生产是将氧化铝(Al₂O₃)通过电解反应生成铝(Al)和氧气(O₂)的过程,属于高耗能工业。本题考查电能利用率的概念,即输入系统的电能中有多少被有效转化为铝的化学能。
关键点在于理解电解过程中的能量分配:
- 电能去向:大部分电能转化为热能(维持电解槽温度),仅部分用于化学反应。
- 技术限制:传统工艺中能量损耗较高,现代技术虽有所提升,但利用率仍低于其他工业领域。
- 选项对比:需排除过低(如A选项)或过高的数值(如C、D选项),结合工业实际选择合理范围。
铝电解生产中,电能利用率的计算公式为:
$\text{电能利用率} = \frac{\text{生成铝的化学能}}{\text{输入总电能}} \times 100\%$
核心因素:
- 化学反应需求:电解反应需克服氧化铝的分解能,消耗大量电能。
- 能量损耗:电流通过电解质时产生电阻热,约50%以上的电能以热能形式散失。
- 工艺优化:先进工艺(如预焙槽)可将利用率提升至40~50%,但仍显著低于理论值。
选项分析:
- A. 20~30%:过低,不符合现代工艺水平。
- B. 40~50%:合理范围,反映实际工业应用中的能量分配。
- C. 60~70%:偏高,超过当前技术极限。
- D. 80~90%:过高,工业过程难以实现如此高效。