电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及HCl合成单元，通过将含有氯酸钠晶体的电解液送到固液分离器进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体经溶解过滤后进入发生器，从固液分离器分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统，返回电解槽继续电解，使得氯化钠和重铬酸钠都只在氯酸钠制取系统中，没有进入二氧化氯生成单元，循环利用，而二氧化氯制取单元生成的氯化钠溶解后又送入氯酸钠制取单元，因此基本不用补充。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及综合法二氧化氯生产领域，具体是一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统。
技术介绍
二氧化氯是一种强氧化剂，稳定的二氧化氯已被世界卫生组织认为是效果好的杀菌剂和性能优良、效果很好的杀菌消毒剂，广泛应用于制浆厂的漂白工段。当前我国已经实现小型消毒用二氧化氯生产设备的国产化。现场制备和现场使用消化的大型二氧化氯制备系统，国内还处于起步阶段，新建的造纸企业采用的大型二氧化氯生产系统开始采用国产的成套设备技术。综合法二氧化氯制备过程包括氯酸钠和盐酸混合，其中盐酸既作为还原剂又作为反应的酸性介质，反应式为：NaClO3+2HCl→ClO2+½Cl2+H2O+NaCl氯酸钠是生产二氧化氯的主要原料之一，它是电解盐水得到的产物。在电解槽中的氯化钠和水经过一系列反应后最终生成氯酸钠和氢气，反应式如下：NaCl+3H2O → NaClO3+3H2盐酸是生产二氧化氯的另一种原料，它是通过氯气与氢气燃烧生成氯化氢气体，用纯水吸收得到32%的盐酸，反应式如下：Cl2+H2 → 2HCl传统的综合法二氧化氯制备工艺中，如期刊论文《综合法制备二氧化氯实例》（刊名: 中华纸业，2009年08期63-65页）公开的综合法二氧化氯制备装置，包括由NaClO3电解单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元，但在电解氯酸钠进入二氧化氯制取前缺少固液分离装置以及二氧化氯生成气体循环回用缺少汽液分离装置，氯酸钠电解系统与二氧化氯制取系统是紧密相连的。在二氧化氯发生器内的气体产生分解时，会有大量的纯水进入发生器，导致返回电解系统的弱氯酸钠溶液浓度降低，严重影响电解系统及盐酸合成炉的正常运行。此外，由于电解槽需要加少量重铬酸钠，以减少电解氧含量，电解后的氯酸钠溶液送到发生器后，在液体蒸发与气体分解时会随排气泡沫一起飞失，进到二氧化氯溶液中，一部分会在除垢时被排到污水沟，污染环境，所以电解槽一直要补充重铬酸钠。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，使得在发生器内的二氧化氯气体发生分解时，电解系统及盐酸合成炉能继续正常运行；此外，氯化钠和重铬酸钠完全循环利用，基本不需补充。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元组成：1)NaClO3电解单元及晶体制取单元：由电解槽（2）、除气器（1）、电解液进料管（3）、电解液冷却器（4）、反应器（5）串联形成电解循环回路，电解液储槽（6）、电解液转移泵（7）、电解液缓冲槽（8）、电解液输送泵（10）、结晶蒸发器（11）、氯酸钠出料泵（12）、固液分离器（13）通过管道连接组成NaClO3晶体制取系统，氯酸钠溶解槽（14）、氯酸钠转移泵（15）、氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵(17)、氯酸钠过滤器(18) 通过管道依次相连组成氯酸钠溶液供给系统，固液分离器（13）一端与反应器（5）管道相连，另一端与氯酸钠溶解槽（14）管道相连。2)ClO2生成单元：由发生器加热器（20）、下循环管（21）、二氧化氯发生器（22）、发生器上循环管（32）组成发生系统循环回路，由发生器循环泵（19）提供液体动力，发生器排气管(31)、间冷器(30)、二氧化氯吸收塔（24）、吸收塔尾气风机（27）、气液分离器（26）及稀二氧化氯溶液冷却器（28）通过管道依次相连构成二氧化氯溶液制取系统，氯化钠抽取泵（23）、氯化钠过滤机（33）、氯化钠溶解槽（34）、氯化钠转移泵（35）、氯化钠缓冲槽（36）通过管道依次相连组成了氯化钠回收系统，氯化钠缓冲槽（36）与反应器（5）管道相连。3）HCl合成单元：由强氯气加入管（42）、氢气冷却器（41）、氢气除雾器（40）、盐酸合成炉（39）、盐酸储存槽（38）、盐酸供料泵（37）由管道依次串联连接构成，盐酸供料泵（37）与发生器加热器（20）出来的管道相连，氢气冷却器（41）与反应器（5）的氢气排气管相接，盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）管道相连。二氧化氯发生器（22）内部产生的真空是由一台吸收塔尾气风机（27）抽吸产生的。进一步的，所述结晶蒸发器（11）顶部设有蒸发结晶器排气管（9），在盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）相连的管道之间增加强氯气加入管（42），所述二氧化氯吸收塔（24）顶部设有冷冻水进水管（29），底部设有二氧化氯输送管（25）。本专利技术还提供一种综合法二氧化氯制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器（5）反应之后最终生成含有浓NaClO3的电解液；2）所得电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体，将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体经溶解过滤后进入发生器下循环管（21），从固液分离器（13）分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统，返回电解槽（2）继续电解；3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水滴后进入盐酸合成炉（39），与从强氯气管（42）来的强氯气及二氧化氯生成系统来的弱氯气在盐酸合成炉（39）内燃烧形成氯化氢气体，再经冷却、吸收形成盐酸，将盐酸送入二氧化氯制备单元；4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从与从盐酸合成单元送过来的盐酸在二氧化氯发生器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽，混合气体从发生器顶部排出，流经发生器排气管，再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液。优选的是，步骤（1）所得含有浓度为550～650g/L氯酸钠溶液和浓度为90～110g/L氯化钠溶液。优选的是，为进一步优化二氧化氯制备工艺，所述二氧化氯发生器（22）的反应温度范围68～72℃，真空度为-77～-78KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为640～660g/l，盐酸溶液重量浓度为29%～32%。优选的是，步骤（2）氯酸钠晶体形成过程为：含有浓氯酸钠的电解液在电解液转移泵（7）的输送下进入电解液缓冲槽（8），电解液输送泵（10）将电解液缓冲槽（8）中的电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体。优选的是，为进一步溶解氯酸钠晶体，步骤（1）所得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将氯酸钠溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21）。优选的是，为进一步处理回收氯气，反应产生的副产品氯气则被送到盐酸合成炉（39）与电解槽产生的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸，含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机（33）进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽溶解（34）后返回电解系统电解循环使用，过滤后的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元组成：1)NaClO3电解及晶体制取单元：由电解槽（2）、除气器（1）、电解液进料管（3）、电解液冷却器（4）、反应器（5）串联形成电解循环回路，电解液储槽（6）、电解液转移泵（7）、电解液缓冲槽（8）、电解液输送泵（10）、结晶蒸发器（11）、氯酸钠出料泵（12）、固液分离器（13）通过管道依次相连组成NaClO3晶体制取系统，氯酸钠溶解槽（14）、氯酸钠转移泵（15）、氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵(17)、氯酸钠过滤器(18) 通过管道依次相连组成氯酸钠溶液供给系统，固液分离器（13）一端与反应器（5）管道相连，另一端与氯酸钠溶解槽（14）管道相连；2)ClO2生成单元：由发生器加热器（20）、发生器下循环管（21）、二氧化氯发生器（22）、发生器上循环管（32）组成发生系统循环回路，由发生器循环泵（19）提供液体动力，发生器排气管(31)、间冷器(30)、二氧化氯吸收塔（24）、吸收塔尾气风机（27）、气液分离器（26）及稀二氧化氯溶液冷却器（28）通过管道依次相连构成二氧化氯溶液制取系统，氯化钠抽取泵（23）、氯化钠过滤机（33）、氯化钠溶解槽（34）、氯化钠转移泵（35）、氯化钠缓冲槽（36）通过管道依次相连组成了氯化钠回收系统，氯化钠缓冲槽（36）与反应器（5）用管道相连；3）HCl合成单元：由氢气冷却器（41）、氢气除雾器（40）、盐酸合成炉（39）、盐酸储存槽（38）、盐酸供料泵（37）由管道依次串联连接构成，盐酸供料泵（37）与发生器加热器（20）出来的管道相连，氢气冷却器（41）与反应器（5）的氢气排气管相接，盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）管道相连。...

【技术特征摘要】
1.一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元组成：1)NaClO3电解及晶体制取单元：由电解槽（2）、除气器（1）、电解液进料管（3）、电解液冷却器（4）、反应器（5）串联形成电解循环回路，电解液储槽（6）、电解液转移泵（7）、电解液缓冲槽（8）、电解液输送泵（10）、结晶蒸发器（11）、氯酸钠出料泵（12）、固液分离器（13）通过管道依次相连组成NaClO3晶体制取系统，氯酸钠溶解槽（14）、氯酸钠转移泵（15）、氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵(17)、氯酸钠过滤器(18) 通过管道依次相连组成氯酸钠溶液供给系统，固液分离器（13）一端与反应器（5）管道相连，另一端与氯酸钠溶解槽（14）管道相连；2)ClO2生成单元：由发生器加热器（20）、发生器下循环管（21）、二氧化氯发生器（22）、发生器上循环管（32）组成发生系统循环回路，由发生器循环泵（19）提供液体动力，发生器排气管(31)、间冷器(30)、二氧化氯吸收塔（24）、吸收塔尾气风机（27）、气液分离器（26）及稀二氧化氯溶液冷却器（28）通过管道依次相连构成二氧化氯溶液制取系统，氯化钠抽取泵（23）、氯化钠过滤机（33）、氯化钠溶解槽（34）、氯化钠转移泵（35）、氯化钠缓冲槽（36）通过管道依次相连组成了氯化钠回收系统，氯化钠缓冲槽（36）与反应器（5）用管道相连；3）HCl合成单元：由氢气冷却器（41）、氢气除雾器（40）、盐酸合成炉（39）、盐酸储存槽（38）、盐酸供料泵（37）由管道依次串联连接构成，盐酸供料泵（37）与发生器加热器（20）出来的管道相连，氢气冷却器（41）与反应器（5）的氢气排气管相接，盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）管道相连。2.根据权利要求1所述综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：所述结晶蒸发器（11）顶部设有蒸发结晶器排气管（9），在盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）相连的管道之间增加强氯气加入管（42），所述二氧化氯吸收塔（24）顶部设有冷冻水进水管（29），底部设有二氧化氯输送管（25）。3.一种采用如权利要求2所述二氧化氯制备系统的综合法二氧化氯制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器（5）反应之后最终生成含有浓NaClO3电解液；2）所得电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体，将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双飞，詹磊，徐萃声，宋海农，黄丙贵，杨彦，班飞，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45