一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置，饱和盐水与软化水中稀释水混合，得到稀盐水；软化水中的补水直接进入电解装置；软化水由稀释水和补水组成。所述饱和盐水和软水流量比1:15.5，混合后盐水浓度质量分数2％；所述稀释水和补水流量比1:1；所述电解装置为无隔膜式透明管板式电解槽；所述电解槽电极极间距1‑1.5mm；所述电解槽内部有隔板密封装置，包括氢气通道，电解小室隔板，密封圈，电极卡槽，固定板；所述阴极部分采用高催化钛基金属氧化物析氢电极，涂层由氧化钌、氧化铱、氧化镍、氧化钼、氧化铈、氧化镧其中的一种或多种组成；所述次氯酸钠浓度0.8％左右。本发明专利技术不仅降低设备运行成本，同时扩展了无膜法次氯酸钠发生器的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置
本专利技术涉及盐水电解相关
，涉及一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置，主要应用于水处理消毒。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。次氯酸钠的分子式是NaClO，是一种广谱高效消毒剂，广泛应用于饮用水消毒、污水处理、畜禽养殖场消毒等场所。无膜法次氯酸钠发生器是将一定浓度的稀盐水进行电解形成次氯酸钠溶液，因其原料采购方便，操作安全，使用方便，目前得到广泛应用。次氯酸钠发生器电解主反应过程可用以下方程式来表示：总反应：NaCl+H2O+电→NaClO+H2↑阳极：2Cl--2e＝Cl2↑阴极：2H2O+2e＝H2↑+2OH-极间：Cl2+H2O＝HCl+HClOHClO+NaOH＝NaClO+H2O盐耗和电耗决定着无膜电解法次氯酸钠发生器的运行成本。目前国内降低盐耗的方法是在质量分数3-4％的盐水浓度下，增大电流，提高电解槽出液口的有效氯浓度，有效氯浓度越高，盐耗越低，但是专利技术人发现：在国内现有次氯酸钠发生器技术条件下过分的追求高有效氯浓度(＞0.8％)带来很多弊端：(1)理论上来说电流越大，有效氯浓度越高，但是国内次氯酸钠发生器阴极多为纯钛阴极，这种电极材料具有较高的析氢过电位，随着电流密度升高，析氢过电位增大，同时国内多采用极间距3mm左右，导致电极之间的溶液电阻也会增大，二者综合作用使槽压升高，电耗增大，不仅用电成本增加，同时整体的电解槽发热量也会变大，电解槽内温度升高，次氯酸钠分解速度加快，导致电流效率降低。(2)电解槽整体发热量增大，需要额外增加热交换设备，增大了设备的成本。(3)次氯酸钠容易在阳极被氧化和阴极被还原，并且属于传质过程控制，即次氯酸钠浓度越高，次氯酸钠越容易往阴阳极扩散，在阴阳极发生如下反应的概率越高。阳极：6ClO-+3H2O→2ClO3-+4Cl-+6H++2O2+6e(1)阴极：ClO-+H2O+2e→Cl-+2OH-(2)由化学反应式(1)和(2)可看出，次氯酸钠在阴阳极发生副反应，不仅会导致电流效率进一步降低，同时氯酸根含量也会随着升高。(4)采用现有技术生产出来的次氯酸钠溶液含盐度较大，限制了电解法次氯酸钠的在循环水等领域的应用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置，即电解低浓度的盐水，采用隔板密封装置使大部分电解液能够流经电解槽单元小室，增加补水工艺对电解槽内部进行降温，同时降低阴阳极之间的极间距，引入高催化钛基金属氧化物析氢电极来降低槽压，达到盐耗和电耗均衡，减小电解槽发热量，降低次氯酸钠溶液中的含盐度，大幅度的降低电解法次氯酸钠生产的运行成本。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置，包括：将饱和盐水与软化水中的稀释水混合，得到稀盐水；同时，软化水中的补水直接进入电解装置；所述稀盐水与补水在电解槽进行混合，最后流出电解装置；待电解装置满液后，开始电解；电解后的次氯酸溶液和和氢气的气液混合物同时进入储存装置，鼓入空气将产生的氢气稀释至1％以下进行排放；所述软化水由稀释水与补水组成。本专利技术与国内现有生产工艺相比，该生产工艺可使盐耗降低25％左右，降低电耗10％左右，次氯酸钠溶液中含盐度降低30％左右，不仅扩展了电解法次氯酸钠的应用领域，同时大幅度降低了设备的运行成本。本专利技术的第二个方面，提供了任一项上述的方法制备的次氯酸钠。所述制备的次氯酸钠浓度为0.8％左右，达到盐耗和电耗均衡，减小电解槽发热量，降低次氯酸钠溶液中的含盐度，大幅度的降低电解法次氯酸钠生产的运行成本。本专利技术的第三个方面，提供了一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产装置，包括：电解装置，所述电解装置为无隔膜式透明管板式电解槽。本专利技术采用隔板密封装置使大部分电解液能够流量电解槽单元小室，增加补水工艺对电解槽内部进行降温，同时降低阴阳极之间的距离，引入高催化钛基金属氧化物析氢电极来降低槽压，达到盐耗和电耗均衡，减小电解槽发热量。本专利技术的有益效果在于：(1)与国内现有生产工艺相比，该生产工艺可使盐耗降低25％左右，降低电耗10％左右，次氯酸钠溶液中含盐度降低30％左右，不仅扩展了电解法次氯酸钠的应用领域，同时大幅度降低了设备的运行成本。(2)本专利技术的方法简单、成本低、实用性强，易于推广。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例1的工艺流程图；图2是本专利技术实施例1的电解槽结构图及电解液流向图；图3是本专利技术实施例1的电解槽A-A剖视图；图4是本专利技术实施例1与国内现有产品生产工艺及装置(对比例)相同电解条件下进行盐耗、电耗、次氯酸钠溶液中含盐度测试对比表；其中，1、电解槽进液口，2、电解槽补水进口，3、电解槽出液口，4、隔板密封装置，5、气体通道，6、电极固定板，7、电解液流向示意图，8、电解槽外壳，9、隔板密封固定装置，10、电解槽接线铜排，11、阴极，12、阳极，4-1、隔板，4-2、氢气出口，4-3、密封圈，4-4、固定孔，4-5、电极卡槽，4-6、固定板。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置，它包括下列步骤：(1)将饱和盐水和软化水按一定的流量比配比制备低浓度盐水，其中软化水流量分为稀释水和补水两部分，用浓盐泵和软水泵将饱和盐水和稀释水先混合得到一定浓度的盐水，同时另一部分补水直接进入电解槽。先混合的盐水进入电解槽后在电解槽内部与后来的补水进行混和，最后流出电解槽。(2)待电解槽满液后，启动电解电源开始电解。(3)电解后的一定浓度次氯酸溶液和氢气等气液混合物同时进入储罐，此时开启风机，风机鼓入空气将产生的氢气稀释至1％以下进行排放。在一些实施例中，所述饱和盐水流量V1和软水流量V2比例为1:15.5，此时二者最终混合得到的稀盐水浓度为质量分数2％，即未电解时出液口的盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺，其特征在于，包括：/n将饱和盐水与软化水中的稀释水混合，得到稀盐水；同时，软化水中的补水直接进入电解装置；/n所述稀盐水与补水在电解槽进行混合，最后流出电解装置；/n待电解装置满液后，开始电解；/n电解后的次氯酸溶液和和氢气的气液混合物同时进入储存装置，鼓入空气将产生的氢气稀释至1％以下进行排放；/n所述软化水由稀释水与补水组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺，其特征在于，包括：
将饱和盐水与软化水中的稀释水混合，得到稀盐水；同时，软化水中的补水直接进入电解装置；
所述稀盐水与补水在电解槽进行混合，最后流出电解装置；
待电解装置满液后，开始电解；
电解后的次氯酸溶液和和氢气的气液混合物同时进入储存装置，鼓入空气将产生的氢气稀释至1％以下进行排放；
所述软化水由稀释水与补水组成。


2.如权利要求1所述的无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺，其特征在于，所述饱和盐水流量V1和软水流量V2的体积比为1:12～16。


3.如权利要求1所述的无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺，其特征在于，所述稀盐水浓度为质量分数2％～2.5％，未电解时出液口的盐水浓度为2～2.5％。


4.如权利要求1所述的无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺，其特征在于，所述稀释水流量V3和补水流量V4的体积比1:1～1.2。


5.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚广平，张延峰，金显旺，范振奇，刘振威，王敏锋，
申请(专利权)人：山东山大华特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37