离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法技术方案

本申请提供的一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法，该系统包括：电解槽、第一淡盐水储槽，所述电解槽与沿阳极淡盐水流出方向依次串联的阳极液储槽、换热器、氯酸盐分解槽、含氯盐水储槽、真空脱氯塔、膜分离装置、树脂床和第二淡盐水储槽形成回路；所述电解槽和第一淡盐水储槽连接并形成另一回路；所述氯酸盐分解槽还连接有加药装置。本申请的系统通过上述装置的组合使用能有效分解和去除阳极淡盐水中的氯酸盐，处理氯酸盐过程中可选用氯化氢工序产生的冷凝废酸，不仅降低了生产成本，而且能缓解废酸造成的环保压力，上述处理氯酸盐过程中产生的氯气可以集中回收，避免了资源浪费。资源浪费。资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法


[0001]本申请涉及烧碱除氯酸盐技术，尤其涉及一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法。

技术介绍

[0002]离子膜法烧碱长周期运行过程中，使用的盐水采用闭路循环，由于阳极产物的溶解及通电时阴极、阳极产物的迁移扩散等原因，氯酸盐会在盐水系统中积累，并逐渐积累到相当高的浓度。氯酸盐在阳极室内的产生有2种途径：
[0003]途径1，阳极液中发生的副反应产生氯酸盐。阳极产生的氯气部分溶解在阳极液中，与水反应生成次氯酸和盐酸，反应式为：
[0004]Cl2+H2O＝HClO+HCl。
[0005]此时，阴极液中的少量OH
‑
在渗透和反向扩散作用下，通过膜进入阳极室与次氯酸、氯气反应，反应式为：
[0006]NaOH+HClO＝NaClO+H2O，
[0007]2NaOH+Cl2＝NaClO+NaCl+H2O。
[0008]生成的次氯酸钠在酸性条件下很快变成氯酸钠，反应式为：
[0009]NaClO+2HClO＝NaClO3+NaCl+2HCl。
[0010]途径2，在阳极上发生的副反应产生氯酸，然后生成氯酸盐。当ClO
‑
聚积到一定量后，由于ClO
‑
的放电电位比Cl
‑
低，因此在阳极上也要放电，生成氯酸，反应式为：
[0011]12ClO
‑
+6H2O
‑
12e
‑
＝4HClO3+8HCl+3O2。
[0012]生成的氯酸进一步与阴极扩散来的氢氧化钠作用，生成氯酸钠：
[0013]HClO3+NaOH＝NaClO3+H2O。
[0014]电解槽阳极液中氯酸盐的富集会带来一系列的危害，最直观的就是电流效率的降低。因为在阳极液中氯酸钠含量的增加，意味着盐水中氯化钠含量的减少，电解槽的电流效率就会随着氯化钠浓度的降低而下降，同时增多汽、电、盐的消耗。据估算，氯化钠的质量浓度每降低10g/L，电流效率就会下降1％。尤其是在pH值小于9时，对碳素烧结管、螯合树脂的危害巨大。当盐水中的ClO3‑
升高，ClO3‑
会扩散到阴极，使得烧碱中的ClO3‑
含量升高，造成碱中氯酸盐偏高，影响下游工序，对蒸发浓缩装置设备造成损害。同时若盐水中的氯酸钠含量过高(＞30g/L)，则容易造成盐水浓度偏低，电解槽内水迁移量偏大，引起离子膜鼓泡。
[0015]因此，在离子膜烧碱生产工艺中，为了保证离子膜的长期高效运行，必须去除系统中积累的氯酸盐，控制盐水中氯酸盐含量。现有技术中对氯酸盐的控制方法一般是向阳极电解槽加入高纯盐酸，在80～85℃的槽温条件下使氯酸盐发生如下反应而分解：
[0016]NaClO3+6HCl＝3Cl2+NaCl+3H2O。
[0017]但是这种简单向阳极加酸的方式对电解槽的腐蚀危害大，而且去除氯酸盐的效果差。

技术实现思路

[0018]第一方面，本申请提供一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，用以解决上述现有去除电解槽阳极液中氯酸盐效果差，对电解槽腐蚀危害大的问题。
[0019]本申请提供的一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，包括：
[0020]电解槽、第一淡盐水储槽，上述电解槽与沿阳极淡盐水流出方向依次串联的阳极液储槽、换热器、氯酸盐分解槽、含氯盐水储槽、真空脱氯塔、膜分离装置、树脂床和第二淡盐水储槽形成第一回路；上述电解槽和第一淡盐水储槽连接并形成第二回路；上述氯酸盐分解槽还连接有加药装置。
[0021]可选的，在上述真空脱氯塔和上述膜分离装置之间还设置有再脱氯装置。
[0022]可选的，在上述真空脱氯塔和上述膜分离装置之间还设置有光解池。
[0023]可选的，上述第一淡盐水储槽中淡盐水的pH为2～3。
[0024]可选的，上述氯酸盐分解装置中的淡盐水的pH为0.5～1.5。
[0025]可选的，上述氯酸盐分解装置的材质为玻璃钢、聚四氟乙烯、聚双环戊二烯中的一种或多种。
[0026]可选的，上述换热器为列管式换热器或板式换热器。
[0027]可选的，上述换热器内加热介质的温度为85～100℃。
[0028]可选的，上述光解池内所用光源波长为350～760nm。
[0029]本申请的系统，从电解槽中流出的含氯酸盐的阳极淡盐水，进入阳极液储槽中，再经过换热器加热或者保温至85～100℃，然后将淡盐水输入至氯酸盐分解槽中，与氯酸盐分解槽相连的加药装置，定量地向氯酸盐分解槽中加入浓度为18～35％的盐酸。可选的，还可以同时加入LSZ药剂，上述盐酸也可以改为氯化氢工序产生的冷凝废酸，调节氯酸盐分解槽中淡盐水的pH在0.5～1.5，使得氯酸盐在氯酸盐分解槽中与盐酸在85～100℃发生如下反应而将氯酸盐除去：
[0030]NaClO3+6HCl＝3Cl2+NaCl+3H2O。
[0031]此时，从氯酸盐分解槽中流出的淡盐水溶有氯气，将其集中在含氯盐水储槽中，再进入真空脱氯塔中脱除氯气，被脱除的氯气单独收集或者输送到厂内的氯气总管以集中处理。
[0032]从真空脱氯塔流出的淡盐水再进入膜处理装置，将淡盐水中前序处理阶段或操作过程中引入的固体颗粒物、硫酸根等杂质除掉。膜分离装置处理后流出的淡盐水，经过树脂床除掉淡盐水中的铁离子、钙离子、镁离子等操作中引入的阳离子。此时进入第二淡盐水储槽中的淡盐水即为纯净的淡盐水，即此时的淡盐水中只含有溶质氯化钠。在第二淡盐水储槽中也可以加入电解用精制氯化钠，调节淡盐水浓度，以便于直接加入电解槽中使用。
[0033]在另一种可选的方案中，在含氯盐水储槽和真空脱氯塔之间设置光解槽，将氯酸盐分解槽中副反应产生的二氧化氯经光解生成氯气和氧气。
[0034]在另一种可选的方案中，在真空脱氯塔和膜处理装置之间设置再脱氯装置，除掉淡盐水中的残余氯气。
[0035]本申请的系统中，电解槽和第一淡盐水储槽连接并形成第二回路。在该回路中将部分阳极淡盐水排入第一淡盐水储槽中，加入盐酸调节阳极淡盐水的酸度，使得氯酸盐与盐酸发生反应而分解。在使用中，来自电解槽的一部分阳极淡盐水进入第一淡盐水储槽，加
入盐酸调节阳极淡盐水的酸度，使得氯酸盐与盐酸发生反应而分解；另一部分阳极淡盐水进入第一回路中处理，以除掉氯酸盐。第一回路与第二回路可以同时使用，也可以只使用第一回路。使用第二回路，能减小第一回路处理氯酸盐的压力。
[0036]第二方面，本申请提供一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，应用于上述第一方面中的的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的系统，本申请的方法方法包括如下两种处理方式中任一种：
[0037]第一种处理方式：将从电解槽中流出的含氯酸盐的阳极淡盐水，转入阳极液储槽中，再经过换热器加热或者保温至85～100℃，并输入至氯酸盐分解槽中；利用加药装置向进入氯酸盐分解装置中的淡盐水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，包括：电解槽(1)、第一淡盐水储槽(2)，所述电解槽(1)与沿阳极淡盐水流出方向依次串联的阳极液储槽(3)、换热器(4)、氯酸盐分解槽(5)、含氯盐水储槽(6)、真空脱氯塔(7)、膜分离装置(8)、树脂床(9)和第二淡盐水储槽(10)形成第一回路；所述电解槽(1)和第一淡盐水储槽(2)连接并形成第二回路；所述氯酸盐分解槽(5)还连接有加药装置(11)。2.根据权利要求1所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，在所述真空脱氯塔(7)和所述膜分离装置(8)之间还设置有再脱氯装置(12)。3.根据权利要求1或2所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，在所述含氯盐水储槽(6)和真空脱氯塔(7)之间还设置有光解池(13)。4.根据权利要求1或2所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，所述第一淡盐水储槽(2)中淡盐水的pH为2～3。5.根据权利要求1或2所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，所述氯酸盐分解装置(5)中的淡盐水的pH为0.5～1.5。6.根据权利要求1所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，所述氯酸盐分解装置(5)的材质为玻璃钢、聚四氟乙烯、聚双环戊二烯中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统，其特征在于，所述换热器(4)为列管式换热器或板式换热器。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：代良云，李永红，周兴斌，王华，
申请(专利权)人：宁夏金昱元能源化学有限公司，
类型：发明
国别省市：