一种氯碱出电解淡盐水中氯及氯氧化物处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术将出电解淡盐水、氯水中活性氯(Cl2、ClO

【技术实现步骤摘要】
一种氯碱出电解淡盐水中氯及氯氧化物处理方法及其装置


[0001]本专利技术一种氯碱出电解淡盐水中氯及氯氧化物处理方法及其装置，属于氯碱工业盐水电解生产技术(含NaOH、KOH生产)领域，具体是将精盐水电解后出阳极室溶于淡盐水中、副产的氯及氯氧化物(ClO3‑
、ClO
‑
、Cl2)从出槽淡盐水中彻底清除技术，处理后的淡盐水残余氯质量合格率100％，且不损失淡盐水所携带电解释放的热能，高效、节能地循环再溶解食盐生产烧碱。

技术介绍

[0002]现通用出电解淡盐水脱氯工艺过程，参考附图2
[0003]出离子膜电解槽淡盐水～87℃加酸调节pH值2
±
0.5后入脱氯塔，在真空泵的抽吸下，脱氯塔内绝压保持33.3kpa左右，脱氯塔内淡盐水中大部分氯气携水蒸气自液相闪蒸逸出，入冷却器降温至40℃以下，湿氯气与氯水分离，一部分氯气冷凝成氯水回收至氯水槽中，同时湿氯气总管冷凝下的氯水也收集到氯水槽中，循环加热至～90℃再次进脱氯塔脱氯，出冷却器的氯气为不凝气被抽入水环式真空泵，经冷却分离后湿氯气进入湿氯气总管，氯水用于水环式真空泵工作液，多余氯水去氯水槽集中收集，出脱氯塔含有少量活性氯的淡盐水加烧碱调节pH值至9～11，再加入液体浓度5％～10％Na2SO3还原成Cl
‑
，消除剩余活性氯；化学方程式如下：
[0004]Na2SO3+Cl2+2NaOH＝Na2SO4+2NaCl+H2O
[0005]残余活性氯化学还原后，淡盐水去饱和NaCl，Na2SO4由脱硝工序脱除。
[0006]外购固体Na2SO3由人工加入配制槽中，加水升温溶解为液体，浓度5％～10％Na2SO3，用离心泵在控制阀的控制下加入淡盐水中除去残余活性氯，淡盐水氧化还原电位控制
‑
500mv～+500mv为合格。
[0007]现淡盐水中氯酸盐分解工艺运行状况
[0008]出电解的淡盐水自真空脱氯总管分流出一部分，按其中氯酸盐含量高低与高纯盐酸(31％HCl)相配比后入氯酸盐分解槽，加热蒸汽加入其中提升温度至90～95℃之间，淡盐水中氯酸盐分解，气相部分经工艺空气稀释后去除害吸收，不溶于碱性液体的成分放空。液相部分经充分反应后溢流去回收进入淡盐水总管，之后入脱氯塔脱除残余氯。在氯酸盐分解完成液中控制NaClO32～3g/L、HCl20～25g/L，分解温度控制在T＝90～95℃之间。此氯酸盐分解技术仅是局部的分解，不是全分解(含气相)，其工艺原理中就明确地说明氯酸盐全分解(含气相)是不可能的，气相中存在大量未完全分解的ClO2是合理的，其理论依据也仅支持不完全分解。液相分解不彻底，氯酸盐分解完成液中仍残存一定数量的氯酸盐。

技术实现思路

[0009]本专利技术的技术任务是将现出电解阳极室副产的淡盐水中氯及氯氧化物(ClO3‑
、ClO
‑
、Cl2)彻底清除，使其在近于中性环境中残余氯为零，分解后气相产物纯净，易于资源化回收。1本专利技术完成以上任务的基本思路
[0010]从氯及氯氧化物电化学反应机理上证明此创新技术工业装置设计所依据的的电化学理论基础的正确性。
[0011]1.1淡盐水中氯酸盐全分解(含气相)
[0012]在强酸性工况环境下(T＝298k，[H
+
]＝1mol/L，标准电极电位)电极电位图如附图1，图中，与氯酸盐分解有关的氧化还原标准电极电位：
[0013]E
Aθ
ClO3‑
/ClO2＝1.75V,
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
E
Aθ
ClO2/HClO2＝1.188V,
[0014]E
Aθ
ClO3‑
/Cl2＝1.468V,
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
E
Aθ
ClO3‑
/HClO2＝1.181V,
[0015]E
Aθ
HClO2/Cl2＝1.659V,
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
E
Aθ
HClO2/HClO＝1.701V,
[0016]E
Aθ
HClO/Cl2＝1.630V。
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V
[0017]根据图1中标准电极电位对得知：
[0018](E
Aθ
ClO2/HClO2＝1.188V)
‑
(E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V)＝
‑
0.17028V
→
反应向左
[0019](E
Aθ
ClO3‑
/HClO2＝1.181V)
‑
(E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V)＝
‑
0.17728V
→
反应向左
[0020](E
Aθ
ClO3‑
/ClO2＝1.75V)
‑
(E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V)＝0.39172V
→
反应向右
[0021](E
Aθ
ClO3‑
/Cl2＝1.468V)
‑
(E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V)＝0.1097V
→
反应向右即：
[0022]NaClO3+2HCl＝NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O (1)
[0023]NaClO3+6HCl＝NaCl+3Cl2+3H2O (2)
[0024]而，
[0025]ClO2+HCl≠HClO2+1/2Cl2[0026]这也是自离子膜电解工艺产生以来，氯碱界公认的氯酸盐分解工艺原理，是现所有的设备、工艺配置，工艺控制指标和操作法唯一的理论依据，但并没有达到淡盐水中氯酸盐分解的终极目标，至今氯酸盐分解单元也没有解决氯酸盐分解气相产物中始终存在大量ClO2的问题，氯酸盐分解并不彻底，而且其它更优秀的淡盐水处理技术也不能在氯碱装置上采用。
[0027]从另外一个思维角度就完全可将此问题解决，在非标准状态下，上面的电极电位对差值可发生变化。将[H
+
]在0.5～1.5mol/L稀盐酸工况环境提升至[H
+
]～10mol/L，T＝298K不变。其中，E
Aθ
ClO2/HClO2＝1.188V,E
Aθ
Cl2/Cl
‑
＝1.35828V；
[0028]氧化侧：Cl
‑
‑
e＝1/2Cl2，
[0029]E
A
Cl2/Cl
‑
＝1.3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
的还原净化为Cl2，ClO2还原塔气相入口管与氯酸盐分解器气相出口管相连，塔气相出口管接入电解氯气总管，其液体入口与盐酸管相连，塔液相出口连接来自电解的淡盐水管后接入氯酸盐分解器，ClO2还原塔前接盐酸加热器出口管，上有测温仪，加热器进口管连接高纯盐酸(31％HCl)供给管，加热器上有蒸汽进口和冷凝水出口；其二，出电解淡盐水活性氯(Cl2、ClO
‑
)歧化装置包括静态混合器、稳温加热器、歧化反应器、盐水换热器，淡盐水活性氯(Cl2、ClO
‑
)在歧化反应器中歧化生成ClO3‑
，歧化反应器上有液位测量仪表；淡盐水总管前接入电解淡盐水循环输出泵，后与静态混合器相连，上面分别连接酸化氯水加入管和32％NaOH加入管，静态混合器出口管连接稳温加热器，稳温加热器上有蒸汽加入管和冷凝水排出...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱发彬，
申请(专利权)人：朱发彬，
类型：发明
国别省市：