本发明专利技术涉及一种使用含盐原水RW制备氯化氢HCl或其水溶液的方法，该方法包括以下步骤：a)提供第一电解液E1，其中所述第一电解液E1含有氯离子Cl”；b)进行电渗析，其中所述第一电解液E1经历阴极还原，由此得到阴极电解液K，其中在所述第一电解液E1中氯离子Cl”浓度下降，其中在所述第一电解液E1中氢氧根离子OH”浓度上升，并其中生成氯化氢HCl或其水溶液形式的产物P；c)处理至少部分量的所述阴极电解液K，由此得到所述第一电解液E1，其中使用含盐原水RW，其中在所述阴极电解液K中氯离子Cl”浓度上升，并且其中在所述阴极电解液K中氢氧根离子OH”浓度下降；和d)至少部分地再利用根据步骤(c)处理过的阴极电解液K来作为步骤(b)中的第一电解液E1。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1使用含盐原水制备氯化氢(HCl)或其水溶液(即氢氯酸或盐酸)的方法，还涉及根据权利要求15的由此制备的产品，根据权利要求17的产品的用途和根据权利要求18的电渗析系统。
技术介绍
在众多
中使用到盐酸。而其到达使用地点的送货有时是严重的问题。特别地会存在使用地点处于难于到达的使用区域的情况。在此盐酸例如能够在海水脱盐装置中用作大规模的阻垢剂和清洁剂。此外，为了提高输送效率，盐酸在石油钻孔中用于打开岩石孔隙，并且用于在碳酸盐岩中产生二氧化碳。此外，盐酸还在远程驱动中被用作清洁剂、消毒剂或酸洗液。尤其是对于使用地点位于难以到达的地区，例如偏僻的大陆地区或者岛屿这种情况，浓缩的盐酸将用于前述目的。使用浓缩盐酸的优点一方面在于能够将待输送的量保持得很小。但是另一方面，始终有如下危险，即相应的运输容器未密封。此外浓缩的发烟盐酸在运输过程中始终向环境排放挥发性HCl气体。由此其能够在运输容器的环境中引发腐蚀。可选地，在很多情况中还优选使用工业硫酸。其基本上高度浓缩，并且具有大约三倍高的以val/L计的当量浓度。尽管盐酸对于规定的工艺常常有更好的能力，但是优选使用不发烟的、对环境无害的且较低腐蚀的硫酸。然而硫酸与碱土金属离子Ca2+、Sr2+和Ba2+形成难溶盐。这可能导致所不希望的沉淀。由于技术原因，以及由于前述安全方面原因，所以也在难以到达的应用区域尝试使用稀释的盐酸，例如在海水脱盐装置或者石油钻井平台中。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，使用含盐原水直接在使用地制备氯化氢或其水溶液(wasserige Losung) ο该任务通过具有权利要求1特征的制备氯化氢或者其水溶液的方法、具有权利要求15特征的由此所制备的产品、具有权利要求17特征的产品用途和具有权利要求18特征的电渗析系统得以完成。依据本专利技术建议一种在使用含盐原水的情况下制备氯化氢或者其水溶液(即盐酸)的方法，其中该方法包括以下步骤: a)提供第一电解液，其中所述第一电解液含有氯离子；b)进行电渗析，其中所述第一电解液经历阴极还原，由此得到阴极电解液，其中在所述第一电解液中氯离子浓度下降，其中在所述第一电解液中氢氧根离子浓度上升，并且其中生成氯化氢或其水溶液形式的产物；c)处理或准备至少部分量的阴极电解液，由此得到所述第一电解液，其中使用含盐原水，其中在所述阴极电解液中氯离子浓度上升，并且其中在所述阴极电解液中氢氧根离子浓度下降；和d)至少部分地再利用根据步骤(C)处理过的阴极电解液来作为步骤(b)中的第一电解液。在此首次设置了如下实施电渗析法，其中制备氯化氢或其水溶液即盐酸的形式的产品。对此，使用含盐原水处理至少部分量的在电渗析中形成的阴极电解液。如此处理或准备的阴极电解液将作为第一电解液而至少部分地在步骤(b)中再次利用。由此有利地避免了对电渗析时所产生的阴极电解液的繁琐昂贵的处置。此外，因为至少部分地再次利用经处理的阴极电解液，本专利技术方法实现了放弃使用额外的化学试剂，尤其是浓缩酸如浓缩盐酸。这样不仅降低了用于电渗析的原料花费，而且还能够放弃使用额外的化学试剂。因此根据本专利技术能够从常见的无害的天然盐水中直接在使用地点制备氯化氢或盐酸。这样通过本专利技术方法能够在难于到达的使用地点或者在使用地点提供氯化氢或其水溶液，它们以前仅能以化学品昂贵的物流花费来运货。依据本专利技术，电解液理解为传导离子的液体，尤其是盐水溶液。阴极电解液理解为如下电解液，即在其中借助阴极还原来产生电化学影响。阳极电解液理解为如下电解液，即在其中借助阳极氧化来产生电化学影响。依据本专利技术制备方法的有利实施方式为从属权利要求2至14的主题。含盐原水可以是天然水或者人造盐水，优选的是海水、咸水、地下水、泉水、天然的或人工的卤水(Sole)，或者是它们的混合物或浓缩物。实际上所有天然存在或者人造的含盐水都能用作本专利技术方法的原水。所以依据本专利技术的方法使用基本上随处可见的原料，由此得到地理上更广的使用范围。此类含盐水体实际上随处可见并且使用上经济实惠。此外，含盐原水可以具有一定的盐含量，特别是具有一定含量的碱金属氯化物，最大至饱和，优选的范围在0.4至25重量％、更优选2至10重量％、尤其是2.8至4.6重量％。由此有利的是，在依据本专利技术方法的范围中使用含盐高的水，例如含盐高的工业废水，海水浓缩物，或者例如具有盐浓度高的天然海水，如死海的水。另一方面，也能够毫无问题得使用一般的海水作为本专利技术方法 的原水。另外，在步骤(a)中可以用含盐原水制备第一电解液。根据步骤(C)对阴极电解液和/或第一电解液的处理可以分批或者连续地实施。在此，通过分批处理能够实现较高完成程度的第一电解液，以及因此实现更高的系统效率。而当连续处理阴极电解液时，这样为了实施本方法有利地需要较小的容器尺寸和/或较少的容器数量。此外可以在电渗析槽中进行电渗析。电渗析槽在此具有三个腔室，即容纳阴极的阴极室、构成为中间室的产物室和容纳阳极的阳极室。这样，首次为了实施电渗析来获得氯化氢或者盐酸，尤其是为了实施本专利技术方法而建议使用三室电渗析槽。即便其伴有如下缺陷，即与传统上使用的四室电渗析槽相比，通过附加的膜并不能将所产生的氯离子和氢氧根离子分开。因此并不能够获得不含氯离子的NaOH。另一方面，使用三室电渗析槽具有如下优点，即能够放弃使用附加的膜。电渗析槽的造型也因此在结构上得以简化，并且更佳经济实惠。此外，能够在较低的槽电压下实施依据本专利技术的电渗析方法，由此有利的降低了能量消耗。另外，第一电解液和/或阴极电解液至少在步骤(b)期间循环通过电渗析槽的阴极室并经由用于阴极电解液和/或第一电解液的存储容器。凭借该循环，第一电解液和/或阴极电解液得到匀化以平衡不同的浓度。此外，通过循环简化了对第一电解液和/或阴极电解液的条件处理。条件处理(Konditionieren)在这里被理解`为调节例如氯离子和/或氢氧根离子的预定pH值、预定温度和/或预定浓度。浓度调节能够通过有目的的引出使用过的阴极电解液，并通过有目的的加入新的或者优选处理过的电解液来调节。此外，能够在步骤(a)至(d)期间调节第一电解液和/或阴极电解液的温度，尤其是冷却。因此通过调节为较高的温度可以得到更好的电解液的传导性。然而通过将电解液温度调节为最大45°C，例如通过冷却电解液和/或阴极电解液，可以保护安装在电渗析槽中的膜不受热损害。至少在步骤(a)至(d)中的一个步骤期间，第一电解液和/或阴极电解液排出气体，尤其是氢气。通过从阴极电解液中排放气态反应产物如氢气，电渗析反应会因为阴极电解液较高的电导性而得以改善，和/或使产物浓度或分压的降低变得简单。此外，只要在第一电解液和/或阴极电解液中的氯离子浓度为步骤(a)中第一电解液中氯离子浓度的30至70%、优选33至50%、尤其是37至43%范围的浓度时，就能够实施步骤(C)。由此一方面已经能够在进行电渗析期间开始根据本专利技术方法步骤(C)的阴极电解液的处理。通过至少部分地平行运行电渗析和处理阴极电解液，可以缩短整个方法所要求的时长。另一方面甚至能够依据本专利技术设置如下，即依据本专利技术方法根据步骤(C)的处理已经随着电渗析反应的开始而开始。通过至少部分地同时实施电渗析和处理，有利避免了电渗析槽在较低本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.21 DE 102010017491.21.使用含盐原水(RW)制备氯化氢(HCl)或其水溶液的方法，该方法包括以下步骤: a)提供第一电解液(El)， 其中所述第一电解液(El)含有氯离子(Cl—)； b)进行电渗析， 其中所述第一电解液(El)经历阴极还原，由此得到阴极电解液(K)， 其中在所述第一电解液(El)中氯离子(Cl—)浓度下降， 其中在所述第一电解液(El)中氢氧根离子(0H_)浓度上升，并且 其中生成氯化氢(HCl)或其水溶液形式的产物(P)； c)处理至少部分量的所述阴极电解液(K)， 由此得到所述第一电解液(El)， 其中使用含盐原水(RW)， 其中在所述阴极电解液(K)中氯离子(CD浓度上升，并且 其中在所述阴极电解液⑷中氢氧根离子(0H_)浓度下降；和 d)至少部分地再利用根据步骤(c)处理过的阴极电解液(K)来作为步骤(b)中的第一电解液(El)。2.根据权利要求1所 述的方法，其特征在于，所述含盐原水(RW)是天然的或人工制备的盐水，优选为海水、咸水、地下水、泉水，天然或者人工制备的卤水，或者它们的混合物或浓缩物。3.根据权利要求1或2中任意一项所述的方法，其特征在于，所述含盐原水(RW)含有盐，尤其是含有碱金属氯化物，含量最大为饱和，优选的范围为0.4至25重量％，更优选2至10重量％，特别是2.8至4.6重量％。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中从含盐原水生成第一电解液(El)。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，按照步骤(c)对阴极电解液和/或第一电解液(El)的处理以分批或者连续的方式实现。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述电渗析在电渗析槽(2)中进行， 其中，所述电渗析槽(2)具有三个室， 即，容纳阴极(22)的阴极室(12)、 构成中间室的产物室(14)、和 容纳阳极(24)的阳极室(16)。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一电解液(El)和/或阴极电解液⑷至少在步骤(b)期间循环通过电渗析槽(2)的阴极室(12)，并且经由用于阴极电解液(K)和/或第一电解液(El)的储存容器⑷。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)至(d)中的一个步骤期间调节第一电解液(El)和/或阴极电解液(K)的温度，尤其是冷却。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)至(d)中的一个步骤期间第一电解液(El)和/或阴极电解液⑷排放气体，尤其是氢气(H2)。10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，其特征在于，只要在第一电解液(El)和/或阴极电解液⑷中的氯离子(CD浓度达到步骤(a)中第一电解液(El)中的氯离子(CF)浓度的30至70%、优选33至50%、特别是37至43%范围的浓度时，就进行步...
【专利技术属性】
技术研发人员：R赫斯，
申请(专利权)人：WME风能发电海水淡化有限责任公司，
类型：
国别省市：
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