一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法与流程

本发明涉及综合法二氧化氯生产设备
技术领域：
，具体是一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法。
背景技术：
：在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，我国已实现现场制备和现场使用的大型二氧化氯制备系统的国产化。甲醇还原法制备二氧化氯工艺，是以氯酸钠、硫酸、甲醇为主要原料，其主要反应为：12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH→12ClO2+9H2O+4Na3H(SO4)2+3HCOOH在ClO2不断地生成的同时，副产品酸性芒硝Na3H(SO4)2也不断地在发生器内结晶。我国企业已实现了酸性芒硝中性化处理，不仅回收了酸性芒硝中90%的硫酸，处理后的芒硝还可以用在纸浆厂的碱回收车间。酸性芒硝复分解，其通式为：2Na3H(SO4)2→6Na++2H++4SO42-→2Na++2H++2SO42+2Na2SO4现有的甲醇法二氧化氯制备系统如中国专利CN204625181U、中国专利CN1088180A，加拿大专利WO9218424A1在回收芒硝时，都是直接将酸性芒硝过滤和中性芒硝过滤两次过滤的酸滤液返回发生器循环，由于生产过程控制等原因（如开机过程与快速提产、减产时），芒硝过滤往往不具备连续性与均衡性，尤其是配套有芒硝中性化处理的甲醇法二氧化氯制备系统，这种情况就更为明显。芒硝过滤的滤出液（稀酸液）需要返回到发生器内，因此回流到发生器内的稀酸液的量也是不稳定的，容易导致发生器内的水与酸不平衡，出现发生器的液位上升较快，造成系统运行不稳定，同时返回发生器的液体需维持一定温度，因为在发生器中的水必须蒸发以保持稳态条件。技术实现要素：鉴于此，本发明提供一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法，在芒硝处理的同时，使发生器中酸与水的保持平衡及液位可控，保证系统稳定运行。本发明采用如下技术方案：一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的装置，包括ClO2生成部分和芒硝处理部分，还设有稀酸液回收部分，包括稀酸液槽（13）、稀酸液输送泵（11）、稀酸液加热器（14）及流量控制阀（10），稀酸液槽（13）出口通过稀酸液输送泵（11）与发生器下循环管（2）相连，中性芒硝气液分离罐（18）和酸性芒硝气液分离罐（21）分别与稀酸液槽（13）进口管道相连，流量控制阀（10）设置在稀酸液输送泵（11）出口管道上，稀酸液加热器（14）设在稀酸液槽（13）内部。优选地，为制备二氧化氯，所述ClO2生成部分包括由发生器下循环管（2）、发生器（3）、发生器上循环管（5）氯酸钠加入管、再沸器（8）组成的反应循环回路，发生器（3）出口通过发生器下循环管（2）与再沸器（8）进口相连，再沸器（8）进口通过发生器上循环管（5）与发生器（3）进口相连，发生器循环泵（7）设在再沸器（8）发生器上循环管（5）连接处，发生器下循环管（2）通过酸性芒硝过滤机供料泵（1）与旋分器（20）进口相连，发生器（3）上部设有发生器排气管（22）。优选地，为加入氯酸钠、甲醇和硫酸，发生器上循环管（5）上设置出口并连接氯酸钠加入管（4），再沸器（8）与发生器上循环管（5）连接处设置出口并分别连接甲醇加入管（9）和硫酸加入管（6）。优选地，为回收芒硝，所述芒硝处理部分包括酸性芒硝过滤机（19）、复分解反应器（12）、中性芒硝过滤机（16）、酸性芒硝气液分离罐（21）和中性芒硝气液分离罐（18），旋分器（20）出口与酸性芒硝过滤机（19）进口管道相连，酸性芒硝过滤机（19）出口与复分解反应器（12）进口相连，复分解反应器（12）出口通过中性芒硝过滤机供料泵（15）与中性芒硝过滤机（16）进口相连，中性芒硝过滤机（16）上设有中性芒硝出口（17），酸性芒硝气液分离罐（21）与酸性芒硝过滤机（19）管道相连，中性芒硝气液分离罐（18）与中性芒硝过滤机（16）管道相连。优选地，为使分离出来的母液和洗涤液循环回流发生器（3）中，酸性芒硝过滤机（19）出口还与旋分器（20）出口管道汇合并与发生器下循环管（2）相连。本发明还提供一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法，包括以下步骤：步骤1，氯酸钠溶液从氯酸钠加入管（4）中进入发生器下循环管（2），硫酸从硫酸加入管（6）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），甲醇从甲醇加入管（9）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），在发生器循环泵（7）的作用下，氯酸钠溶液、硫酸及甲醇在发生器下循环管（2）、发生器（3）和发生器上循环管（5）的循环回路中充分混合，并在发生器（3）反应生成ClO2气体，从发生器排气管（22）排出进入下道工序制成ClO2水溶液外送使用；步骤2，ClO2生成的同时，芒硝也在发生器（3）内结晶，酸性芒硝过滤机供料泵（1）将含有芒硝晶体的母液送至旋分器（20）进行固液分离，分离出来的母液与酸性芒硝过滤机（19）出来的洗涤液汇合后回流至发生器下循环管（2），酸性芒硝晶体进入酸性芒硝过滤机（19）洗涤、过滤，含有硫酸的滤液经过酸性芒硝气液分离罐（21）后流至稀酸液槽（13）储存；步骤3，过滤、洗涤后的酸性芒硝晶体进入复分解反应器（12），加入热水并通入蒸汽加热进行复分解反应，析出中性芒硝，中性芒硝过滤机供料泵（15）将复分解反应后含有中性芒硝晶体及硫酸的液体送到中性芒硝过滤机（16）进行洗涤、过滤，得到的中性芒硝晶体从中性芒硝出口（17）外排，从中性芒硝过滤机（16）出来的洗涤液流至复分解反应器（12），含有硫酸的滤液则通过中性芒硝气液分离罐（18）流至稀酸槽（13）储存；步骤4，稀酸液加热器（14）对稀酸液槽内的液体进行加热，稀酸液经过稀酸液输送泵（11）输送进入发生器下循环管（2）参与反应，流量控制阀（10）控制稀酸液加入量。其中，步骤1加入的氯酸钠溶液浓度为600g/l～650g/l，加入的硫酸质量浓度为96%～98%，加入的甲醇质量浓度为20%～40%。本发明的有益效果：1、将芒硝处理过程中回收的稀酸液全部收集到稀酸液槽中加热作缓冲性储存，后送入反应器内，减少了硫酸的消耗量。2、将芒硝处理过程中产生的稀酸液收集到稀酸槽中作缓冲性储存并加热，保持稀酸液温度的恒定，然后根据系统的需要用稀酸液输送泵将稀酸液输送入发生器内，进入发生器系统的稀酸液流量用流量控制阀调节，在确保发生器内的水与酸保持平衡的同时保持发生器液位相对稳定，保证系统稳定运行。附图说明图1是本发明所述的用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产方法的工艺流程图。图2是本发明改造前的甲醇法二氧化氯生产方法的工艺流程图。图中：1、酸性芒硝过滤机供料泵；2、发生器下循环管；3、发生器；4、氯酸钠加入管；5、发生器上循环管；6、硫酸加入管；7、发生器循环泵；8、再沸器；9、甲醇加入管；10、流量控制阀；11、稀酸液输送泵；12、复分解反应器；13、稀酸液槽；14、稀酸液加热器；15、中性芒硝过滤机供料泵；16、中性芒硝过滤机；17、中性芒硝出料口；18、中性芒硝气液分离罐；19、酸性芒硝过滤机；20、旋分器；21、酸性芒硝气液分离罐；22、发生器排气管。具体实施方式下面将结合本发明中的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1：如图1所示，一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的装置，包括ClO2生成部分和芒硝处理部分，还设有稀酸液回收部分，包括稀酸液槽（13）、稀酸液输送泵（11）、稀酸液加热器（14）及流量控制阀（10），稀酸液槽（13）出口通过稀酸液输送泵（11）与发生器下循环管（2）相连，中性芒硝气液分离罐（18）和酸性芒硝气液分离罐（21）分别与稀酸液槽（13）进口管道相连，流量控制阀（10）设置在稀酸液输送泵（11）出口管道上，稀酸液加热器（14）设在稀酸液槽（13）内部。所述ClO2生成部分包括由发生器下循环管（2）、发生器（3）、发生器上循环管（5）氯酸钠加入管、再沸器（8）组成的反应循环回路，发生器（3）出口通过发生器下循环管（2）与再沸器（8）进口相连，再沸器（8）进口通过发生器上循环管（5）与发生器（3）进口相连，发生器循环泵（7）设在再沸器（8）发生器上循环管（5）连接处，发生器下循环管（2）通过酸性芒硝过滤机供料泵（1）与旋分器（20）进口相连，发生器（3）上部设有发生器排气管（22）。发生器上循环管（5）上设置出口并连接氯酸钠加入管（4），再沸器（8）与发生器上循环管（5）连接处设置出口并分别连接甲醇加入管（9）和硫酸加入管（6）。所述芒硝处理部分包括酸性芒硝过滤机（19）、复分解反应器（12）、中性芒硝过滤机（16）、酸性芒硝气液分离罐（21）和中性芒硝气液分离罐（18），旋分器（20）出口与酸性芒硝过滤机（19）进口管道相连，酸性芒硝过滤机（19）出口与复分解反应器（12）进口相连，复分解反应器（12）出口通过中性芒硝过滤机供料泵（15）与中性芒硝过滤机（16）进口相连，中性芒硝过滤机（16）上设有中性芒硝出口（17），酸性芒硝气液分离罐（21）与酸性芒硝过滤机（19）管道相连，中性芒硝气液分离罐（18）与中性芒硝过滤机（16）管道相连。酸性芒硝过滤机（19）出口还与旋分器（20）出口管道汇合并与发生器下循环管（2）相连。本发明所述的用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法包括以下步骤：步骤1，浓度为600g/l氯酸钠溶液从氯酸钠加入管（4）中进入发生器下循环管（2），质量浓度为96%硫酸从硫酸加入管（6）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），质量浓度为20%甲醇从甲醇加入管（9）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），在发生器循环泵（7）的作用下，氯酸钠溶液、硫酸及甲醇在发生器下循环管（2）、发生器（3）和发生器上循环管（5）的循环回路中充分混合，并在发生器（3）反应生成ClO2气体，从发生器排气管（22）排出进入下道工序制成ClO2水溶液外送使用；步骤2，ClO2生成的同时，芒硝也在发生器（3）内结晶，酸性芒硝过滤机供料泵（1）将含有芒硝晶体的母液送至旋分器（20）进行固液分离，分离出来的母液与酸性芒硝过滤机（19）出来的洗涤液汇合后回流至发生器下循环管（2），酸性芒硝晶体进入酸性芒硝过滤机（19）洗涤、过滤，含有硫酸的滤液经过酸性芒硝气液分离罐（21）后流至稀酸液槽（13）储存；步骤3，过滤、洗涤后的酸性芒硝晶体进入复分解反应器（12），加入热水并通入蒸汽加热进行复分解反应，析出中性芒硝，中性芒硝过滤机供料泵（15）将复分解反应后含有中性芒硝晶体及硫酸的液体送到中性芒硝过滤机（16）进行洗涤、过滤，得到的中性芒硝晶体从中性芒硝出口（17）外排，从中性芒硝过滤机（16）出来的洗涤液流至复分解反应器（12），含有硫酸的滤液则通过中性芒硝气液分离罐（18）流至稀酸槽（13）储存；步骤4，稀酸液加热器（14）对稀酸液槽内的液体进行加热，稀酸液经过稀酸液输送泵（11）输送进入发生器下循环管（2）参与反应，流量控制阀（10）控制稀酸液加入量。其中，二氧化氯产量5吨/日，装备运行时间8小时/日。实施例2：如图1所示，一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的装置，包括ClO2生成部分和芒硝处理部分，还设有稀酸液回收部分，包括稀酸液槽（13）、稀酸液输送泵（11）、稀酸液加热器（14）及流量控制阀（10），稀酸液槽（13）出口通过稀酸液输送泵（11）与发生器下循环管（2）相连，中性芒硝气液分离罐（18）和酸性芒硝气液分离罐（21）分别与稀酸液槽（13）进口管道相连，流量控制阀（10）设置在稀酸液输送泵（11）出口管道上，稀酸液加热器（14）设在稀酸液槽（13）内部。所述ClO2生成部分包括由发生器下循环管（2）、发生器（3）、发生器上循环管（5）氯酸钠加入管、再沸器（8）组成的反应循环回路，发生器（3）出口通过发生器下循环管（2）与再沸器（8）进口相连，再沸器（8）进口通过发生器上循环管（5）与发生器（3）进口相连，发生器循环泵（7）设在再沸器（8）发生器上循环管（5）连接处，发生器下循环管（2）通过酸性芒硝过滤机供料泵（1）与旋分器（20）进口相连，发生器（3）上部设有发生器排气管（22）。发生器上循环管（5）上设置出口并连接氯酸钠加入管（4），再沸器（8）与发生器上循环管（5）连接处设置出口并分别连接甲醇加入管（9）和硫酸加入管（6）。所述芒硝处理部分包括酸性芒硝过滤机（19）、复分解反应器（12）、中性芒硝过滤机（16）、酸性芒硝气液分离罐（21）和中性芒硝气液分离罐（18），旋分器（20）出口与酸性芒硝过滤机（19）进口管道相连，酸性芒硝过滤机（19）出口与复分解反应器（12）进口相连，复分解反应器（12）出口通过中性芒硝过滤机供料泵（15）与中性芒硝过滤机（16）进口相连，中性芒硝过滤机（16）上设有中性芒硝出口（17），酸性芒硝气液分离罐（21）与酸性芒硝过滤机（19）管道相连，中性芒硝气液分离罐（18）与中性芒硝过滤机（16）管道相连。酸性芒硝过滤机（19）出口还与旋分器（20）出口管道汇合并与发生器下循环管（2）相连。本发明所述的用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法包括以下步骤：步骤1，浓度为650g/l氯酸钠溶液从氯酸钠加入管（4）中进入发生器下循环管（2），质量浓度为98%硫酸从硫酸加入管（6）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），质量浓度为40%甲醇从甲醇加入管（9）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），在发生器循环泵（7）的作用下，氯酸钠溶液、硫酸及甲醇在发生器下循环管（2）、发生器（3）和发生器上循环管（5）的循环回路中充分混合，并在发生器（3）反应生成ClO2气体，从发生器排气管（22）排出进入下道工序制成ClO2水溶液外送使用；步骤2，ClO2生成的同时，芒硝也在发生器（3）内结晶，酸性芒硝过滤机供料泵（1）将含有芒硝晶体的母液送至旋分器（20）进行固液分离，分离出来的母液与酸性芒硝过滤机（19）出来的洗涤液汇合后回流至发生器下循环管（2），酸性芒硝晶体进入酸性芒硝过滤机（19）洗涤、过滤，含有硫酸的滤液经过酸性芒硝气液分离罐（21）后流至稀酸液槽（13）储存；步骤3，过滤、洗涤后的酸性芒硝晶体进入复分解反应器（12），加入热水并通入蒸汽加热进行复分解反应，析出中性芒硝，中性芒硝过滤机供料泵（15）将复分解反应后含有中性芒硝晶体及硫酸的液体送到中性芒硝过滤机（16）进行洗涤、过滤，得到的中性芒硝晶体从中性芒硝出口（17）外排，从中性芒硝过滤机（16）出来的洗涤液流至复分解反应器（12），含有硫酸的滤液则通过中性芒硝气液分离罐（18）流至稀酸槽（13）储存；步骤4，稀酸液加热器（14）对稀酸液槽内的液体进行加热，稀酸液经过稀酸液输送泵（11）输送进入发生器下循环管（2）参与反应，流量控制阀（10）控制稀酸液加入量。其中，二氧化氯产量5吨/日，装备运行时间8小时/日。实施例3：如图1所示，一种用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的装置，包括ClO2生成部分和芒硝处理部分，还设有稀酸液回收部分，包括稀酸液槽（13）、稀酸液输送泵（11）、稀酸液加热器（14）及流量控制阀（10），稀酸液槽（13）出口通过稀酸液输送泵（11）与发生器下循环管（2）相连，中性芒硝气液分离罐（18）和酸性芒硝气液分离罐（21）分别与稀酸液槽（13）进口管道相连，流量控制阀（10）设置在稀酸液输送泵（11）出口管道上，稀酸液加热器（14）设在稀酸液槽（13）内部。所述ClO2生成部分包括由发生器下循环管（2）、发生器（3）、发生器上循环管（5）氯酸钠加入管、再沸器（8）组成的反应循环回路，发生器（3）出口通过发生器下循环管（2）与再沸器（8）进口相连，再沸器（8）进口通过发生器上循环管（5）与发生器（3）进口相连，发生器循环泵（7）设在再沸器（8）发生器上循环管（5）连接处，发生器下循环管（2）通过酸性芒硝过滤机供料泵（1）与旋分器（20）进口相连，发生器（3）上部设有发生器排气管（22）。发生器上循环管（5）上设置出口并连接氯酸钠加入管（4），再沸器（8）与发生器上循环管（5）连接处设置出口并分别连接甲醇加入管（9）和硫酸加入管（6）。所述芒硝处理部分包括酸性芒硝过滤机（19）、复分解反应器（12）、中性芒硝过滤机（16）、酸性芒硝气液分离罐（21）和中性芒硝气液分离罐（18），旋分器（20）出口与酸性芒硝过滤机（19）进口管道相连，酸性芒硝过滤机（19）出口与复分解反应器（12）进口相连，复分解反应器（12）出口通过中性芒硝过滤机供料泵（15）与中性芒硝过滤机（16）进口相连，中性芒硝过滤机（16）上设有中性芒硝出口（17），酸性芒硝气液分离罐（21）与酸性芒硝过滤机（19）管道相连，中性芒硝气液分离罐（18）与中性芒硝过滤机（16）管道相连。酸性芒硝过滤机（19）出口还与旋分器（20）出口管道汇合并与发生器下循环管（2）相连。本发明所述的用于稳定控制甲醇法二氧化氯生产的方法包括以下步骤：步骤1，浓度为620g/l氯酸钠溶液从氯酸钠加入管（4）中进入发生器下循环管（2），质量浓度为97%硫酸从硫酸加入管（6）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），质量浓度为30%甲醇从甲醇加入管（9）加入，经再沸器（8）进入发生器下循环管（2），在发生器循环泵（7）的作用下，氯酸钠溶液、硫酸及甲醇在发生器下循环管（2）、发生器（3）和发生器上循环管（5）的循环回路中充分混合，并在发生器（3）反应生成ClO2气体，从发生器排气管（22）排出进入下道工序制成ClO2水溶液外送使用；步骤2，ClO2生成的同时，芒硝也在发生器（3）内结晶，酸性芒硝过滤机供料泵（1）将含有芒硝晶体的母液送至旋分器（20）进行固液分离，分离出来的母液与酸性芒硝过滤机（19）出来的洗涤液汇合后回流至发生器下循环管（2），酸性芒硝晶体进入酸性芒硝过滤机（19）洗涤、过滤，含有硫酸的滤液经过酸性芒硝气液分离罐（21）后流至稀酸液槽（13）储存；步骤3，过滤、洗涤后的酸性芒硝晶体进入复分解反应器（12），加入热水并通入蒸汽加热进行复分解反应，析出中性芒硝，中性芒硝过滤机供料泵（15）将复分解反应后含有中性芒硝晶体及硫酸的液体送到中性芒硝过滤机（16）进行洗涤、过滤，得到的中性芒硝晶体从中性芒硝出口（17）外排，从中性芒硝过滤机（16）出来的洗涤液流至复分解反应器（12），含有硫酸的滤液则通过中性芒硝气液分离罐（18）流至稀酸槽（13）储存；步骤4，稀酸液加热器（14）对稀酸液槽内的液体进行加热，稀酸液经过稀酸液输送泵（11）输送进入发生器下循环管（2）参与反应，流量控制阀（10）控制稀酸液加入量。其中，二氧化氯产量5吨/日，装备运行时间8小时/日。对比例：采用本发明改造前的甲醇法二氧化氯制备装置（如图2所示，少了稀酸液回收部分，直接将酸性芒硝过滤和中性芒硝过滤两次过滤的酸滤液返回发生器循环）生产二氧化氯，其中，加入的氯酸钠溶液浓度为650g/l，加入的硫酸质量浓度为98%，加入的甲醇质量浓度为40%，发生器内反应温度时间与本发明相同，实现二氧化氯产量5吨/日，装备运行时间8小时/日。实验例：利用本发明和对比例方法生产二氧化氯表1甲醇法二氧化氯制备实验编号二氧化氯产量（吨/日）设备运行时间（小时/日）设备稳定运行天数/日实施例158135实施例258140实施例358135对比例5863由上表可知，本发明设备稳定运行天数比对比例设备稳定运行天数要长，可见，采用本发明一种稳定控制甲醇法二氧化氯生产方法，与现有的甲醇法二氧化氯生产方法直接将酸性芒硝过滤和中性芒硝过滤两次过滤的酸滤液返回发生器循环不同，本发明将芒硝处理过程中产生的稀酸液收集到稀酸槽中作缓冲性储存并加热，保持稀酸液温度的恒定，然后根据系统的需要用稀酸液输送泵将稀酸液输送入发生器内，解决返回发生器的液体需维持一定温度以使发生器中的水必须蒸发以保持稳态条件，同时进入发生器系统的稀酸液流量用流量控制阀调节，在确保发生器内的水与酸保持平衡的也保持发生器液位相对稳定，保证系统稳定运行。上述实施案例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。。当前第1页1 2 3