高压脱氯方法及次氯酸钠制备方法与流程

文档序号:30157502发布日期:2022-05-26 08:02阅读:281来源:国知局
高压脱氯方法及次氯酸钠制备方法与流程

1.本技术涉及电解液盐水脱氯技术,具体涉及一种高压脱氯方法及次氯酸钠制备方法。


背景技术:

2.当前,随着对环保节能的不断重视,制碱过程中的氯气回收及再利用对环境保护而言是至关重要的。一方面,盐水中的氯气若不处理,将会导致盐水中的氯含量较大,导致含氯的盐水无法再利用,若将盐水排出,将会导致严重的环境污染。具体地,当通过电解槽对盐水进行电解时,电解槽内发生电化学反应产生氯气,氯气在电解后的淡盐水中溶解,以溶解氯及clo-形式存在。淡盐水中的游离氯含量一般为600~800mg/l。如果不将游离氯除去,将会造成:1、腐蚀盐水系统的设备、管道;2、造成空气污染;3、一次盐水工序消耗的亚硫酸钠增加;4、阻碍一次盐水工序精制过程的进行;5、损害二次盐水工序的设备及树脂塔中树脂。
3.目前,盐水电解液制碱中,虽然存在对其中氯气的相关处理,但目前的氯气回收方式存在氯气回收效率低,导致制碱后的盐水氯气含量较高,重复利用率低,且对环境造成一定的污染。


技术实现要素:

4.鉴于上述问题,本技术提供一种高压脱氯方法及次氯酸钠制备方法,能够解决电解液制碱过程中氯气回收率不高,重复利用效率低、导致环境污染的问题。
5.第一方面,本技术提供了一种高压脱氯方法,包括:
6.获取电解液电解后的盐水,向所述盐水中添加盐酸,对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8;其中,电解后的盐水质量浓度为170~250g/l,ph值为2~4.2;
7.将ph值调整后的盐水引流至氯气脱离室内;
8.设置于所述氯气脱离室的第一侧端的喷淋设备的入口与引流管道的入口对接,将引流入的盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强喷淋出,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s;
9.利用气泵将性质不活跃气体从所述氯气脱离室的第二侧端对来自所述喷淋设备喷射的盐水进行鼓吹,使盐水中的液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相;其中,气体的风压维持在5.9~7.2kpa,使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍;气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.5~0.9m;
10.气相状态下的氯通过设置于所述氯气脱离室的第三侧端或第四侧端的出气口排出;其中,所述第三侧端或所述第四侧端与所述第一侧端相交叉,且所述出气口位于靠近所述第一侧端的一侧。
11.在一些实施例中,所述方法还包括:
12.将所述出气口通过管道导入至质量浓度为17%~26%的氢氧化钠溶液中,不断搅拌,并在氢氧化钠溶液中持续导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。
13.在一些实施例中,所述出气口设置于喷淋设备的喷淋出口与所述第一侧端之间。
14.在一些实施例中,所述调整后的盐水的ph值为1.3、或1.35、或1.38、或1.4、或1.42。
15.在一些实施例中,从所述喷淋设备喷淋出的盐水的压强为0.18mpa、或0.19mpa、或0.20mpa、或0.21mpa、或0.22mpa。
16.在一些实施例中,从所述喷淋设备喷射的盐水流量为8.5m3/h、或8.7m3/h、或8.9m3/h、或9.0m3/h、或9.2m3/h、或9.4m3/h。
17.在一些实施例中,所述气泵鼓吹气体的风压为6.1kpa、或6.5kpa、或6.8kpa、或7.0kpa。
18.在一些实施例中,所述不活跃气体包括以下至少之一:
19.氮气、氦气、氩气或空气。
20.第二方面,本技术提供了一种次氯酸钠制备方法,包括:
21.获取电解液电解后的盐水,向所述盐水中添加盐酸,对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8;其中,电解后的盐水质量浓度为170~250g/l,ph值为2~4.2;
22.将ph值调整后的盐水引流至氯气脱离室内;
23.设置于所述氯气脱离室的第一侧端的喷淋设备的入口与引流管道的入口对接,将引流入的盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强喷淋出,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s;
24.利用气泵将性质不活跃气体从所述氯气脱离室的第二侧端对来自所述喷淋设备喷射的盐水进行鼓吹,使盐水中的液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相;其中,气体的风压维持在5.9~7.2kpa,使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍;气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.5~0.9m;
25.气相状态下的氯通过设置于所述氯气脱离室的第三侧端或第四侧端的出气口排出;其中,所述第三侧端或所述第四侧端与所述第一侧端相交叉,且所述出气口位于靠近所述第一侧端的一侧;
26.将所述出气口通过管道导入至质量浓度为17%~26%的氢氧化钠溶液中,不断搅拌,并在氢氧化钠溶液中持续导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。
27.在一些实施例中,所述出气口设置于喷淋设备的喷淋出口与所述第一侧端之间。
28.在一些实施例中,所述调整后的盐水的ph值为1.3、或1.35、或1.38、或1.4、或1.42。
29.在一些实施例中,从所述喷淋设备喷淋出的盐水的压强为0.18mpa、或0.19mpa、或0.20mpa、或0.21mpa、或0.22mpa。
30.在一些实施例中,从所述喷淋设备喷射的盐水流量为8.5m3/h、或8.7m3/h、或8.9m3/h、或9.0m3/h、或9.2m3/h、或9.4m3/h。
31.在一些实施例中,所述气泵鼓吹气体的风压为6.1kpa、或6.5kpa、或6.8kpa、或7.0kpa。
32.在一些实施例中,所述不活跃气体包括以下至少之一:
33.氮气、氦气、氩气或空气。
34.本技术实施例的技术方案,精制盐水在电解槽内发生电化学反应后,通过对电化学反应后的盐水进行ph值调整,使其ph值保持在1.2~1.8,将ph值调整后的盐水至少分流为两个以上的流路,通过设置多个氯气脱离室,将含氯的盐水在多个氯气脱离室中进行分别脱氯,并且,本技术实施例通过设置特定的喷淋方式及喷淋流量,并通过向喷淋的盐水正向鼓吹脱氯气体,使液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相,使盐水中的氯气大部分都能被吹除出,提升了盐水中氯气的吹除效率,提升了电解液制碱过程中氯气回收效率,使脱氯后的盐水可重复使用,起到了节能环保的目的。
35.上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
36.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
37.图1示出了本技术一实施例提供的高压脱氯方法的工艺流程示意图;
38.图2示出了本技术一实施例提供的氯气脱离结构的示意图;
39.图3示出了本技术一实施例提供的氯气脱离室的结构示意图;
40.图4示出了本技术一实施例提供的次氯酸钠制备方法的工艺架构示意图。
具体实施方式
41.下面对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本技术的保护范围。
42.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术;本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
43.在本技术实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
44.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例及附图等描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
45.在本技术实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表
示可以存在三种关系,例如a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
46.在本技术实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
47.在本技术实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术实施例的限制。
48.在本技术实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
49.以下通过具体示例,进一步阐明本技术实施例的技术方案的实质。
50.图1示出了本技术一实施例提供的高压脱氯方法的工艺流程示意图,如图1所示,本技术实施例提供的高压脱氯方法的工艺流程至少包括:
51.流程101:获取电解液电解后的盐水,向所述盐水中添加盐酸,对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8。
52.这里的电解液主要包括盐水制碱过程中的使用的盐水溶液,主要是氯化钠溶液。精制盐水在电解槽内发生电化学反应后,其浓度降低,nacl含量约为170~250g/l,ph值为2~4.2,温度保持在80~85℃。由于制碱后的盐水变为淡盐水,且淡盐水中溶解有大量氯气,氯气以溶解氯及clo的形式存在,这将导致大量的淡盐水无法被重复利用,因此,必须对电解后的淡盐水进行氯气去除,使淡盐水可重复利用。淡盐水进行脱氯处理后,需要返回一次盐水进行化盐,制备饱和盐水再次使用。
53.本技术实施例中,在对淡盐水进行脱氯之前,需要对淡盐水进行酸化处理,即对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8。
54.具体地,调整后的盐水的ph值最好保持在1.3、或1.35、或1.38、或1.4、或1.42。本技术实施例中,使淡盐水的ph值保持在1.3至1.4左右。通过使盐水的ph值保持在1.3至1.4左右,在对淡盐水进行气体鼓吹过程中,使游离氯分解且更易被气体带出而转为气相,更易实现对盐水中氯气的脱离。
55.本技术实施例中,电解液电解后的盐水质量浓度为170~250g/l;一般地,盐水中nacl的质量含量约为205
±
5g/l。淡盐水的质量浓度与电解液本身的浓度及电解效果有关。
56.流程102:将ph值调整后的盐水引流至氯气脱离室内。
57.本技术实施例中,作为一种实现方式,氯气脱离室可以设置为多个。为了对盐水中的游离状态的氯进行充分地脱离,将ph值调整后的盐水可以分别导入至不同的脱离室进行分别脱氯处理,即通过同步并行高压脱氯的方式,不仅提升了盐水脱氯的效率,还进一步使盐水中的游离氯气脱除的更彻底。
58.流程103:设置于所述氯气脱离室的第一侧端的喷淋设备的入口与引流管道的入
口对接,将引流入的盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强喷淋出,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s。
59.本技术实施例中,通过喷淋设备以喷淋的方式对ph值调整后的盐水进行喷淋,使盐水中的液相界面中氯更容易转移到气相,更容易对盐水中的氯进行脱氯,使盐水的脱氯效果更佳。
60.本技术实施例中,盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强被喷淋设备喷淋出,具体地,从所述喷淋设备喷淋出的盐水的压强为0.18mpa、或0.19mpa、或0.20mpa、或0.21mpa、或0.22mpa。当压强过大时,对盐水中的氯气脱除效果较差,而喷淋压强过小时,盐水的喷淋效果较差,盐水中的液相氯不易被气化脱除。
61.本技术实施例中,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,喷淋孔的孔径选择为0.65mm、0.68mm、0.7mm或0.72mm的情况下,对盐水的喷淋后,使喷淋后的盐水中的氯更容易气化。当喷淋孔的孔径过小时,虽然使盐水中的液相氯更易转移为气相,但由于喷淋出的盐水需要通过气体鼓吹,过小的孔径会导致喷淋的盐水通过氯气脱离室的出气口与气相后的氯一起导出,导致气相的氯浓度较低,不利于气相后的氯气的工业加工。因此,本技术选择喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm的范围,在保证盐水中氯气气化效率的同时,保证脱氯后的氯气的浓度含量更高,更易用于工业生产如制备次氯酸钠等消毒水等。
62.本技术实施例中,为了保证喷淋盐水的加工量,盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s,作为一种优选方式,喷射流速可以为8.5m/s、或8.7m/s、或8.9m/s、或9.0m/s、或9.2m/s、或9.4m/s、或9.8m/s、或10m/s、或10.5m/s、或10.9m/s、或11m/s、或11.7m/s、或12m/s、或12.5m/s、或13m/s、或13.6m/s、或或14m/s等。
63.流程104:利用气泵将性质不活跃气体从所述氯气脱离室的第二侧端对来自所述喷淋设备喷射的盐水进行鼓吹,使盐水中的液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相。
64.本技术实施例中,优选地,气体的风压维持在5.9~7.2kpa,使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍。优选地,所述气泵鼓吹气体的风压为6.1kpa、或6.5kpa、或6.8kpa、或7.0kpa。本技术实施例中,当用气体对盐水进行吹拂时,需要保证气体具有一定的气压,这样,才能保证盐水中的液相氯转移为气相氯气的效率。因此,需要使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍,这样才可以将盐水中的氯气脱除的更彻底。作为一种示例,气体的吹出体积为喷射盐水体积的5.2倍、或5.8倍、或6倍、或6.4倍、或7倍、或7.3倍、或7.6倍、或8倍、或8.5倍、或9倍等。
65.本技术实施例中,吹拂盐水的气体的风压也不易过大,过大将导致盐水的过吹,导致一部分盐水也被吹拂至气相氯通道中,导致制得的氯气的浓度相对较低,其含有大量的水分。
66.本技术实施例中,通过电解槽电解后的淡盐水中存在着下列化学平衡:
67.cl2+h2o

hclo+hcl;
68.hclo
→h+
+clo

69.本技术实施例的盐水脱氯原理是,破坏化学平衡和相平衡关系,使平衡向着生成氯气的方向进行(物理脱氯),最后通过加入还原性物质去除残留的少量游离氯(化学脱氯)。破坏平衡关系的手段包括:在一定的温度下,向淡盐水中加入足够的酸,并使淡盐水中
不断产生气泡或增加气、液两相的接触面,加大气液两相的不平衡度,降低液体表面的氯气分压,使液相中的溶解氯不断的向气相转移,气体逸出。由于气相和液相之间存在着平衡,所以不能将游离氯百分百除去,剩余的微量游离氯(一般10~30mg/l)用化学脱氯除去。
70.本技术实施例中,所述不活跃气体包括以下至少之一:氮气、氦气、氩气或空气。在不考虑加工成本的情况下,最好选择氦气、氩气作为盐水中的氯气的吹拂气体,在保证风压的情况下,选用氦气、氩气等惰性气体对盐水的吹拂时,脱氯的效果更佳。当然,也可以选择氮气作为高压气体的吹拂气体。但在一般情况下,也可以选择空气作为吹拂气体,其也能将盐水中的液相氯气从盐水中吹拂去除,并通过气流从氯气脱离室的出气口带出,作为其他工业用氯气的气源。当然,也可以对气体脱氯后的氯气进行收集,作为他用。
71.本技术实施例中,由于本技术直接选用对盐水沿喷淋方向相反的方向对盐水进行鼓吹,因此,为了保证吹拂效果,需要使气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.5~0.9m。优选地,气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.53m、0.58m、0.61m、0.65m、或0.67m、或0.69m、或0.7m、或0.71m等。
72.流程105:气相状态下的氯通过设置于所述氯气脱离室的第三侧端或第四侧端的出气口排出。
73.本技术实施例中,优选地,所述第三侧端或所述第四侧端与所述第一侧端相交叉,且所述出气口位于靠近所述第一侧端的一侧。
74.图2示出了本技术一实施例提供的氯气脱离结构的示意图,如图2所示,本技术实施例的氯气脱离流程包括:在制碱后的淡盐水中加入一定量盐酸,将其ph值调整为1.3~1.5,然后将ph值调整后的淡盐水引流进入氯气脱离室3如脱氯塔。加盐酸后进入脱氯塔淡盐水ph值保持在:1.3-1.5,盐水温度保持在80
±
10℃的范围内。
75.本技术实施例中,淡盐水从氯气脱离室3的顶部流入氯气脱离室3。同时,用气泵1如鼓风机等向氯气脱离室3鼓入不活跃气体,压力约为6-7kpa;在将不活跃气体吹入至氯气脱离室3之前,最好经过空气过滤器2对气体进行过滤,保证气体的纯度。本技术实施例中,不活跃气体从氯气脱离室3的底部导入氯气脱离室3内。在脱氯塔(氯气脱离室)内填料表面淡盐水和气体逆流接触,逸出的湿氯气随气体从塔顶流出,经氯气冷却器5冷却后,送去氯气吸收塔,用20%左右的naoh溶液吸收,生产次氯酸钠,所生产的次氯酸钠溶液,可以作为消毒水使用。作为一种示例,可以使用质量浓度为18%、或19%、或20%、或21%、或22%的naoh溶液。
76.脱氯后的淡盐水,自流到脱氯淡盐水槽4中,脱氯淡盐水槽4中的淡盐水再经脱氯淡盐水泵6抽出。流出氯气脱离室3后淡盐水中的游离氯保持在10~20mg/l。
77.在脱氯淡盐水泵6的入口加入naoh调节脱氯淡盐水的ph值至9~11,然后在脱氯淡盐水泵6的出口处加入浓度为8%~9%(质量分数)的亚硫酸钠进一步去除残余的游离氯,使脱氯淡盐水泵6泵出的淡盐水的游离氯为零。为达到充分混合的目的,在管路中设有静态混合器7,以便使亚硫酸钠与脱氯后的淡盐水充分反应。
78.本技术实施例中,充入氯气脱离室3内的气体量,最好保持为待脱氯塔淡盐水体积的5~10倍,以使盐水中的氯充分脱氯。气泵1的出口的风压保持在6~7kpa。
79.经过高压气体脱氯后的淡盐水,虽然也会有一定的氯气残留,在淡盐水中加亚硫酸钠,对其中的氯气进一步去除,使去除氯气后的淡盐水可以重复利用,加入亚硫酸钠后的
淡盐水的游离氯为零。淡盐水加入亚硫酸钠后的化学反应如下:
80.cl2+2naoh+na2so3→
2nacl+na2so4+h2o。
81.本技术实施例的高压脱氯方法,工艺简捷、控制简单、设备投资少,淡盐水中游离氯脱除的较干净,亚硫酸钠消耗少,引入的so
42-少。
82.图3示出了本技术一实施例提供的氯气脱离室的结构示意图,如图3所示,作为一种示例,本技术实施例的氯气脱离室包括设置于第一侧端的喷淋设备30、设置于第一侧端的气泵输气口10,以及设置于氯气脱离室的第三侧端或第四侧端的出气口20。作为一种实现方式,氯气的出气口20可以设置于氯气脱离室的侧壁上,且靠近第一侧端的一侧。这样设置的目的是使吹拂脱氯盐水的气相氯更容易被排出,提升盐水中液相氯的吹脱效果。本技术实施例中,可以将氯气的出气口20设置于氯气脱离室侧壁上喷淋设备30长度一半的位置处,这样使气相氯的排出效果更佳。
83.作为一种实现方式,氯气的出气口20也可以设置于氯气脱离室的顶部侧面上。
84.本技术实施例中,图3所示的氯气脱离室仅示出了一个,作为一种示例,本技术实施例可以同时采用两个以上的氯气脱离室对盐水中的氯分别进行气相吹除,即通过并行方式对盐水中的氯进行高压脱离,提升盐水脱氯的效率,并且,在设置了多个氯气脱离室的情况下,可以更精细地对盐水中的氯进行脱离,使盐水的脱氯更彻底。具体地,可以通过层叠的方式布设氯气脱离室,或者通过平布的方式设置本技术实施例的多个氯气脱离室,如可以将层叠的或平布的多个氯气脱离室固定于壳体内,使层叠的的或平布的氯气脱离室整体保持为一体结构。
85.本技术实施例中,在前述工艺步骤的基础上,本技术实施例的高压脱氯方法还包括:将所述出气口通过管道导入至质量浓度为17%~26%的氢氧化钠溶液中,不断搅拌,并在氢氧化钠溶液中持续导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。
86.本技术实施例中,作为从盐水中吹脱出的氯气,可以直接引入氢氧化钠溶液中,直接制备消毒水。具体地,需要将气相氯导入至17%~26%的氢氧化钠溶液中,使容积为3m3的氢氧化钠溶液中导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,并持续一段时长,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。具体地,所制得的次氯酸钠溶液游离氯质量分数一般能达到6.2%~7.5%,可以作为消毒液使用。具体地,可以通过边导入气体,边对次氯酸钠溶解度进行检测的方式,直到确定次氯酸钠溶解度达到设定要求后,再停止气体的导入。具体的气体导入时间及气量的导入,根据次氯酸钠溶解度的测量结果而控制。
87.本技术实施例中,通过吹拂盐水值得的气相氯,也可以进行收集存储作其他工业用途,并不限于次氯酸钠溶液的制备。本技术实施例仅作为一种示例进行呈现,并非是对本技术实施例的技术方案的限定。
88.本技术实施例的高压脱氯方法,通过将ph值调整后的盐水至少分流为两个以上的流路,通过设置多个氯气脱离室,将含氯的盐水在多个氯气脱离室中进行分别脱氯,并且,本技术实施例通过设置特定的喷淋方式及喷淋流量,并通过向喷淋的盐水正向鼓吹脱氯气体,使液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相,使盐水中的氯气大部分都能被吹除出,提升了盐水中氯气的吹除效率,提升了电解液制碱过程中氯气回收效率,使脱氯后的盐水可重复使用,起到了节能环保的目的。
89.图4示出了本技术一实施例提供的次氯酸钠制备方法的工艺流程示意图,如图4所示,本技术实施例的次氯酸钠制备方法包括以下处理流程:
90.流程401:获取电解液电解后的盐水,向所述盐水中添加盐酸,对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8。
91.这里的电解液主要包括盐水制碱过程中的使用的盐水溶液,主要是氯化钠溶液。精制盐水在电解槽内发生电化学反应后,其浓度降低,nacl含量约为170~250g/l,ph值为2~4.2,温度保持在80~85℃。由于制碱后的盐水变为淡盐水,且淡盐水中溶解有大量氯气,氯气以溶解氯及clo的形式存在,这将导致大量的淡盐水无法被重复利用,因此,必须对电解后的淡盐水进行氯气去除,使淡盐水可重复利用。淡盐水进行脱氯处理后,需要返回一次盐水进行化盐,制备饱和盐水再次使用。
92.本技术实施例中,在对淡盐水进行脱氯之前,需要对淡盐水进行酸化处理,即对所述盐水的ph值进行调整,使调整后的盐水的ph值保持在1.2~1.8。
93.具体地,调整后的盐水的ph值最好保持在1.3、或1.35、或1.38、或1.4、或1.42。本技术实施例中,使淡盐水的ph值保持在1.3至1.4左右。通过使盐水的ph值保持在1.3至1.4左右,在对淡盐水进行气体鼓吹过程中,使游离氯分解且更易被气体带出而转为气相,更易实现对盐水中氯气的脱离。
94.本技术实施例中,电解液电解后的盐水质量浓度为170~250g/l;一般地,盐水中nacl的质量含量约为205
±
5g/l。淡盐水的质量浓度与电解液本身的浓度及电解效果有关。
95.流程402:将ph值调整后的盐水引流至氯气脱离室内。
96.本技术实施例中,作为一种实现方式,氯气脱离室可以设置为多个。为了对盐水中的游离状态的氯进行充分地脱离,将ph值调整后的盐水可以分别导入至不同的脱离室进行分别脱氯处理,即通过同步并行高压脱氯的方式,不仅提升了盐水脱氯的效率,还进一步使盐水中的游离氯气脱除的更彻底。
97.流程403:设置于所述氯气脱离室的第一侧端的喷淋设备的入口与引流管道的入口对接,将引流入的盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强喷淋出,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s。作为一种优选方式,喷射流速可以为8.5m/s、或8.7m/s、或8.9m/s、或9.0m/s、或9.2m/s、或9.4m/s、或9.8m/s、或10m/s、或10.5m/s、或10.9m/s、或11m/s、或11.7m/s、或12m/s、或12.5m/s、或13m/s、或13.6m/s、或或14m/s等。
98.本技术实施例中,通过喷淋设备以喷淋的方式对ph值调整后的盐水进行喷淋,使盐水中的液相界面中氯更容易转移到气相,更容易对盐水中的氯进行脱氯,使盐水的脱氯效果更佳。
99.本技术实施例中,盐水以0.08mpa~0.3mpa的压强被喷淋设备喷淋出,具体地,从所述喷淋设备喷淋出的盐水的压强为0.18mpa、或0.19mpa、或0.20mpa、或0.21mpa、或0.22mpa。当压强过大时,对盐水中的氯气脱除效果较差,而喷淋压强过小时,盐水的喷淋效果较差,盐水中的液相氯不易被气化脱除。
100.本技术实施例中,喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm,喷淋孔的孔径选择为0.65mm、0.68mm、0.7mm或0.72mm的情况下,对盐水的喷淋后,使喷淋后的盐水中的氯更容易气化。当喷淋孔的孔径过小时,虽然使盐水中的液相氯更易转移为气相,但由于喷淋出的盐水需要通过气体鼓吹,过小的孔径会导致喷淋的盐水通过氯气脱离室的出气口与气相后的氯一起
导出,导致气相的氯浓度较低,不利于气相后的氯气的工业加工。因此,本技术选择喷淋孔的孔径为0.4~0.9mm的范围,在保证盐水中氯气气化效率的同时,保证脱氯后的氯气的浓度含量更高,更易用于工业生产如制备次氯酸钠等消毒水等。
101.本技术实施例中,为了保证喷淋盐水的加工量,保证盐水喷射流速维持在8.5~14.1m/s。作为一种优选方式,喷射流速可以为8.5m/s、或8.7m/s、或8.9m/s、或9.0m/s、或9.2m/s、或9.4m/s、或9.8m/s、或10m/s、或10.5m/s、或10.9m/s、或11m/s、或11.7m/s、或12m/s、或12.5m/s、或13m/s、或13.6m/s、或或14m/s等。
102.流程404:利用气泵将性质不活跃气体从所述氯气脱离室的第二侧端对来自所述喷淋设备喷射的盐水进行鼓吹,使盐水中的液相界面中氯的平衡浓度被打破,液相中的氯不断转移到气相。
103.本技术实施例中,优选地,气体的风压维持在5.9~7.2kpa,使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍。优选地,所述气泵鼓吹气体的风压为6.1kpa、或6.5kpa、或6.8kpa、或7.0kpa。本技术实施例中,当用气体对盐水进行吹拂时,需要保证气体具有一定的气压,这样,才能保证盐水中的液相氯转移为气相氯气的效率。因此,需要使气体气量为喷射盐水体积的5~10倍,这样才可以将盐水中的氯气脱除的更彻底。作为一种示例,气体气量为喷射盐水体积的6.2倍、或6.5倍、或6.7倍、7倍、7.2倍、7.5倍等。
104.本技术实施例中,吹拂盐水的气体的风压也不易过大,过大将导致盐水的过吹,导致一部分盐水也被吹拂至气相氯通道中,导致制得的氯气的浓度相对较低,其含有大量的水分。
105.本技术实施例中,通过电解槽电解后的淡盐水中存在着下列化学平衡:
106.cl2+h2o

hclo+hcl;
107.hclo
→h+
+clo

108.本技术实施例的盐水脱氯原理是,破坏化学平衡和相平衡关系,使平衡向着生成氯气的方向进行(物理脱氯),最后通过加入还原性物质去除残留的少量游离氯(化学脱氯)。破坏平衡关系的手段包括:在一定的温度下,向淡盐水中加入足够的酸,并使淡盐水中不断产生气泡或增加气、液两相的接触面,加大气液两相的不平衡度,降低液体表面的氯气分压,使液相中的溶解氯不断的向气相转移,气体逸出。由于气相和液相之间存在着平衡,所以不能将游离氯百分百除去,剩余的微量游离氯(一般10~30mg/l)用化学脱氯除去。
109.本技术实施例中,所述不活跃气体包括以下至少之一:氮气、氦气、氩气或空气。在不考虑加工成本的情况下,最好选择氦气、氩气作为盐水中的氯气的吹拂气体,在保证风压的情况下,选用氦气、氩气等惰性气体对盐水的吹拂时,脱氯的效果更佳。当然,也可以选择氮气作为高压气体的吹拂气体。但在一般情况下,也可以选择空气作为吹拂气体,其也能将盐水中的液相氯气从盐水中吹拂去除,并通过气流从氯气脱离室的出气口带出,作为其他工业用氯气的气源。当然,也可以对气体脱氯后的氯气进行收集,作为他用。
110.本技术实施例中,由于本技术直接选用对盐水沿喷淋方向相反的方向对盐水进行鼓吹,因此,为了保证吹拂效果,需要使气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.5~0.9m。优选地,气体出气口与所述喷淋孔之间的间距保持在0.53m、0.58m、0.61m、0.65m、或0.67m、或0.69m、或0.7m、或0.71m等。
111.流程405:气相状态下的氯通过设置于所述氯气脱离室的第三侧端或第四侧端的
出气口排出。
112.本技术实施例中,优选地,所述第三侧端或所述第四侧端与所述第一侧端相交叉,且所述出气口位于靠近所述第一侧端的一侧。
113.流程406:将所述出气口通过管道导入至质量浓度为17%~26%的氢氧化钠溶液中,不断搅拌,并在氢氧化钠溶液中持续导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。
114.作为从盐水中吹脱出的氯气,可以直接引入氢氧化钠溶液中,直接制备消毒水。具体地,需要将气相氯导入至17%~26%的氢氧化钠溶液中,使容积为3m3的氢氧化钠溶液中导入流量不小于0.78m3/h气相氯气,并持续一段时长,直到制得游离氯质量分数大于等于8%的次氯酸钠。具体地,所制得的次氯酸钠溶液游离氯质量分数一般能达到6.2%~7.5%,可以作为消毒液使用。
115.本技术实施例中,关于次氯酸钠制备方法中未尽的描述,可参见前述的高压脱氯方法的相关描述而理解。
116.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
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