一种定向流电解工艺的制作方法_2

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图1为实施例3的反应器结构图。
[0041] 图2为实施例1的反应器结构图。
[0042] 图3为实施例5的反应器结构图。
[0043] 图4为图3的B-B剖向图。
[0044] 图5为实施例2的反应器结构图。
[0045] 其中,1-筒体、2-电极室、3-电极材料、4-多孔板电极、5-缓冲箱、6-气体排出口、 7_间隙、8-冲洗液入口管、9-冲洗液出口管、10-进液通道、11-排液通道、12-绝缘法兰、 13-进口连接短管、14-出口连接短管、15-填充电极取出口、16-网状结构。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图对本发明作进一步解释说明:
[0047] 实施例1:
[0048] 参见图2,本实施例反应器为卧式,筒体1的一端设有进口连接短管13,另一端设 有出口连接短管14,筒体内设有一个反应单元,由两个相互绝缘的电极室2组成,分别为阴 极室和阳极室,所述电极室2由两端的多孔板电极4与对应筒体1围成的区域组成,所述电 极室2内填充有具有导电性的电极材料3。所述电极室内填充的电极材料3为贵金属盐改 性后的颗粒状活性炭、煤焦炭、石油焦或耐腐蚀的金属肩、或金属丸,粒度为8 - 20_(电极 材料的粒度应大于多孔板电极的孔径)。所述电极室2的两端均设有多孔板电极4(孔径 为6 - 10mm),两个电极室2的多孔板电极4分别对应接入阴极和阳极接线柱(图中未示 出),使两个电极室2 -个为阴极室一个为阳极室,为了使多孔板电极4与对应的电极室2 的壁面电导通,如可采用导电螺钉将多孔板电极4与电极室2的壁面连接,接线柱接入电极 室2壁面,使电流导入多孔板电极4。并且根据电解液的性质,还可以在电极室2的壁面内 表面涂覆防蚀层,避免电解液腐蚀电极室2的壁面。本实施例中,左侧为阳极室,右侧为阴 极室,在相邻的两个电极室2的多孔板电极4之间可通过绝缘法兰12连接,并形成l-10mm 的间隙7,使两个多孔板电极4保持绝缘状态,所述间隙7的一端经过多孔板电极4与电极 室2 (阴极室)内壁面上的进液通道10的一端连接,所述进液通道10的另一端连接冲洗液 入口管8 ;所述间隙7的另一端经过多孔板电极4与电极室2 (阳极室)内壁面上的排液通 道11的一端连接,所述排液通道11的另一端连接冲洗液出口管9。所述电极室2的底部设 有填充电极取出口 15用于取出电极材料3,所述电极室2的顶部设置了缓冲箱5,所述缓冲 箱2上设有气体排出口 6。
[0049] 工作过程:
[0050] 乙二腈是制造尼龙66的中间体,同时又可作为橡胶生产的助剂和除草剂。本实施 例中的电解液来自乙二腈生产工艺中的丙烯腈溶液。
[0051] 采用定向流电解工艺时,所述电解液由反应器的进口连接短管13进入,先穿过一 层多孔板电极4进入左侧的电极室2(阳极室)进行(1 一 3)析氧反应,产生氧气。
[0052] 经过氧化反应后的电解液穿过左侧的电极室2的多孔板电极4、间隙7,由右侧的 电极室2-端的多孔板电极4进入右侧的电极室4(阴极室)内进行(1 一 2)还原反应,生 成乙二腈。
[0053] 在阴极室内反应后的电解液穿过阳极室由出口连接短管14流出,即完成乙二腈 的电解合成。
[0054] 在阳极室生成的氧气可通过缓冲箱5和气体排出口6,在负压作用下移出反应器。
[0055]由于电极室2内填充的导电材料3的作用,电解液流动的通道曲折,电解液流动时 的湍动程度大于单纯平板电极结构时电解液的流动。在阴极室的多孔板电极4表面,生成 的乙二腈和0H在高度湍动的电解液直接冲刷作用下,会快速离开多孔板电极4表面,减少 副反应的发生。
[0056] 实施例2
[0057] 参见图5,所述电极室2由导电材料制成的网状结构16组成,所述导电材料可以使 用导电性能好、抗腐蚀性强的铅、钼、钛、石墨等材料制成,其空隙率控制在〇. 7 - 0. 9。无多 孔板电极4及其填充的电极材料3,其余结构同实施例1,电解液为烟气湿式氨一络合吸收 同步脱硫脱硝系统中浓缩塔的浓缩液。
[0058] 工作过程:
[0059] 来自烟气湿式氨一络合吸收同步脱硫脱硝系统中浓缩塔的浓缩液物性参数及相 关组成如下:
[0060]pH值:4·0~5.0 ;
[0061] 硫酸铵浓度:30~45%;
[0062] EDTA-Fe(II) +EDTA-Fe(III)浓度:0· 05~0· lmol/L ;
[0063] 吸收液温度:50 - 60°C左右。
[0064] 所述电解液由反应器的进口连接短管13进入左侧的电极室2(阳极室)进行氧化 反应:
[0065] 在阳极室发生的氧化反应:
[0066]
[0067] 2H20 - 02+4H++4e (7)
[0068] 若浆液中溶有氢气,还可能发生以下反应:
[0069]H2- 2H++2e (8)
[0070] Fe2+EDTA-Fe3+EDTA+e(2')
[0071] Fe2+-Fe3++e (3')
[0072] 经过氧化反应后的电解液穿过左侧的电极室2及间隙7,进入右侧的电极室2(阴 极室)内进行还原反应:
[0073] 在阴极室发生的还原反应:
[0074] Fe2+EDTA(NO)+5H++5e-Fe2+EDTA+NH3+H20 (1)或:
[0075]
[0076] Fe3+EDTA+e-Fe2+EDTA(2)
[0077] Fe3++e-Fe2+ (3)
[0078] Fe2++2e-Fe (4)
[0079] 控制所述反应单元中阳极室和阴极室的电位差为1. 5 - 4. 5V。
[0080] 在阴极室内反应后的电解液出口连接短管14流出,即完成电解液的再生过程 浓缩液中的铁的去除。从反应器出来的电解液(即吸收液)实现了Fe3+EDTA被还原成 Fe2+EDTA,恢复了对氮氧化物的吸收能力,可再次循环利用,本实施例中,除铁效率可为90 % 以上。
[0081]部分回流过程:
[0082] 由所述冲洗液出口管9引出部分电解反应器内的电解液与进入电解反应器前的 电解液混合后一起经进口连接短管13进入电解反应器进行电解反应,实现反应中间产物 的部分回流;经出口连接短管14出电解反应器的部分反应后的电解液经冲洗液入口管8回 送进入电解反应器内实现反应产物的部分回流,通过反应中间产物和反应产物的部分回流 有利于提高电解液中反应物的转化率。上述操作可长期进行,或根据需要定时进行。
[0083] 实施例3
[0084] 参见图1,本实施例反应器为立式,基本结构与实施例1的卧式相同,上层为阴极 室,下层为阳极室,唯一不同的是不设有缓冲箱5、气体排出口 6和填充电极取出口 15,其余 同实施例1。
[0085] 工艺过程:
[0086] 电解液来源同实施例1,反应过程同实施例1,电解液由反应器底部的进口连接短 管13进入反应器,由下至上定向流动,依次穿过阳极室、阴极室由反应器顶部的出口连接 短管14流出,其余同实施例1。除铁效率为90%。
[0087] 实施例4
[0088] 参见图2,本实施例反应器为卧式,结构同实施例1。
[0089] 工艺过程:
[0090] 以烟气湿式氨一络合吸收同步脱硫脱硝系统中来自吸收塔的吸收液作为电解液 进行电解再生为例对本实施例所述反应器的工作过程解释如下:
[0091] 以脱硫脱硝吸收塔上部喷淋下来、已进行了二氧化硫和氮氧化物吸收的吸收液为 作电解液送入电解反应器,所述电解液的物性参数及相关组成如下:
[0092] pH值:5. 0 ~5. 5;
[0093] 硫酸铵浓度:5~15% ;
[0094] EDTA-Fe(II) +EDTA-Fe(III)浓度:0· 015 ~0· 05mol/L;
[0095] 吸收液温度:50°C左右。
[0096] 电解液由筒体1 一端进口连接短管13水平进入反应器,液相流动方向垂直于多孔 板电极4,电解液经多块多孔板电极4依次流经阳极室、阴极室,最后经筒体另一端的出口 连接短管14排出。
[0097] 在阳极室发生的氧化反应包括:
[0098]
[0099] 2H20 - 02+4H++4e (7)
[0100] 若浆液中溶有氢气,还可能发生以下反应:
[0101] H2-2H++2e (8)
[0102] Fe2+EDTA-Fe3+EDTA+e (2,)
[0103] Fe2+-Fe3++e (3' )
[0104] 在阴极室发生的还原反应:
[0105] Fe2+EDTA(NO)+5H++5e-Fe2+EDTA+NH3+H20 (1)
[0106] 或:
[0107]
[0108] Fe3+EDTA+e-Fe2+EDTA (2)
[0109] Fe3++e -Fe2+ (3)
[0110] Fe2++2e-Fe (4)
[0111] 控制所述反应单元中阳极和阴极的电位差为1. 5 - 4. 5V。
[0112] 在阴极室内反应后的电解液穿过阴极室的多孔板电极4由另一端的出口连接短 管14流出,即完成电解液的再生过程。从反应器出来的电解液(即吸收液)实现了Fe3+EDTA 被还原成Fe2+EDTA,恢复了对氮氧化物的吸收能力,可再次循环利用。
[0113] 由于上述
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