空栗13连接，另一端连接过滤机12的液体回流管，过滤机12设有芒硝出料口 10;再沸器4与上循环管7的连接处与硫酸加入管6连接，二氧化氯发生器8顶部出口连接发生器排气管9，发生器排气管9的出口连接间冷器23，间冷器23的排水管接入吸收塔22，吸收塔22的顶部出口经管路连接发生器真空栗17，吸收塔22的底部经二氧化氯转移栗21连接二氧化氯贮存槽20，二氧化氯贮存槽20经二氧化氯输送栗19连接二氧化氯输送管18。发生器真空栗17、过滤机真空栗13均接入尾气洗涤塔16下部，尾气洗涤塔16的上部和吸收塔22的上部均连接冷冻水加入管14，尾气洗涤塔16的顶部连接尾气风机15，尾气洗涤塔16的底部经管路接入吸收塔22的上部。
[0026]制备时，从氯酸钠储槽栗送来的氯酸钠溶液(浓度为640?680g/L，温度45?50°C)经氯酸钠加入管1从下循环管25加入，从浓硫酸储槽栗送来的浓硫酸(浓度98%，常温)经硫酸加入管6从再沸器4顶部出口的喉管喷射加入，喷射进喉管前先用水把浓硫酸稀释到浓度为60?65% (以防止浓硫酸进入循环管后与反应液混合时被水稀释大量放热引起局部温度过高)，循环混合形成反应母液。从双氧水储槽栗送来的双氧水溶液(浓度为50%，常温)经双氧水加入管2加入到连通双氧水加入管2和氯酸纳加入管1的混合连接管，使双氧水预先跟氯酸钠溶液充分混合再进入下循环管25，防止进入的双氧水在循环管中局部浓度过高反应过于剧烈导致二氧化氯分解。化学品在循环栗3的作用下不断地在再沸器4与发生器8之间循环，在发生器8内反应、闪蒸。随着氯酸钠溶液、浓硫酸、双氧水溶液不断的加入，母液在循环栗3的作用下不断地在再沸器5与发生器9之间循环，反应将不断地进行，同时控制反应液中的硫酸在1.75—2.0mol/L的低酸性条件下反应制备二氧化氯，产生的中性芒硝在发生器中会以晶体形式析出，通过过滤机供料栗24从下循环管15中一部分母液抽出，送到过滤机12过滤，把芒硝晶体过滤分离出来。滤出的母液在过滤机汽水分离罐11自重力返回发生器循环系统继续循环反应，芒硝经芒硝出料口 13进入芒硝干燥系统，烘干制成元明粉。释放出来的二氧化氯混合气体从发生器顶部出来，经发生器排气管10进入间冷器17冷却，然后进入吸收塔19经冷冻水吸收，成为C102水溶液，用转移栗21送至C102溶液贮槽20贮存。发生器真空栗17、过滤机真空栗13排出来的气体及系统各个槽罐的排气经尾气风机15抽吸引入洗涤塔中，用冷冻水洗涤达标后排空。系统的真空由发生器真空栗17提供，过滤机12的真空由过滤机真空栗13提供。从真空栗排出工作液进入洗涤塔底部，和洗涤塔二氧化氯稀溶液经真空自吸进吸收塔吸收C102气体增浓。整个生产过程没有有害气体和废水、废酸的排放，副产品可直接烘干成元明粉外卖。
[0027]本发明方法主要进行了如下改进:
[0028]1、加料方式:由于双氧水是一种相对稳定的化合物，容易发生分解。所以双氧水溶液进发生器之前，预先用氯酸钠溶液稀释，降低双氧水的浓度，双氧水经氯酸钠稀释混合均匀后从发生器循环栗前下循环管进入，形成母液。可以有效防止双氧水因局部过量而分解，抑制发生器系统中发泡的发生。同时也是减少水分带入发生系统，减少蒸汽消耗。
[0029]2、反应条件控制:
[0030](1)系统压力控制:本发明生产制备系统采用真空负压条件下操作，在真空条件下，母液沸点较低，进一步减少双氧水在母液中分解的可能，同时提高芒硝结晶效率并减少C102气体的分压力，提高系统的安全性和稳定性。
[0031 ] (2)硫酸浓度控制:通过控制反应液中的硫酸在1.75-2.0mol/L的低酸性条件下反应制备二氧化氯，使反应生产的副产品全为中性芒硝，减少酸的损耗。同时过滤分离出来的中性芒硝可以直接干燥成元明粉。
[0032]3、设备的选型:二氧化氯发生器采用单一容器立式发生器，集反应器、蒸发器和结晶器为一体。系统设置有紧急排空槽，长期停机或系统需要检修时，可将母液转移到紧急排空槽内。避免排放造成化学品损失，减少环境污染。
【主权项】
1.一种环保型的双氧水法二氧化氯制备方法，其特征在于:采用单一容器立式发生器作为二氧化氯发生器，二氧化氯发生器与再沸器之间通过循环管路连接，原料双氧水预先与氯酸钠溶液混合稀释后再从连接二氧化氯发生器底部出口与再沸器之间的管路加入，硫酸从再沸器顶部出口的喉管加入，加入的化学品不断地在再沸器与二氧化氯发生器之间循环，在二氧化氯发生器内反应、闪蒸，通过控制二氧化氯发生器中反应液的硫酸在1.75—2.0mol/L，使在较低酸度条件下反应生成二氧化氯、水、氧气和中性芒硝;二氧化氯、氧气、水蒸汽从液体中释放出来，芒硝溶在母液中，达到饱和之后，以晶体形式析出；为了保持生产的持续进行，通过过滤机供料栗将连接二氧化氯发生器底部出口与再沸器的管路中一部分母液抽出，送到过滤机过滤，把芒硝晶体过滤分离出来，滤出的母液返回该管路段继续进行循环反应，滤出的芒硝晶体进入芒硝干燥系统，烘干制成元明粉;被闪蒸出来的二氧化氯混合气体从二氧化氯发生器顶部出口进入排气管并经间冷器冷却后进入吸收塔，吸收塔用冷冻水吸收，成为C102水溶液，用转移栗送至C102溶液贮槽贮存;各个槽罐排气经尾气风机抽吸引入洗涤塔中，用冷冻水洗涤达标后排空，洗涤塔二氧化氯稀溶液经真空自吸进入吸收塔吸收C102气体增浓。2.根据权利要求1所述环保型的双氧水法二氧化氯制备方法，其特征在于:加入的双氧水溶液浓度为50%，与双氧水混合的氯酸钠溶液浓度为640?680g/L，温度45?50°C;加入的硫酸在喷射进喉管前先用水稀释到60?65%的浓度，同时控制通过控制反应液中的硫酸在1.75—2.0mol/L。3.环保型的双氧水法二氧化氯制备设备，其特征在于:它包括二氧化氯发生器(8)、再沸器(4)、过滤机气液分离罐(11)、过滤机(12)、间冷器(23)、吸收塔(22)和尾气洗涤塔(16)，二氧化氯发生器(8)与再沸器(4)之间通过上循环管(7)和下循环管(25)连接并形成循环，下循环管(25)连接发生器循环栗(3)、连通双氧水加入管(2)和氯酸纳加入管(1)的混合连接管、过滤机供料栗(24)以及过滤机(12)的液体回流管，过滤机供料栗(24)的出口连接过滤机(12)，过滤机(12)与过滤机气液分离罐(11)连接，过滤机气液分离罐(11)的一端与过滤机真空栗(13)连接，另一端连接过滤机(12)的液体回流管，过滤机(12)设有芒硝出料口(10);再沸器(4)与上循环管(7)连接处与硫酸加入管(6)连接，二氧化氯发生器(8)顶部出口连接发生器排气管(9)，发生器排气管(9)的出口连接间冷器(23)，间冷器(23)的排水管接入吸收塔(22)，吸收塔(22)的顶部出口经管路连接发生器真空栗(17)，吸收塔(22)的底部经二氧化氯转移栗(21)连接二氧化氯贮存槽(20)，发生器真空栗(17)、过滤机真空栗(13)均接入尾气洗涤塔(16)下部，尾气洗涤塔(16)的上部和吸收塔(22)的上部均连接冷冻水加入管(14)，尾气洗涤塔(16)的顶部连接尾气风机(15)。
【专利摘要】本发明公开了一种环保型的双氧水法二氧化氯制备方法及设备，该方法是将原料双氧水先与氯酸钠溶液混合均匀再送到发生器的下循环管，硫酸从再沸器顶部出口的喉管加入，在反应器反应生成二氧化氯、氧气、中性芒硝和水。二氧化氯混合气体从发生器顶部进入间冷器，然后进入吸收塔用冷冻水吸收，成为ClO2水溶液。从发生器母液中析出的芒硝晶体，通过将部分母液抽出送到盐饼过滤机过滤，把芒硝晶体过滤分离出来。滤出的母液返回发生器，滤出的芒硝晶体进入芒硝干燥系统，烘干制成元明粉。系统各个槽罐排气吸引入洗涤塔中，用冷冻水洗涤达标后排空。本发明方法没有废酸排放，反应产生的中性芒硝经过滤干燥后可制成元明粉外卖，没有固废排放，属于清洁环保的生产工艺。
【IPC分类】C01D5/00, C01B11/02, C01B15/01
【公开号】CN105439091
【申请号】CN201510873365
【发明人】王双飞, 覃程荣, 聂双喜, 刘新亮, 王志伟, 梁辰
【申请人】广西大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月2日