CN105439095B - 一种以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种以综合法二氧化氯制备亚氯酸钠的方法，该方法的反应原理如下：(1)氯酸钠电解：NaCl+3H2O→NaClO3+3H2；(2)盐酸合成：H2+Cl2→2HCl；(3)二氧化氯生成：NaClO3+2HCl→NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O；(4)亚氯酸钠制备：2ClO2+2NaOH+H2O2→2NaClO2+2H2O+O2；其制备装置主要包括电解槽、氯酸钠反应器、盐酸合成炉、再沸器、二氧化氯发生器、二氧化氯吸收汽提塔、二氧化氯解吸塔和亚氯酸钠制备塔。使用本发明的方法和装置制备亚氯酸钠生产成本低，产率高，而且无副产品排出，无废酸、固废排放，减少环境污染，兼具经济型和环保型优点。
Description
技术领域
本发明涉及亚氯酸钠生产领域，尤其涉及一种以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法及装置。
背景技术
二氧化氯是一种强氧化剂，稳定的二氧化氯是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂，同时也是很好的造纸漂白剂，应用极其广泛。但二氧化氯具有强氧化性、不稳定性、和高浓度易爆性，使其生产、包装、运输受到极大限制。亚氯酸钠是一种性能优越的固载二氧化氯，具有稳定性二氧化氯液体所具有的优越性能，而且还克服稳定性二氧化氯液体制剂有效释放周期短，运输、贮存不方便等缺点。亚氯酸钠产品有固体结晶和水溶液两种形式，稳定性良好，常温下无日光照射和无杂质存在时可长期贮存。亚氯酸钠是高效的漂白剂、氧化剂，可作为食品加工助剂，用于樱桃、桃子、葡萄等水果的漂白，也可以用于纸浆、纤维、砂糖、油脂等方面的漂白，还有水处理、环境卫生、食品保鲜等方面的杀菌消毒。
目前，亚氯酸钠主要是以还原法氯酸钠制备，以氯酸钠为原料，经盐酸或硫酸酸化后，并在还原剂(氯化钠、二氧化硫、甲醇、草酸等)下制备出二氧化氯，吸收在碱液中经过氧化物作用生成亚氯酸钠。各还原法制备二氧化氯方法及反应式如下：
(1)Mathieson法：该方法投资少，操作方便，缺点是生产成本高，需要外购氯酸钠、二氧化硫，反应效率低下，且有大量的副产品芒硝和废酸产生。
(2)R1法：3NaClO3+4SO2+3H2O→2ClO2+Na2SO4+NaCl+3H2SO4，该方法生产成本高，需外购氯酸钠、二氧化硫和硫酸，副产品酸性芒硝及废酸需再中和，废水废气多。
(3)R2法：2NaClO3+2H2SO4+2NaCl→2ClO2+2Na2SO4+Cl2+2H2O，该方法生产成本高，需外购氯酸钠、硫酸、氯化钠，产生大量的副产品和废酸排放。
(4)R3/R3H/R4法：2NaClO3+2HCl+H2SO4→2ClO2+Na2SO4+Cl2+2H2O，R3法较R2法比，将全部反应在同一容器中进行，将反应残液中回收使用，减少酸的用量，从而减少副产品芒硝的产生。R3H/R4法是R3法的改进，进一步减少酸耗量和副产品的产生。
(5)R8/R9/R10法：30NaClO3+20H2SO4+7CH3OH→30ClO2+6HCOOH+23H2O+10Na3H(SO4)2+CO2，R8法也称甲醇法，是目前工业生产二氧化氯应用最广的制备工艺。该方法的优点是反应效率高，产品纯度比较高，生产灵活，因为需要外购氯酸钠、盐酸、甲醇，所以生产成本高，制备过程也有酸性芒硝的产生，同时产品中易含有毒的甲醇，限制了它的应用范围。R9/R10法是R8法工艺的配套技术，R9是对R8法中的结晶盐处理，R10是对酸性芒硝的处理。
(6)R11法：6NaClO3+3H2O2+H2SO4→6ClO2+2Na3H(SO4)2+3O2+6H2O，R11法原料转化率高，反应速度快，产品纯度高，是一种有前景的制备工艺之一。但该方法的缺点是需要外购氯酸钠、双氧水、硫酸所以生产成本高，同时也有副产品中性芒硝排出。
综上所述，以还原法二氧化氯制备亚氯酸钠的工艺在制备二氧化氯时，需要购买多种原料，生产成本高，且有大量副产品产生或大量废酸排放。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种经济型，环保型，并且产率高的以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法及装置。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法，其特征在于，该方法包括如下处理步骤：1)电解单元处理：将盐水送入氯酸纳反应器，再经电解液冷却器冷却后送到电解槽，电解后产生的气液混合物从电解槽上升到气液分离器，溶液从气液分离器流回氯酸纳反应器，经气液分离器分离出来的氢气送到盐酸合成单元，从氯酸纳反应器溢流出来的强氯酸钠溶液送到二氧化氯制备单元；2)盐酸合成单元处理：从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器冷却、氢气除雾器除去水滴后进入盐酸合成炉，与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉内燃烧形成氯化氢气体，再经冷却、吸收形成盐酸，将盐酸送入二氧化氯制备单元；3)二氧化氯制备单元处理：该单元包括发生器和再沸器，发生器和再沸器之间通过上循环管和下循环管形成连接，从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从下循环管加入，从盐酸合成单元送过来的盐酸在再沸器上部的喷射喉管加入，在反应器内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽，二氧化氯、氯气和水蒸汽的混合气体经发生器排气管排出并经间冷器冷却后进入亚氯酸钠制备单元；4)亚氯酸钠制备单元处理：该单元包括二氧化氯吸收汽提塔、二氧化氯解吸塔、亚氯酸钠制备塔，将从二氧化氯制备单元送过来的二氧化氯、氯气和水蒸汽的混合气体加入二氧化氯吸收汽提塔，用冷冻水、稀二氧化氯溶液从塔顶往下喷淋，吸收得到浓度符合要求的二氧化氯溶液，再将二氧化氯溶液加入二氧化氯解吸塔，二氧化氯溶液从塔顶往下淋，通过真空作用和从塔底通入空气，将二氧化氯气体从溶液中解吸出来，再将二氧化氯气体加入亚氯酸钠制备塔，用烧碱和双氧水吸收反应得到亚氯酸钠。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
所述步骤3)二氧化氯制备单元中，产生的氯化钠在发生器内以晶体形式析出，通过盐饼过滤机供料泵将发生器下循环管中一部分母液抽出，送到盐饼过滤机过滤，把氯化钠晶体滤出来，再送到氯化钠溶解槽中用热水溶解成溶液返回电解单元的氯酸纳反应器重新电解制备氯酸钠。
步骤4)亚氯酸钠制备单元中，得到的二氧化氯溶液中含有一定量的氯气，将空气导入二氧化氯吸收汽提塔内将氯气从二氧化氯溶液中剥离，剥离出来的氯气送回电解单元的盐酸合成炉当作原料使用。
所述步骤4)亚氯酸钠制备单元中，解吸后的稀二氧化氯水溶液用解吸塔泵抽出，经过解吸塔冷却器用冰水冷却后，送入吸收汽提塔内当作吸收冷冻水循环使用。
本发明还提供了一种如下技术方案：以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的装置，其包括电解单元、盐酸合成单元、二氧化氯制备单元和亚氯酸钠制备单元，电解单元主要包括电解槽和氯酸钠反应器,氯酸钠反应器依次通过电解液冷却器和电解液进料总管与电解槽的入口相互连通，并向电解槽输送氯化钠水溶液；电解槽的出口通过气液分离器与氯酸钠反应器相互连通，并向氯酸钠反应器输送氢气和强氯酸钠溶液；氯酸钠反应器依次通过氢气冷却器和氢气除雾器与盐酸合成单元相互连通，并向盐酸合成单元输送氢气；氯酸钠反应器依次通过强氯酸钠喂料槽、强氯酸钠供应泵、强氯酸钠冷却器和强氯酸钠过滤器与二氧化氯制备单元相互连通，并向二氧化氯制备单元输送强氯酸钠溶液；盐酸合成单元主要包括盐酸合成炉，盐酸合成炉的入口分别与氢气除雾器、强氯气除雾器和弱氯气除雾器相互连通，接收电解单元送来的氢气，同时接收经强氯气除雾器处理后的强氯气，和经弱氯气除雾器处理后的弱氯气；盐酸合成炉的出口依次通过盐酸供应泵和盐酸过滤器与二氧化氯制备单元相互连通，并向二氧化氯单元输送盐酸；二氧化氯制备单元主要包括再沸器和发生器，该再沸器和该发生器之间通过上循环管和下循环管形成循环连接；强氯酸钠过滤器与下循环管相互连通，从电解单元送来的强氯酸钠溶液由下循环管进入再沸器；盐酸过滤器与再沸器上部喷射喉管相互连通，并往再沸器内加入盐酸；强氯酸钠溶液和盐酸由上循环管进入发生器；亚氯酸钠制备单元主要包括二氧化氯吸收汽提塔、二氧化氯解吸塔和亚氯酸钠制备塔，发生器依次通过发生器排气管和间冷器与二氧化氯吸收汽提塔相互连通，并向二氧化氯吸收汽提塔输送二氧化氯、氯气和水蒸气混合气体；二氧化氯吸收汽提塔通过汽提塔溶液泵与二氧化氯解吸塔相互连通，并向二氧化氯解吸塔输送二氧化氯溶液；二氧化氯解吸塔通过二氧化氯真空泵与亚氯酸钠制备塔相互连通，并向亚氯酸钠制备塔输送二氧化氯气体。
所述二氧化氯制备单元还包括盐饼过滤机和氯化钠溶解槽，盐饼过滤机通过盐饼过滤机供料泵与所述发生器下循环管相互连通，用于将所述二氧化氯发生器内产生的氯化钠以晶体形式滤出；氯化钠溶解槽与盐饼过滤机相互连通，用于将氯化钠晶体溶解成氯化钠溶液，通过氯化钠溶液供应泵将氯化钠溶液输送给所述氯酸钠反应器。
所述亚氯酸钠制备单元还包括吸收汽提塔真空泵、汽提塔真空泵气液分离罐和排液冷却器；吸收汽提塔真空泵设置在所述吸收汽提塔和汽提塔真空泵气液分离罐之间，用于将吸收汽提塔内的氯气和水蒸汽混合气体抽吸到汽提塔真空泵气液分离罐内；汽提塔真空泵气液分离罐用于将氯气和水蒸汽分离，其具有顶部出口和底部出口，顶部出口与所述盐酸合成炉相互连通，并将氯气输送给盐酸合成炉，底部出口通过排液冷却器与所述吸收汽提塔相互连通，并将冷却水输送给吸收汽提塔。
还包括尾气处理单元，尾气处理单元包括氢气洗涤塔、氯化氢尾气洗涤塔、氯化氢排气洗涤塔、海波塔和二氧化氯洗涤塔；氢气洗涤塔与氢气冷却器相互连通，多余的氢气经氢气洗涤塔碱液洗涤后排空；氯化氢尾气洗涤塔与所述盐酸合成炉连通，氯化氢尾气进入氯化氢尾气洗涤塔内与水反应，转化为稀盐酸溶液，再排入盐酸合成炉内；氯化氢排气洗涤塔与氯化氢尾气洗涤塔连通，未处理干净的氯化氢尾气进入氯化氢排气洗涤塔，经软化水和碱液洗涤后排空；海波塔分别与所述下循环管、所述亚氯酸钠制备塔和氯化氢排气洗涤塔相互连通，并加入海波塔工艺水和碱液；二氧化氯洗涤塔与海波塔相互连通，并加入双氧水、二氧化氯洗涤工艺水和碱液。
相比于现有技术，本发明的优势在于：本发明的以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法除了初次开机加足精盐水外后生产中即可不再加入盐水，仅需要补充部分氯气即可保持系统平衡，无需购买价格昂贵的氯酸钠、硫酸或盐酸，还有还原剂，生产成本低；而且其制备装置是全液体封闭循环，无副产品排出，无废酸、固废排放，减少环境污染；具有长远的生产经济利益，具有极强的市场竞争力和广阔的前景。
附图说明
图1是以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法的工艺流程图。
附图标记：1-电解槽，2-气液分离器，3-电解液进料总管，4-电解液冷却器，5-电解液冷却器冷却水上水管，6-氯酸钠反应器，7-氢气冷却器冷却水上水管，8-氢气冷却器，9-氢气除雾器，10-氢气洗涤塔，11-氢气洗涤塔泵，12-氢气洗涤塔冷却器，13-氢气洗涤塔冷却水上水管，14-氢气洗涤塔排空管，15-强氯气除雾器，16-弱氯除雾器，17-盐酸贮存槽，18-盐酸供应泵，19-盐酸过滤器，20-强氯酸钠喂料槽，21-强氯酸钠供应泵，22-强氯酸钠冷却器，23-强氯酸钠冷却器冷却水上水管，24-强氯酸钠过滤器，25-发生器循环泵，26-下循环管，27-再沸器，28-再沸器蒸汽加入管，29-上循环管，30-发生器，31-盐饼过滤机供料泵，32-过滤机真空泵，33-过滤机气液分离罐，34-盐饼过滤机，35-发生器排气管，36-间冷器，37-间冷器冷却水上水管，38-氯化钠溶解槽，39-氯化钠溶液供应泵，40-氯化钠溶解槽搅拌器，41-氧化氯吸收汽提塔，42-气提塔溶液泵，43-排液冷却器，44-排液冷却器冷冻水上水管，45-吸收气提塔冷冻水加入管，46-吸收气提塔真空泵，47-气提塔真空泵气液分离罐，48-空气加入管，49-二氧化氯解吸塔，50-解吸塔泵，51-解吸塔冷却器，52-解吸液循环冷却器冷冻水上水管，53-亚氯酸钠制备塔，54-亚氯酸钠循环泵，55-亚氯酸钠输送管，56-亚氯酸钠循环冷却器，57-亚氯酸钠循环冷却器冷却水上水管，58-双氧水加入管，59-氢氧化钠加入管，60-亚氯酸钠制备塔真空泵，61-盐酸合成炉，62-氯化氢尾气洗涤塔，63-尾气洗涤塔纯水加入管，64-氯化氢排气洗涤塔排空管，65-氯化氢排气洗涤塔，66-排气塔软化水加入点，67-排气塔碱液加入点，68-氯化氢排气洗涤泵，69-海波塔，70-海波塔泵，71-海波塔冷却器，72-海波塔冷却器冷却水上水管，73-海波塔工艺水加入管，74-海波塔碱液加入管，75-海波风机排空管，76-海波风机，77-二氧化氯洗涤塔双氧水加入管，78-二氧化氯洗涤塔工艺水加入管，79-二氧化氯洗涤塔碱液加入管，80-洗涤塔冷却器冷却水上水管，81-洗涤塔冷却器，82-二氧化氯洗涤塔，83-洗涤塔泵，84-海波贮存槽，85-海波贮槽泵。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
参照图1，本发明的以综合法二氧化氯制备亚氯酸钠工艺主要由氯酸钠(NaClO3)电解单元、盐酸(HCl)合成单元、二氧化氯(ClO2)制备单元、和亚氯酸钠(NaClO2)制备单元组成，同时加配尾气处理单元，前四个单元的反应原理如下：
(1)氯酸钠电解：NaCl+3H2O→NaClO3+3H2
(2)盐酸合成：H2+Cl2→2HCl
(3)二氧化氯制备：NaClO3+2HCl→NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O
(4)亚氯酸钠制备：2ClO2+2NaOH+H2O2→2NaClO2+2H2O+O2
具体地，氯酸钠电解单元包括电解槽1、氢气气液分离器2、电解液进料总管3、电解液冷却器4和氯酸钠反应器6；氯酸钠反应器6依次通过电解液冷却器4、电解液进料总管3与电解槽1的入口相互连通，并向电解槽1输送氯化钠水溶液；电解槽1用于发生电解反应，对氯化钠水溶液进行电解，产生氢气和强氯酸钠溶液，其出口通过氢气气液分离器2与氯酸钠反应器6相互连通，并向氯酸钠反应器6输送氢气和强氯酸钠溶液，氢气经过氯酸钠反应器6的颈部出口流出，然后依次通过氢气冷却器8和氢气除雾器9到达盐酸合成单元，强氯酸钠溶液从氯酸钠反应器6溢流到强氯酸钠喂料槽20内，然后依次通过强氯酸钠供应泵21、强氯酸钠冷却器22和强氯酸钠过滤器24到达二氧化氯生成单元。在系统初次开机时，氯酸钠反应器6内并无氯酸钠水溶液，因此，初次开机时向电解槽1内加入精盐水。强氯酸钠冷却器22还与强氯酸钠冷却器冷却水上水管23相互连通，通过通入冷却水达到冷却效果。
盐酸合成单元包括盐酸合成炉61，从氯酸钠电解单元输送来的氢气进入盐酸合成炉61内，强氯气经过强氯气除雾器15处理后加入到盐酸合成炉61内，弱氯气经过弱氯气除雾器16处理后加入盐酸合成炉61内，由此，盐酸合成炉内共有氢气、强氯气和弱氯气，经燃烧后形成氯化氢气体，氯化氢气体经吸收、冷却后形成盐酸，流进盐酸贮存槽17内，然后依次通过盐酸供应泵18和盐酸过滤器19到达二氧化氯生成单元。
二氧化氯制备单元包括再沸器27和发生器30，该再沸器27和发生器30的底部通过发生器下循环管26相互连通，顶部通过发生器上循环管29相互连通，通过发生器循环泵25促进溶液循环流动。氯酸钠电解单元送来的强氯酸钠溶液在发生器循环泵25前加入，该发生器循环泵25将强氯酸钠溶液循环进再沸器27内加热，盐酸合成单元送来的盐酸从再沸器27上部喷射喉管处加入，强氯酸钠溶液和盐酸混合后从发生器上循环29进入发生器30，在发生器内发生反应、闪蒸，然后产生二氧化氯、氯气、氯化钠和水。二氧化氯、氯气、水蒸汽从液体中释放出来，水蒸汽把二氧化氯气体稀释到分解浓度以内，然后从发生器30的出口排气管35排出，经间冷器36冷却后进入亚氯酸钠制备单元。氯化钠会随着反应的不断进行，会在发生器30中会以晶体形式析出，通过盐饼过滤机供料泵31将发生器下循环管26中的一部分母液抽出，送到盐饼过滤机34过滤，把氯化钠晶体滤出来，然后在氯化钠溶解槽38中用热水(除盐水)溶解成氯化钠溶液，通过氯化钠溶解槽搅拌器(40)增快溶解速度，通过氯化钠溶液供应泵39返回氯酸钠反应器6，用作原料使用。再沸器27是与再沸器蒸汽加入管28连通，通入蒸汽加热强氯酸钠溶液。间冷器36是与间冷器冷却水上水管37连通，通过通入冷却水冷却二氧化氯、氯气、水蒸汽混合气体。
亚氯酸钠制备单元包括二氧化氯吸收汽提塔41、二氧化氯解吸塔49和亚氯酸钠制备塔53。二氧化氯生产单元送来的二氧化氯进入二氧化氯吸收汽提塔41内，然后在该二氧化氯吸收汽提塔41的塔顶往下喷淋冷冻水和稀二氧化氯溶液，吸收得到二氧化氯溶液，浓度为10g/l。
上述得到的二氧化氯溶液中含有一定量的氯气，空气加入管48与二氧化氯吸收汽提塔41和二氧化氯解吸塔49连通，利用空气进入二氧化氯吸收汽提塔41内，将氯气从二氧化氯溶液中剥离，剥离出来的带水汽的氯气用吸收气提塔真空泵46送到汽提塔真空泵气液分离罐47内进行气液分离，氯气经弱氯除雾器16处理后送回盐酸合成炉61作为原料使用，水汽在汽提塔真空泵气液分离罐47内因自重力从罐底流进排液冷却器43内，经冷却后通过返回二氧化氯吸收汽提塔41中，排液冷却器43是与排液冷却器冷却水上水管44连通，通过通入冷却水冷却水汽。氧化氯吸收汽提塔41还与吸收汽提塔冷冻水加入管45连通，该加入管可往塔内通入冷冻水。
经汽提后的含氯小于0.3g/l的二氧化氯溶液用气提塔溶液泵42送到二氧化氯解吸塔49中，二氧化氯水溶液从塔顶往下淋，通过真空作用和空气加入管48从塔底通入的空气，将二氧化氯气体从溶液中解吸出来，被解吸出来的二氧化氯气体在亚氯酸钠真空泵60抽吸作用下吸入亚氯酸钠制备塔53，将烧碱和双氧水的混合液从塔顶往下淋，在填料层与上升的二氧化氯气体接触并发生化学反应，吸收二氧化氯气体，反应生成亚氯酸钠溶液进入塔底泵槽，并放出大量的热。亚氯酸钠循环泵54把泵槽中的亚氯酸钠溶液抽出，部分溶液经亚氯酸钠循环冷却器56用冷却后送到塔顶与烧碱和双氧水混合后往填料层淋下，以此维持塔内溶液的温度和浓度在标志范围内，而另一部分亚氯酸钠溶液送去亚氯酸钠贮存槽贮存或送去干燥系统制成亚氯酸钠固体产品。亚氯酸钠循环冷却器56是与亚氯酸钠循环冷却器冷却水上水管57连通，通过通入冷却水冷却亚氯酸钠溶液。双氧水通过双氧水加入管58加入，烧碱为氢氧化钠，通过氢氧化钠加入管59加入。
在上述解吸反应中，解吸后的稀二氧化氯水溶液经解吸塔泵50抽到解吸塔冷却器51内，经冷却后送到二氧化氯吸收气提塔41当作吸收冷冻水循环使用。
尾气处理单元包括氢气洗涤塔10、氯化氢尾气洗涤塔62、氯化氢排气洗涤塔65、海波塔69和二氧化氯洗涤塔82。
氢气洗涤塔10与氢气冷却器8相互连通，多余的氢气经氢气洗涤塔10内的碱液洗涤后排空，而多余的碱液通过氢气洗涤塔泵11抽出，并通入氢气洗涤塔冷却器12，氢气洗涤塔冷却器12与氢气洗涤塔冷却水上水13连通，通过通入冷却水冷却碱液，冷却之后重新排回氢气洗涤塔10，等到氢气尾气处理完毕，液体通过氢气洗涤塔泵11抽出并直接通入海波贮存槽84存储。
氯化氢尾气洗涤塔62与所述盐酸合成炉61连通，氯化氢尾气进入氯化氢尾气洗涤塔62内，氯化氢尾气洗涤塔62与水管63连通，水管63往塔内通入纯水，氯化氢尾气与水反应，转化为稀盐酸溶液，再排入盐酸合成炉61内。
氯化氢排气洗涤塔65与氯化氢尾气洗涤塔62连通，未处理干净的氯化氢尾气进入氯化氢排气洗涤塔65，经软化水和碱液循环洗涤后，氯化氢排气洗涤塔排空管64排空。上述软化水通过排气塔软化水加入点66加入，碱液通过排气塔碱液加入点67加入。上述循环洗涤通过氯化氢排气洗涤泵68实现。
海波塔69分别与盐饼过滤机34、亚氯酸钠制备塔53和氯化氢排气洗涤塔65相互连通，并加入海波塔工艺水和碱液。具体地，海波塔69依次通过过滤机真空泵32和过滤器气液分离罐33与盐饼过滤机26连通，并接收尾气；海波塔69通过亚氯酸钠制备塔真空泵60与亚氯酸钠制备塔53连通，并接收尾气；氯化氢排气洗涤塔65直接将废液排入海波塔69。海波塔69内部废气废液通过海波塔泵70抽出，并通入海波塔冷却器71，海波塔冷却器71与海波塔冷却器冷却水上水管72连通，通过通入冷却水冷却废气废液，冷却后进入海波塔69，同时与海波塔工艺水和碱液混合，海波塔工艺水通过海波塔工艺水加入管73加入，碱液通过海波塔碱液加入管74加入，海波塔69处理完成后，液体通过海波塔泵70抽出并排入海波贮存槽84存储。
二氧化氯洗涤塔82与海波塔69相互连通，海波塔69未处理完成的废气废液排入二氧化氯洗涤塔82，二氧化氯洗涤塔82内部的废气废液通过洗涤塔泵83抽出，并通入洗涤塔冷却器81，洗涤塔冷却器81与洗涤塔冷却器冷却水上水管80连通，通过通入冷却水冷却废气废液，冷却后进入二氧化氯洗涤塔82，同时与双氧水、洗涤塔工艺水和碱液混合，双氧水通过二氧化氯洗涤塔双氧水加入管77加入，洗涤塔工艺水通过洗涤塔工艺水加入管78加入，碱液通过洗涤塔碱液加入管79加入，二氧化氯洗涤塔82处理完成后，液体通过二氧化氯洗涤塔泵83抽出并排入海波贮存槽84存储，气体通过海波风机76抽出，通过海波风机排空管75排出。
综上所述，本发明的以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法除了初次开机加足精盐水外后生产中即可不再加入盐水，仅需要补充部分氯气即可保持系统平衡，无需购买价格昂贵的氯酸钠、硫酸或盐酸，还有还原剂，生产成本低；而且其制备装置是全液体封闭循环，无副产品排出，无废酸、固废排放，减少环境污染；具有长远的生产经济利益，具有极强的市场竞争力和广阔的前景。
需要指出的是，上述较佳实施例仅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士能够了解本发明的内容并据以实施，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作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的方法，其特征在于，该方法包括如下处理步骤：
1)电解单元处理：将盐水送入氯酸钠反应器(6)，再经电解液冷却器(4)冷却后送到电解槽(1)，电解后产生的气液混合物从电解槽(1)上升到气液分离器(2)，溶液从气液分离器(2)流回氯酸钠反应器(6)，经气液分离器(2)分离出来的氢气送到盐酸合成单元，从氯酸钠反应器(6)溢流出来的强氯酸钠溶液送到二氧化氯制备单元；
2)盐酸合成单元处理：从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器(8)冷却、氢气除雾器(9)除去水滴后进入盐酸合成炉(61)，与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉(61)内燃烧形成氯化氢气体，再经冷却、吸收形成盐酸，将盐酸送入二氧化氯制备单元；
3)二氧化氯制备单元处理：该单元包括发生器(30)和再沸器(27)，发生器(30)和再沸器(27)之间通过上循环管(29)和下循环管(26)形成连接，从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从下循环管(26)加入，从盐酸合成单元送过来的盐酸在再沸器(27)上部的喷射喉管加入，在发生器(30)内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽，二氧化氯、氯气和水蒸汽的混合气体经发生器排气管(35)排出并经间冷器(36)冷却后进入亚氯酸钠制备单元；
在步骤3)二氧化氯制备单元中，产生的氯化钠在发生器(30)内以晶体形式析出，通过盐饼过滤机供料泵(31)将发生器下循环管(26)中一部分母液抽出，送到盐饼过滤机(34)过滤，把氯化钠晶体滤出来，再送到氯化钠溶解槽(38)中用热水溶解成溶液返回电解单元的氯酸钠反应器(6)重新电解制备氯酸钠；
4)亚氯酸钠制备单元处理：该单元包括二氧化氯吸收汽提塔(41)、二氧化氯解吸塔(49)、亚氯酸钠制备塔(53)，将从二氧化氯制备单元送过来的二氧化氯、氯气和水蒸汽的混合气体加入二氧化氯吸收汽提塔(41)，用冷冻水、稀二氧化氯溶液从塔顶往下喷淋，吸收得到浓度符合要求的二氧化氯溶液，再将二氧化氯溶液加入二氧化氯解吸塔(49)，二氧化氯溶液从塔顶往下淋，通过真空作用和从塔底通入空气，将二氧化氯气体从溶液中解吸出来，再将二氧化氯气体加入亚氯酸钠制备塔(53)，用烧碱和双氧水吸收反应得到亚氯酸 钠；
在步骤4)亚氯酸钠制备单元中，得到的二氧化氯溶液中含有一定量的氯气，将空气导入二氧化氯吸收汽提塔(41)内将氯气从二氧化氯溶液中剥离，剥离出来的氯气送回电解单元的盐酸合成炉(61)当作原料使用；
解吸后的稀二氧化氯水溶液用解吸塔泵(50)抽出，经过解吸塔冷却器(51)用冰水冷却后，送入吸收汽提塔(41)内当作吸收冷冻水循环使用。
2.一种以综合法二氧化氯工艺制备亚氯酸钠的装置，其特征在于，其包括电解单元、盐酸合成单元、二氧化氯制备单元和亚氯酸钠制备单元，还包括尾气处理单元；
电解单元主要包括电解槽(1)和氯酸钠反应器(6),氯酸钠反应器(6)依次通过电解液冷却器(4)和电解液进料总管(3)与电解槽(1)的入口相互连通，并向电解槽(1)输送氯化钠水溶液；电解槽(1)的出口通过气液分离器(2)与氯酸钠反应器(6)相互连通，并向氯酸钠反应器(6)输送氢气和强氯酸钠溶液；氯酸钠反应器(6)依次通过氢气冷却器(8)和氢气除雾器(9)与盐酸合成单元相互连通，并向盐酸合成单元输送氢气；氯酸钠反应器(6)依次通过强氯酸钠喂料槽(20)、强氯酸钠供应泵(21)、强氯酸钠冷却器(22)和强氯酸钠过滤器(24)与二氧化氯制备单元相互连通，并向二氧化氯制备单元输送强氯酸钠溶液；
盐酸合成单元主要包括盐酸合成炉(61)，盐酸合成炉(61)的入口分别与氢气除雾器(9)、强氯气除雾器(15)和弱氯气除雾器(16)相互连通，接收电解单元送来的氢气，同时接收经强氯气除雾器(15)处理后的强氯气，和经弱氯气除雾器(16)处理后的弱氯气；盐酸合成炉(61)的出口依次通过盐酸供应泵(18)和盐酸过滤器(19)与二氧化氯制备单元相互连通，并向二氧化氯单元输送盐酸；
二氧化氯制备单元主要包括再沸器(27)和发生器(30)，该再沸器(27)和该发生器(30)之间通过上循环管(29)和下循环管(26)形成循环连接；强氯酸钠过滤器(24)与下循环管(26)相互连通，从电解单元送来的强氯酸钠溶液由下循环管(26)进入再沸器(27)；盐酸过滤器(19)与再沸器(27)上部喷射喉管相互连通，并往再沸器(27)内加入盐酸；强氯酸钠溶液和盐酸由上循环管(26)进入发生器(30)；
亚氯酸钠制备单元主要包括二氧化氯吸收汽提塔(41)、二氧化氯解吸塔(49)和亚氯酸钠制备塔(53)，发生器(30)依次通过发生器排气管(35) 和间冷器(36)与二氧化氯吸收汽提塔(41)相互连通，并向二氧化氯吸收汽提塔(41)输送二氧化氯、氯气和水蒸气混合气体；二氧化氯吸收汽提塔(41)通过汽提塔溶液泵(42)与二氧化氯解吸塔(49)相互连通，并向二氧化氯解吸塔(49)输送二氧化氯溶液；二氧化氯解吸塔(49)通过二氧化氯真空泵(60)与亚氯酸钠制备塔(53)相互连通，并向亚氯酸钠制备塔(53)输送二氧化氯气体。
尾气处理单元包括氢气洗涤塔(10)、氯化氢尾气洗涤塔(62)、氯化氢排气洗涤塔(65)、海波塔(69)和二氧化氯洗涤塔(82)；
氢气洗涤塔(10)与氢气冷却器(8)相互连通，多余的氢气经氢气洗涤塔碱液洗涤后排空；
氯化氢尾气洗涤塔(62)与所述盐酸合成炉(61)连通，氯化氢尾气进入氯化氢尾气洗涤塔(62)内与水反应，转化为稀盐酸溶液，再排入盐酸合成炉(61)内；
氯化氢排气洗涤塔(65)与氯化氢尾气洗涤塔(62)连通，未处理干净的氯化氢尾气进入氯化氢排气洗涤塔(65)，经软化水和碱液洗涤后排空；
海波塔(69)分别与所述下循环管(26)、所述亚氯酸钠制备塔(53)和氯化氢排气洗涤塔(65)相互连通，并加入海波塔工艺水和碱液；
二氧化氯洗涤塔(82)与海波塔相互连通，并加入双氧水、二氧化氯洗涤工艺水和碱液。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述二氧化氯制备单元还包括盐饼过滤机(34)和氯化钠溶解槽(38)，盐饼过滤机(34)通过盐饼过滤机供料泵(31)与所述发生器下循环管(26)相互连通，用于将所述二氧化氯发生器(30)内产生的氯化钠以晶体形式滤出；氯化钠溶解槽(38)与盐饼过滤机(34)相互连通，用于将氯化钠晶体溶解成氯化钠溶液，通过氯化钠溶液供应泵(39)将氯化钠溶液输送给所述氯酸钠反应器(6)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述亚氯酸钠制备单元还包括吸收汽提塔真空泵(46)、汽提塔真空泵气液分离罐(47)和排液冷却器(43)；
吸收汽提塔真空泵(46)设置在所述吸收汽提塔(41)和汽提塔真空泵气液分离罐(47)之间，用于将吸收汽提塔(41)内的氯气和水蒸汽混合气体抽吸到汽提塔真空泵气液分离罐(47)内；
汽提塔真空泵气液分离罐(47)用于将氯气和水蒸汽分离，其具有顶部出口和底部出口，顶部出口与所述盐酸合成炉(61)相互连通，并将氯气输送给 盐酸合成炉(61)，底部出口通过排液冷却器(43)与所述吸收汽提塔(41)相互连通，并将冷却水输送给吸收汽提塔(41)。
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