CN105862069A - 一种高效的氯酸钠电解系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：包括电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接。采用圆形或椭圆形电解槽，槽内的电解液充分流动，电解槽每个电解槽进出口均通过钛管单独与反应器连接，单独自然循环，循环更充分，解决传统的氯酸钠电解系统采用一根进液总管向各电解槽供液由此导致各电解槽的进液量不相同的问题；且电解槽两排对称布置，布置更紧凑，可根据产能需求灵活组合的氯酸钠制备生产线。

Description

一种高效的氯酸钠电解系统
技术领域
本发明涉及氯酸钠电解领域，具体是一种高效的氯酸钠电解系统。
背景技术
氯酸钠的化学式为NaClO3，相对分子质量106.44。通常为白色或微黄色等轴晶体。味咸而凉，易溶于水、微溶于乙醇。在酸性溶液中有强氧化作用，300℃以上分解出氧气。氯酸钠不稳定，与磷、硫及有机物混合受撞击时易发生燃烧和爆炸，易吸潮结块，有毒。氯酸钠用途广泛，工业上主要用于制造二氧化氯，印染工业用作染精元布的氧化剂，也可作染剂。无机工业用作氧化剂，也可用于制造亚氯酸钠及高氯酸钠。医药工业用于制造药用氧化锌、二硫基丁二酸钠。颜料工业用于制造高级氧化锌。农业上用作除草剂。此外，还用于造纸、鞣革．矿石处理、海水提溴和制造印刷油墨、炸药等。
电解法是目前生产氯酸钠最常用的方法，是以精制盐水为原料，在电解槽中进行电解得到氯酸钠溶液。电解过程反应式为：
NaCl + 3H2O → NaClO3 + 3H2
传统的氯酸钠电解系统（如图3），电解槽分两列对称布置，反应器通过2根进液管分别将电解液送至2列电解槽壳体外的下部，再通过并联在总管上的支管向各电解槽供液，由此导致各电解槽的进液量不相同，循环效果不佳。每根进液总管供给的电解槽数量越多，循环效果越差，电解效率也越低。受上述情况的制约，每组电解槽的数量也受限制，制约了产能的扩大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效的氯酸钠电解系统，使电解液的循环效果更佳，提高电解效率，同时解决产能受制约问题。
一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：包括电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），相邻电解槽（1）之间采用爆炸复合板(8)连接，每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接，呈两排对称布置，缓冲槽内分隔成A、B两部分，缓冲槽A侧通过管道与反应器（2）相接，缓冲槽B侧通过循环泵（5）与反应器（2）相接，缓冲槽B侧顶部设有盐水加入管（6），缓冲槽A侧底部通过管道与产品输送泵（3）相接。
优选的是，为了避免单体电解槽数量过多产生的杂散电流增加而导致电腐蚀，一个反应器带6～8个圆形或椭圆形电解槽。
优选的是，为了使槽内的电解液充分流动，所述电解槽（1）为圆形或椭圆形。
优选的是，为提高电解槽的生产强度，合理增大电极表面积，所述电解槽（1）阳极面积为25～30m2。
优选的是，为了给电解液提供旋转流出的液流通道，所述电解槽（1）的出液口为锥形结构。
优选的是，为了排放反应器（2）中的氢气，所述反应器（2）顶部设有氢气排放管（7）。
本发明还提供一种高效的氯酸钠的电解方法，其特征在于包括以下步骤：
1）初次开机时先用食盐水加入缓冲槽（4）的B侧，循环泵（5）将盐水送入反应器（2）内进行电解；
2）反应器（2）内电解生成含氯酸钠550～650g/l，氯化钠95～105g/l的电解液，电解液溢流进到缓冲槽（4）的A侧；
3）盐水从盐水加入管（6）进入缓冲槽（4）的B侧与从A侧溢流过来的电解液混合，在循环泵（5）的输送下，混合液进入反应器（2）及电解槽（1）内电解，生成氯酸钠550～650g/l、氯化钠95～105g/l的电解液。
本发明的优点和效果：
1、采用圆形或椭圆形电解槽，槽内的电解液充分流动，每个电解槽进出口均通过钛管单独与反应器连接，单独自然循环，循环更充分，不但解决了传统的氯酸钠电解系统采用一根进液总管向各电解槽供液由此导致各电解槽的进液量不相同的问题，而且电解效率提高了2%～3%；
2、每组电解槽采用6～8个单槽组合。单组电解槽中，随着单体电解槽数量的增加，生产过程中产生的杂散电流也会随着增加而导致产生电腐蚀；而单组电解槽过少则会造成单组电解槽产量过低，组成生产线占地面积随之增加；
3、电解槽两排对称布置，布置更紧凑；
4、可根据产能需求灵活组合的氯酸钠制备生产线。如果要扩大产能，只需要增加电解槽的组数；
5、便于维护，可将出现故障的电解槽整组更换。
附图说明
图1为：一种高效的氯酸钠电解系统的立面图。
图2为：一种高效的氯酸钠电解系统的俯视图。
图3为：传统的氯酸钠电解系统的俯视图。
图中：
1、电解槽；2、反应器；3、产品输送泵；4、缓冲槽；5、循环泵；6、精制盐水加入管；7、氢气排放管；8、爆炸复合板；9、进液管Ⅰ；10、进液管Ⅱ。
具体实施方式
下面通过具体实施案例对本发明所说的高效的氯酸钠电解系统作进一步的说明。下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。
实施例 1 ：
一种高效的氯酸钠电解系统，包括圆形电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接，两排对称布置，缓冲槽内分隔成A、B两部分，缓冲槽A侧通过管道与反应器（2）相接，缓冲槽B侧通过循环泵（5）与反应器（2）相接，缓冲槽B侧顶部设有盐水加入管（6），缓冲槽A侧底部通过管道与产品输送泵（3）相接，所述电解槽（1）的出液口为锥形结构，所述反应器（2）顶部设有氢气排气管（7），一个反应器配套6个圆形电解槽，每个电解槽阳极面积为30m2。
一种高效的氯酸钠电解系统的操作过程如下：
1）先用食盐水加入缓冲槽（4）的B侧，循环泵（5）将盐水送入反应器（2）内进行电解；
2）反应器（2）内电解生成含氯酸钠550g/l，氯化钠105g/l的电解液，电解液溢流进到缓冲槽（4）的A侧；
3）盐水从盐水加入管（6）进入缓冲槽（4）的B侧与从A侧溢流过来的电解液混合，在循环泵（5）的输送下，混合液进入反应器（2）及电解槽（1）内电解，生成氯酸钠550g/l、氯化钠105g/l的电解液。单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为7.88t，采用20组电解槽（共120个单体电解槽），一天的产量为157t。
实施例 2 ：
一种高效的氯酸钠电解系统，包括圆形电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接，两排对称布置，缓冲槽内分隔成A、B两部分，缓冲槽A侧通过管道与反应器（2）相接，缓冲槽B侧通过循环泵（5）与反应器（2）相接，缓冲槽B侧顶部设有盐水加入管（6），缓冲槽A侧底部通过管道与产品输送泵（3）相接，所述电解槽（1）的出液口为锥形结构，所述反应器（2）顶部设有氢气排气管（7），一个反应器配套7个圆形电解槽，每个电解槽阳极面积为28m2。
一种高效的氯酸钠电解系统的操作过程如下：
1）先用食盐水加入缓冲槽（4）的B侧，循环泵（5）将盐水送入反应器（2）内进行电解；
2）反应器（2）内电解生成含氯酸钠600g/l，氯化钠100g/l的电解液，电解液溢流进到缓冲槽（4）的A侧；
3）盐水从盐水加入管（6）进入缓冲槽（4）的B侧与从A侧溢流过来的电解液混合，在循环泵（5）的输送下，混合液进入反应器（2）及电解槽（1）内电解，生成氯酸钠600g/l、氯化钠100g/l的电解液。单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为9.2t，采用20组电解槽（共140个单体电解槽），一天的产量为184t。
实施例 3 ：
一种高效的氯酸钠电解系统，包括圆形电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接，两排对称布置，缓冲槽内分隔成A、B两部分，缓冲槽A侧通过管道与反应器（2）相接，缓冲槽B侧通过循环泵（5）与反应器（2）相接，缓冲槽B侧顶部设有盐水加入管（6），缓冲槽A侧底部通过管道与产品输送泵（3）相接，所述电解槽（1）的出液口为锥形结构，所述反应器（2）顶部设有氢气排气管（7），一个反应器配套8个椭圆形电解槽，每个电解槽阳极面积为30m2。
本发明一种高效的氯酸钠电解系统的操作过程如下：
1）先用食盐水加入缓冲槽（4）的B侧，循环泵（5）将盐水送入反应器（2）内进行电解；
2）反应器（2）内电解生成含氯酸钠650g/l，氯化钠95g/l的电解液，电解液溢流进到缓冲槽（4）的A侧；
3）盐水从盐水加入管（6）进入缓冲槽（4）的B侧与从A侧溢流过来的电解液混合，在循环泵（5）的输送下，混合液进入反应器（2）及电解槽（1）内电解，生成氯酸钠650g/l、氯化钠95g/l的电解液。单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为10.5t，采用20组电解槽（共160个单体电解槽），一天的产量为210t。
对比例：采用传统的氯酸钠电解系统（如图3）制备氯酸钠。
实验例 1 ：
如果采用传统的氯酸钠电解系统，为了保证电解液分流到各单体电解槽的均匀性及流动性，目前在用的生产线，一个反应器即一条生产线最多配套96个电解槽，超过96个电解槽的都采用2条或2条以上的生产线。如果1个反应器配套超过96个电解槽，离反应器较远的电解槽可能会出现槽内液体流量不足甚至空槽情况。
（1）一条配套96个阳极面积为30m2的椭圆形单体电解槽，1天（按24小时计算）的产量为：122t。
采用实施例3的氯酸钠电解系统，12组共96个单体电解槽，1天（按24小时计算）的产量为：126t。
（2）如果采用传统的氯酸钠电解系统，一条配套84个电解槽阳极面积为28m2的圆形单体电解槽，1天（按24小时计算）的产量为：106t。
采用实施例2的氯酸钠电解系统，一个反应器配套7个圆形电解槽，采用12组共84个单体电解槽，每个电解槽阳极面积为28m2，1天（按24小时计算）的产量为：110t。
（3）如果采用传统的氯酸钠电解系统，一条配套72个电解槽阳极面积为25m2的单体电解槽，1天（按24小时计算）的产量为：91.6t。
采用实施例1的氯酸钠电解系统，一个反应器配套6个圆形电解槽，采用12组共72个单体电解槽，每个电解槽阳极面积为25m2，1天（按24小时计算）的产量为：94.5t。
实验例 2 ：
实施例1单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为7.88t，采用20组电解槽（共120个单体电解槽），一天的产量为157t；实施例2单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为9.2t，采用20组电解槽（共140个单体电解槽），一天的产量为184t；实施例3单组电解槽的每天（按24小时计算）氯酸钠产量为10.5t，采用20组电解槽（共160个单体电解槽），一天的产量为210t。传统的氯酸钠电解系统在120个单体电解槽、140个单体电解槽、160个单体电解槽时产量分别是119t、120t和120t。
通过实验例1可知，采用本发明的氯酸钠电解系统，比采用传统的氯酸钠电解系统，在采用同等规格及相同数量电解槽的情况下产能更大，也就是电解效率更高；由实验例2可知，本发明可以通过增加电解槽的组数，来扩大产能，而当传统氯酸钠电解装置通过增加电解槽的组数扩大产能时，每根进液管供给的电解槽数量越多，循环效果越差，电解效率也越低。

Claims (7)

1.一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：包括电解槽（1）、反应器（2）、缓冲槽（4），相邻电解槽（1）之间采用爆炸复合板(8)连接，每个电解槽（1）进出口均通过钛管单独与反应器（2）连接，呈两排对称布置，缓冲槽内分隔成A、B两部分，缓冲槽A侧通过管道与反应器（2）相接，缓冲槽B侧通过循环泵（5）与反应器（2）相接，缓冲槽B侧顶部设有盐水加入管（6），缓冲槽A侧底部通过管道与产品输送泵（3）相接。
2.根据权利要求1所述一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：一个反应器配套6～8个电解槽。
3.根据权利要求1所述一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述电解槽（1）为圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述电解槽（1）阳极面积为25～30m2。
5.根据权利要求1所述一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述电解槽（1）的出液口为锥形结构。
6.根据权利要求1所述一种高效的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述反应器（2）顶部设有氢气排气管（7）。
7.一种采用如权利要求1-6任一所述氯酸钠电解系统的氯酸钠电解方法，其特征在于包括以下步骤：
1）先用食盐水加入缓冲槽（4）的B侧，循环泵（5）将盐水送入反应器（2）内进行电解；
2）反应器（2）内电解生成含氯酸钠550～650g/l，氯化钠95～105g/l的电解液，电解液溢流进到缓冲槽（4）的A侧；
3）盐水从盐水加入管（6）进入缓冲槽（4）的B侧与从A侧溢流过来的电解液混合，在循环泵（5）的输送下，混合液进入反应器（2）及电解槽（1）内电解，生成氯酸钠550～650g/l、氯化钠95～105g/l的电解液。
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Application publication date: 20160817