CN106044714A - 电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统 - Google Patents

电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及HCl合成单元，通过将含有氯酸钠晶体的电解液送到固液分离器进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体经溶解过滤后进入发生器，从固液分离器分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统，返回电解槽继续电解，使得氯化钠和重铬酸钠都只在氯酸钠制取系统中，没有进入二氧化氯生成单元，循环利用，而二氧化氯制取单元生成的氯化钠溶解后又送入氯酸钠制取单元，因此基本不用补充。

Description

电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统
技术领域
本发明涉及综合法二氧化氯生产领域，具体是一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统。
背景技术
二氧化氯是一种强氧化剂，稳定的二氧化氯已被世界卫生组织认为是效果好的杀菌剂和性能优良、效果很好的杀菌消毒剂，广泛应用于制浆厂的漂白工段。当前我国已经实现小型消毒用二氧化氯生产设备的国产化。现场制备和现场使用消化的大型二氧化氯制备系统，国内还处于起步阶段，新建的造纸企业采用的大型二氧化氯生产系统开始采用国产的成套设备技术。
综合法二氧化氯制备过程包括氯酸钠和盐酸混合，其中盐酸既作为还原剂又作为反应的酸性介质，反应式为：
NaClO3+2HCl→ClO2+½Cl2+H2O+NaCl
氯酸钠是生产二氧化氯的主要原料之一，它是电解盐水得到的产物。在电解槽中的氯化钠和水经过一系列反应后最终生成氯酸钠和氢气，反应式如下：
NaCl+3H2O → NaClO3+3H2
盐酸是生产二氧化氯的另一种原料，它是通过氯气与氢气燃烧生成氯化氢气体，用纯水吸收得到32%的盐酸，反应式如下：
Cl2+H2 → 2HCl
传统的综合法二氧化氯制备工艺中，如期刊论文《综合法制备二氧化氯实例》（刊名:中华纸业，2009年08期63-65页）公开的综合法二氧化氯制备装置，包括由NaClO3电解单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元，但在电解氯酸钠进入二氧化氯制取前缺少固液分离装置以及二氧化氯生成气体循环回用缺少汽液分离装置，氯酸钠电解系统与二氧化氯制取系统是紧密相连的。在二氧化氯发生器内的气体产生分解时，会有大量的纯水进入发生器，导致返回电解系统的弱氯酸钠溶液浓度降低，严重影响电解系统及盐酸合成炉的正常运行。此外，由于电解槽需要加少量重铬酸钠，以减少电解氧含量，电解后的氯酸钠溶液送到发生器后，在液体蒸发与气体分解时会随排气泡沫一起飞失，进到二氧化氯溶液中，一部分会在除垢时被排到污水沟，污染环境，所以电解槽一直要补充重铬酸钠。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，使得在发生器内的二氧化氯气体发生分解时，电解系统及盐酸合成炉能继续正常运行；此外，氯化钠和重铬酸钠完全循环利用，基本不需补充。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元组成：
1)NaClO3电解单元及晶体制取单元：由电解槽（2）、除气器（1）、电解液进料管（3）、电解液冷却器（4）、反应器（5）串联形成电解循环回路，电解液储槽（6）、电解液转移泵（7）、电解液缓冲槽（8）、电解液输送泵（10）、结晶蒸发器（11）、氯酸钠出料泵（12）、固液分离器（13）通过管道连接组成NaClO3晶体制取系统，氯酸钠溶解槽（14）、氯酸钠转移泵（15）、氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵(17)、氯酸钠过滤器(18) 通过管道依次相连组成氯酸钠溶液供给系统，固液分离器（13）一端与反应器（5）管道相连，另一端与氯酸钠溶解槽（14）管道相连。
2)ClO2生成单元：由发生器加热器（20）、下循环管（21）、二氧化氯发生器（22）、发生器上循环管（32）组成发生系统循环回路，由发生器循环泵（19）提供液体动力，发生器排气管(31)、间冷器(30)、二氧化氯吸收塔（24）、吸收塔尾气风机（27）、气液分离器（26）及稀二氧化氯溶液冷却器（28）通过管道依次相连构成二氧化氯溶液制取系统，氯化钠抽取泵（23）、氯化钠过滤机（33）、氯化钠溶解槽（34）、氯化钠转移泵（35）、氯化钠缓冲槽（36）通过管道依次相连组成了氯化钠回收系统，氯化钠缓冲槽（36）与反应器（5）管道相连。
3）HCl合成单元：由强氯气加入管（42）、氢气冷却器（41）、氢气除雾器（40）、盐酸合成炉（39）、盐酸储存槽（38）、盐酸供料泵（37）由管道依次串联连接构成，盐酸供料泵（37）与发生器加热器（20）出来的管道相连，氢气冷却器（41）与反应器（5）的氢气排气管相接，盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）管道相连。
二氧化氯发生器（22）内部产生的真空是由一台吸收塔尾气风机（27）抽吸产生的。
进一步的，所述结晶蒸发器（11）顶部设有蒸发结晶器排气管（9），在盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）相连的管道之间增加强氯气加入管（42），所述二氧化氯吸收塔（24）顶部设有冷冻水进水管（29），底部设有二氧化氯输送管（25）。
本发明还提供一种综合法二氧化氯制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器（5）反应之后最终生成含有浓NaClO3的电解液；
2）所得电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体，将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体经溶解过滤后进入发生器下循环管（21），从固液分离器（13）分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统，返回电解槽（2）继续电解；
3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水滴后进入盐酸合成炉（39），与从强氯气管（42）来的强氯气及二氧化氯生成系统来的弱氯气在盐酸合成炉（39）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；
4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从与从盐酸合成单元送过来的盐酸在二氧化氯发生器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽，混合气体从发生器顶部排出，流经发生器排气管，再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液。
优选的是，步骤（1）所得含有浓度为550～650g/L氯酸钠溶液和浓度为90～110g/L氯化钠溶液。
优选的是，为进一步优化二氧化氯制备工艺，所述二氧化氯发生器（22）的反应温度范围68～72℃，真空度为-77～-78KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为640～660g/l，盐酸溶液重量浓度为29%～32%。
优选的是，步骤（2）氯酸钠晶体形成过程为：含有浓氯酸钠的电解液在电解液转移泵（7）的输送下进入电解液缓冲槽（8），电解液输送泵（10）将电解液缓冲槽（8）中的电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体。
优选的是，为进一步溶解氯酸钠晶体，步骤（1）所得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将氯酸钠溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21）。
优选的是，为进一步处理回收氯气，反应产生的副产品氯气则被送到盐酸合成炉（39）与电解槽产生的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸，含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机（33）进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽溶解（34）后返回电解系统电解循环使用，过滤后的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用。
优选的是，为进一步处理尾气，所述吸收塔出来的尾气进入气液分离器（26），液体经稀二氧化氯溶液冷却器（28）二氧化氯后回流进入二氧化氯吸收塔（24），生成的二氧化氯水溶液从二氧化氯输送管（25）外送使用，弱氯气被送到盐酸合成炉（39）与从电解单元来的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸。
本发明的优点和效果：
1、在整个生产工艺过程中，氯酸钠制取单元与二氧化氯生成单元是相对独立的，增设的气液分离器使得二氧化氯生成单元无液体输送到氯酸钠制取单元，即使二氧化氯气体分解导致稀释水进入发生器对氯酸钠电解氯单元也无任何影响，盐酸合成炉也因为氯酸钠电解氯系统能稳定提供足够的氢气而正常运行。
2、在整个生产工艺过程中，增设的固液分离器使得氯化钠和重铬酸钠都只在氯酸钠制取系统中，没有进入二氧化氯生成单元，循环利用，而二氧化氯制取单元生成的氯化钠溶解后又送入氯酸钠制取单元，因此基本不用补充。
3、在整个生产工艺过程中，氯酸钠制取单元与二氧化氯生成单元是相对独立的，增设的氯酸钠过滤器使得没有杂质直接从电解系统进入二氧化氯制备单元，避免了电解系统的杂质进入二氧化氯制备单元，减少了二氧化氯发生器内气体的分解次数。
4、采用本发明方法，在将氯酸钠晶体溶解过程中，溶液浓度可控，能有效提高二氧化氯制取的反应效率；而传统综合法二氧化氯制备方法，为避免在发生器内产生晶体，进入发生器内的氯酸钠溶液浓度不能太高，因此影响了二氧化氯制取的反应效率。
5、采用本发明方法，氯化钠抽取泵从发生器下循环管抽出含有氯化钠晶体及残余盐酸的反应液输送到氯化钠过滤机进行过滤、洗涤，过滤后含有稀盐酸的液体回流至二氧化氯发生器内继续使用，减少了酸的流失；而传统综合法二氧化氯制备方法，从发生器下循环管抽出的弱氯酸钠溶液进入温度较高的气体分离器后，弱氯酸钠溶液中的残余盐酸与氯酸钠反应生成氯化钠及氯气，消耗了盐酸，因此，采用本发明方法生产1吨二氧化氯所消耗的盐酸约为1.3吨；而传统综合法二氧化氯制备方法生产1吨二氧化氯所消耗的盐酸约为1.6吨。
附图说明
图1为：本发明的工艺流程图。
图中：
1、除气器；2、电解槽；3、电解液进料管；4、电解液冷却器；5、反应器；6、电解液储槽；7、电解液转移泵；8、电解液缓冲槽；9、蒸发结晶器排气管；10、电解液输送泵；11、蒸发结晶器；12、氯酸钠出料泵；13、固液分离器；14、氯酸钠溶解槽；15、氯酸钠转移泵；16、氯酸钠缓冲槽；17、氯酸钠供料泵；18、氯酸钠过滤器；19、发生器循环泵；20、发生器加热器；21、发生器下循环管；22、二氧化氯发生器；23、氯化钠抽取泵；24、二氧化氯吸收塔；25、二氧化氯输送管；26、气液分离器；27、吸收塔尾气风机器；28、稀二氧化氯溶液冷却器；29、冷冻水进水管；30、间冷器；31、发生器排气管；32、发生器上循环管；33、氯化钠过滤机；34、氯化钠溶解槽；35、氯化钠转移泵；36、氯化钠缓冲槽；37、盐酸供料泵；38、盐酸储槽；39、盐酸合成炉；40、氢气除雾器；41、氢气冷却器；42强氯气加入管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步的说明。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1：
一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成及 HCl合成单元组成。
本发明方法的操作过程如下：
1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器（5）反应之后最终生成浓NaClO3溶液电解液，包含浓度为550g/L氯酸钠溶液和浓度为110g/L氯化钠溶液；
2）所得电解液溢流至电解液储槽（6），在电解液转移泵（7）的输送下引入电解液缓冲槽（8），电解液输送泵（10）的将电解液缓冲槽8中的电解液输送进入蒸发结晶器（11），氯酸钠出料泵（12）将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21），从固液分离器(13)分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统；
3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水汽后进入盐酸合成炉（39），与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉（39）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；
4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从下发生器循环管（21）加入，从盐酸合成单元送过来的盐酸在发生器加热器（20）上部的喷射喉管加入，在二氧化氯发生器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽。所述二氧化氯发生器（22）内的反应温度为68℃，所真空度为-77KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为640g/l，盐酸溶液重量浓度为29%；反应液在二氧化氯发生器（22）内处于沸腾状态，二氧化氯、氯气和水蒸汽组成的混合气体从二氧化氯发生器（22）顶部排出，流经发生器排气管（31），再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），冷冻水从塔顶的冷冻水进水管（29）进入塔内将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液，生成的二氧化氯水溶液从塔底二氧化氯输送管（25）外送使用，从二氧化氯吸收塔（24）出来的尾气进入气液分离器（26），液体经稀二氧化氯溶液冷却器（28）后回流进入吸收塔（24），弱氯气被送到盐酸合成炉（39）与从电解单元来的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸；反应过程中不断有氯化钠晶体析出，用氯化钠抽取泵（23）从发生器下循环管(21)抽出含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机(33)进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽(34)溶解，氯化钠转移泵（35）将氯化钠溶解槽（34）中的溶液泵送到氯化钠缓冲槽（36），返回电解系统电解循环使用，过滤后含有残留盐酸的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用。
实施例2：
一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成及 HCl合成单元组成。
本发明方法的操作过程如下：
1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器反应之后最终生成浓NaClO3溶液电解液，包含浓度为600g/L氯酸钠溶液和浓度为100g/L氯化钠溶液；
2）所得电解液溢流至电解液储槽（6），在电解液转移泵（7）的输送下引入电解液缓冲槽（8），电解液输送泵（10）的将电解液缓冲槽8中的电解液输送进入蒸发结晶器（11），氯酸钠出料泵（12）将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21），从固液分离器(13)分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统；
3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水汽后进入盐酸合成炉（39），与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉（39）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；
4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从发生器下循环管（21）加入，从盐酸合成单元送过来的盐酸在发生器加热器（20）上部的喷射喉管加入，在二氧化氯发生器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽。所述二氧化氯发生器（22）内的反应温度范围70℃，真空度为-77.5KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为650g/l，盐酸溶液重量浓度为30%；反应液在二氧化氯发生器（22）内处于沸腾状态，二氧化氯、氯气和水蒸汽组成的混合气体从氧化氯发生器（22）顶部排出，流经发生器排气管（31），再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），冷冻水从塔顶的冷冻水进水管（29）进入塔内将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液，生成的二氧化氯水溶液从塔底二氧化氯输送管（25）外送使用，从二氧化氯吸收塔（24）出来的尾气进入气液分离器（26），液体经稀二氧化氯溶液冷却器（28）后回流进入吸收塔（24），弱氯气被送到盐酸合成炉（39）与从电解单元来的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸；反应过程中不断有氯化钠晶体析出，用氯化钠抽取泵（23）从发生器下循环管(21)抽出含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机(33)进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽(34)溶解，氯化钠转移泵（35）将氯化钠溶解槽（34）中的溶液泵送到氯化钠缓冲槽（36），返回电解系统电解循环使用，过滤后含有残留盐酸的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用。
实施例3：
一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成及 HCl合成单元组成。
本发明方法的操作过程如下：
1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器反应之后最终生成浓NaClO3溶液电解液，包含浓度为650g/L氯酸钠溶液和浓度为90g/L氯化钠溶液；
2）所得电解液溢流至电解液储槽（6），在电解液转移泵（7）的输送下引入电解液缓冲槽（8），电解液输送泵（10）的将电解液缓冲槽8中的电解液输送进入蒸发结晶器（11），氯酸钠出料泵（12）将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21），从固液分离器(13)分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统；
3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水汽后进入盐酸合成炉（39），与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉（39）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；
4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液从发生器下循环管（21）加入，从盐酸合成单元送过来的盐酸在发生器加热器（20）上部的喷射喉管加入，在二氧化氯发生器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽。所述二氧化氯发生器（22）内的反应温度范围72℃，真空度为-78KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为660g/l，盐酸溶液重量浓度为32%；反应液在二氧化氯发生器（22）内处于沸腾状态，二氧化氯、氯气和水蒸汽组成的混合气体从二氧化氯发生器（22）顶部排出，流经发生器排气管（31），再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），冷冻水从塔顶的冷冻水进水管（29）进入塔内将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液，生成的二氧化氯水溶液从塔底二氧化氯输送管（25）外送使用，从二氧化氯吸收塔（24）出来的尾气进入气液分离器（26），液体经稀二氧化氯溶液冷却器（28）后回流进入吸收塔（24），弱氯气被送到盐酸合成炉（39）与从电解单元来的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸；反应过程中不断有氯化钠晶体析出，用氯化钠抽取泵（23）从发生器下循环管(21)抽出含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机(33)进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽(34)溶解，氯化钠转移泵（35）将氯化钠溶解槽（34）中的溶液泵送到氯化钠缓冲槽（36），返回电解系统电解循环使用，过滤后含有残留盐酸的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用。
对比例：
采用传统综合法二氧化氯制备工艺，所述二氧化氯发生器（22）内的反应温度范围72℃，真空度为-78KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为660g/l，盐酸溶液重量浓度为32%。
实验例：利用本发明和对比例方法生产二氧化氯
表1综合法二氧化氯制备实验
通过对比例可知，1、氯化钠抽取泵从发生器下循环管抽出含有氯化钠晶体及残余盐酸的反应液输送到氯化钠过滤机进行过滤、洗涤，过滤后含有稀盐酸的液体回流至二氧化氯发生器内继续使用，减少了酸的流失；而传统综合法二氧化氯制备方法，从发生器下循环管抽出的弱氯酸钠溶液进入温度较高的气体分离器后，弱氯酸钠溶液中的残余盐酸与氯酸钠反应生成氯化钠及氯气，消耗了盐酸，因此，在产量相同的情况下，所消耗的盐酸少。2、增设的气液分离器使得二氧化氯生成单元无液体输送到氯酸钠制取单元，即使二氧化氯气体分解导致稀释水进入发生器对氯酸钠电解氯单元也无任何影响，盐酸合成炉也因为氯酸钠电解氯系统能稳定提供足够的氢气而正常运行。3、增设的固液分离器使得氯化钠和重铬酸钠都只在氯酸钠制取系统中，没有进入二氧化氯生成单元，循环利用，而二氧化氯制取单元生成的氯化钠溶解后又送入氯酸钠制取单元，因此基本不用补充。

Claims (9)

1.一种电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：由NaClO3电解及晶体制取单元、ClO2生成单元及 HCl合成单元组成：
1)NaClO3电解及晶体制取单元：由电解槽（2）、除气器（1）、电解液进料管（3）、电解液冷却器（4）、反应器（5）串联形成电解循环回路，电解液储槽（6）、电解液转移泵（7）、电解液缓冲槽（8）、电解液输送泵（10）、结晶蒸发器（11）、氯酸钠出料泵（12）、固液分离器（13）通过管道依次相连组成NaClO3晶体制取系统，氯酸钠溶解槽（14）、氯酸钠转移泵（15）、氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵(17)、氯酸钠过滤器(18) 通过管道依次相连组成氯酸钠溶液供给系统，固液分离器（13）一端与反应器（5）管道相连，另一端与氯酸钠溶解槽（14）管道相连；
2)ClO2生成单元：由发生器加热器（20）、发生器下循环管（21）、二氧化氯发生器（22）、发生器上循环管（32）组成发生系统循环回路，由发生器循环泵（19）提供液体动力，发生器排气管(31)、间冷器(30)、二氧化氯吸收塔（24）、吸收塔尾气风机（27）、气液分离器（26）及稀二氧化氯溶液冷却器（28）通过管道依次相连构成二氧化氯溶液制取系统，氯化钠抽取泵（23）、氯化钠过滤机（33）、氯化钠溶解槽（34）、氯化钠转移泵（35）、氯化钠缓冲槽（36）通过管道依次相连组成了氯化钠回收系统，氯化钠缓冲槽（36）与反应器（5）用管道相连；
3）HCl合成单元：由氢气冷却器（41）、氢气除雾器（40）、盐酸合成炉（39）、盐酸储存槽（38）、盐酸供料泵（37）由管道依次串联连接构成，盐酸供料泵（37）与发生器加热器（20）出来的管道相连，氢气冷却器（41）与反应器（5）的氢气排气管相接，盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）管道相连。
2.根据权利要求1所述综合法二氧化氯制备系统，其特征在于：所述结晶蒸发器（11）顶部设有蒸发结晶器排气管（9），在盐酸合成炉（39）与气液分离器（26）相连的管道之间增加强氯气加入管（42），所述二氧化氯吸收塔（24）顶部设有冷冻水进水管（29），底部设有二氧化氯输送管（25）。
3.一种采用如权利要求2所述二氧化氯制备系统的综合法二氧化氯制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）先用精制食盐水在氯酸钠电解槽（2）内电解，电解液随气体沿着管道进入除气器（1）实现气液分离，气体进入氢气冷却器（41），再经氢气除雾器（40）后进入盐酸合成炉（39），液体流入氯酸钠反应器（5）反应之后最终生成含有浓NaClO3电解液；
2）所得电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体，将含有氯酸钠晶体的溶液送到固液分离器（13）进行分离并洗去氯酸钠晶体夹带的氯化钠和重铬酸钠，获得的氯酸钠晶体经溶解过滤后进入发生器下循环管（21），从固液分离器（13）分离出来含有氯化钠及重铬酸钠的溶液回流到电解系统，返回电解槽（2）继续电解；
3)从电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（41）冷却、氢气除雾器（40）除去水汽后进入盐酸合成炉（39），与浓氯气、弱氯气在盐酸合成炉（39）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；
4）从电解单元送过来的强氯酸钠溶液与从盐酸合成单元送过来的盐酸在二氧化氯反应器（22）内发生反应、闪蒸，反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水蒸汽，混合气体从发生器顶部排出，流经发生器排气管，再通过间冷器（30）冷却后进入二氧化氯吸收塔（24），将混合气体吸收制成二氧化氯水溶液。
4.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：步骤（1）所得浓NaClO3溶液电解液包含浓度为600-700g/L氯酸钠溶液和浓度为100-110g/L氯化钠溶液。
5.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：所述二氧化氯发生器（22）内的反应温度范围68～72℃，真空度为-77～-78KPa，加入二氧化氯发生器（22）的氯酸钠溶液浓度为640～660g/l，盐酸溶液重量浓度为29%～32%。
6.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：步骤（2）氯酸钠晶体形成过程为：在电解液转移泵（7）的输送下引入电解液缓冲槽（8）,电解液输送泵（10）的将电解液缓冲槽（8）中的电解液输送进入蒸发结晶器（11）内形成氯酸钠晶体。
7.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：步骤（1）所得的氯酸钠晶体送到氯酸钠溶解槽（14）进行溶解，氯酸钠转移泵（15）将溶解液送至氯酸钠缓冲槽（16）、氯酸钠供料泵（17）抽取氯酸钠缓冲槽（16）中氯酸钠溶液经过氯酸钠过滤器（18）后进入发生器下循环管（21）。
8.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：反应产生的副产品氯气则被送到盐酸合成炉（39）与电解槽产生的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸，含有氯化钠晶体的反应液输送到氯化钠过滤机（33）进行过滤、洗涤，得到的氯化钠晶体送到氯化钠溶解槽溶解（34）后返回电解系统电解循环使用，过滤后的液体回流至二氧化氯发生器（22）内继续使用。
9.根据权利要求3所述综合法二氧化氯制备方法，其特征在于：从吸收塔出来的尾气进入气液分离器（26），液体经稀二氧化氯溶液冷却器（28）二氧化氯后回流进入二氧化氯吸收塔（24），生成的二氧化氯水溶液从二氧化氯输送管（25）外送使用，弱氯气被送到盐酸合成炉（39）与从电解单元进入盐酸合成炉的氢气及外来的强氯气燃烧制备盐酸。
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