CN106702421A - 大产能自然循环的氯酸钠电解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大产能自然循环的氯酸钠电解系统，它包括整流变压器、电解槽、反应器和相应附属设备，电解槽至少设置为四列平行并排的电解槽，所有并排的电解槽经串联连接后接入同一个整流变压器，且每两列并排的电解槽共用一个除气器，且每两列并排的电解槽进料管共接一个电解液冷却器，所有电解液冷却器的入口连接同一个反应器。本发明相对于传统的氯酸钠电解系统，在结构上更加紧凑、产能更大、占地面积更少，溶液在电解产生的气体带动下进行自然循环，采用标准化的电解槽单元，可实现模块化设计，便于快速更换与维护，当某电解单元的电解槽出现故障时，可将该电解单元进行更换或将该电解单元所在的整组电解槽整组更换；可根据氯酸钠需求决定运行电解槽的数量。
Description
技术领域
本发明涉及氯酸钠电解设备领域，具体是一种大产能自然循环的氯酸钠电解系统。
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，一台整流变压器和一个反应器只配套两列电解槽，电解槽分两列对称布置，此类电解系统产能偏小；而另一种传统的氯酸钠电解系统,由一台整流器和一定数量的小反应器带电解槽构成，该电解系统受投资和占地等限制，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产能、省占地、省能耗的大产能自然循环的氯酸钠电解系统。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种大产能自然循环的氯酸钠电解系统，包括整流变压器、电解槽和反应器，所述电解槽至少设置为四列平行并排的电解槽，所有并排的电解槽经串联连接后接入同一个整流变压器，且每两列并排的电解槽共用一个除气器，且每两列并排的电解槽进料管共接一个电解液冷却器，所有电解液冷却器的入口连接同一个反应器。
所述每列电解槽包含四组串联的电解槽组，每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每列电解槽的阳极面积为25～30m2。
所述爆炸复合板由钛-铝-钢多层材料复合而成，或由钛-铜-钢多层材料复合而成，爆炸复合板的钛侧连接电解阳极，钢侧连接电解阴极。
所述电解槽为圆形或椭圆形电解槽。
电解槽与反应器之间形成自然循环；电解槽的出液口为锥形结构。
所有并排的电解槽以反应器为中心对称布置。
所述电解槽的端头之间以及连接整流变压器的线路均采用硬铜排连接，电解槽的线路经软铜排连接硬铜排。
本发明大产能自然循环的氯酸钠电解系统与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明采用每2列电解槽共用一个除气器，所有电解槽共用一个反应器和一台整流变压器，占地更省，结构更紧凑，能提高单套电解系统的氯酸钠产能；
2.每组电解槽中的单槽之间采用爆炸复合板连接，不采用铝排或铜排连接，避免了电流损耗且节约占地面积；
3.本发明采用圆形或椭圆形电解槽，电解液经由2个电解液冷却器分配进入4列电解槽进料管，既保证了电解系统的自然循环又确保电解液均匀的分配到各个电解槽；
4.每组电解槽采用15个单槽组合，每列电解槽设有四组电解槽组，采用四列电解槽的整个电解系统共有240个电解槽单槽，产能大；
5.采用标准化的电解槽组沿反应器两侧对称布置，实现模块化设计；
6.本发明可根据产能需求灵活组合氯酸钠电解槽组的数量；
7.便于维护，可将出现故障的电解槽单元或电解槽组整组更换。
附图说明
图1是本发明大产能自然循环的氯酸钠电解系统的俯视示意图。
图2是图1的左侧示意图。
图中：1、整流变压器；2、硬铜排；3、软铜排；4、爆炸复合板；5、电解槽；6、电解槽进料管；7、除气器；8、电解液冷却器；9、反应器。
具体实施方式
下面通过附图及具体实施案例对本发明所述的大产能自然循环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。
如图1所示，本发明大产能自然循环的氯酸钠电解系统主要由整流变压器1、硬铜排2、软铜排3、爆炸复合板4、圆形或椭圆形电解槽5、电解槽进料管6、除气器7、电解液冷却器8、反应器9及相关管道构成。每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每4组电解槽组共60个电解槽单槽排成一列电解槽5，4列并排的电解槽共240个电解槽单槽共用一个整流变压器1，每2列电解槽共用1个除气器。根据需要，所述电解槽也可以设置4列以上。
本发明将并排的电解槽5依次串联连接后接入同一个整流变压器1，且每两列并排的电解槽共用一个除气器7，且每两列并排的电解槽进料管共接一个电解液冷却器，所有电解液冷却器8的入口连接同一个反应器9。电解槽5的端头之间以及连接整流变压器1的线路均采用硬铜排2连接，电解槽5的线路经软铜排3连接硬铜排2。
本发明大产能自然循环的氯酸钠电解系统的处理过程是：
其一.初次开机时先用精制食盐水加入反应器9，溢流进电解槽进料管6从而进入电解槽5内进行电解；
其二.电解液进入反应器9反应生成含氯酸钠550～650g/l、氯化钠95～105g/l的电解液；
其三.精制盐水不断地加入反应器9，与从除气器流入的溶液混合持续溢流进入电解槽5内电解、反应，不断生成氯酸钠550～650g/l、氯化钠95～105g/l的电解液。成品电解液进入脱次氯酸钠工序。
电解液从反应器9溢流到电解槽进料管6，再进入电解槽5进行电解，电解产生气体，气体减低了电解液密度，气体上升带动电解液上升到除气器7，持续从反应器9补充而来的电解液，促使电解液形成从反应器9到电解槽5，电解槽5到反应器9的自然循环，电解槽5的出液口为锥形结构。
本发明采用的每个电解槽为一个标准的电解单元，每15个电解单元形成一个电解槽组，在一个自然循环系统内由若干组电解槽形成一个标准的电解系统；每个电解槽阳极面积为25～30m2。
本发明整个氯酸钠电解系统以15个电解单槽形成的电解槽组为模块，沿反应器9为中心对称布置。
本发明所述单个电解槽之间采用爆炸复合板4连接，所述爆炸复合板4由钛-铝-钢多层材料复合而成，或由钛-铜-钢多层材料复合而成，爆炸复合板的钛侧连接电解阳极，钢侧连接电解阴极。
以下是本发明的应用实例：
实施例1：
设备采用如图1所示的设备，其中每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每4组电解槽共60个电解槽单槽排成一列，4列电解槽共240个电解槽单槽共用一台整流变压器和一个反应器，每个电解槽阳极面积为30m2。
具体操作过程如下：
初次开机时先用精制食盐水加入反应器9，溢流进电解槽进料管6从而进入电解槽5内进行电解；
电解液进入反应器9反应生成含氯酸钠600g/l，氯化钠100g/l的电解液；
精制盐水不断地加入反应器9，与从除气器流入的溶液混合持续溢流进入电解槽5内电解、反应，不断生成氯酸钠600g/l、氯化钠100g/l的电解液。成品电解液进入脱次氯酸钠工序。单组电解槽(15个单体电解槽)的每天(按24小时计算)氯酸钠产量为19.27t，采用16组电解槽(共240个单体电解槽)，一天的产量为308t。
对比例1：
如果采用传统的氯酸钠电解系统，即目前在用的生产线，一台整流变压器和一个反应器配套2列圆形或椭圆形电解槽，每列60个电解槽单槽，阳极面积为30m2的圆形或椭圆形单体电解槽，1天(按24小时计算)的产量仅为：154t。
实施例2：
设备采用如图1所示的设备，其中每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每3组电解槽共45个电解槽单槽排成一列，4列电解槽共180个电解槽单槽共用一台整流变压器和一个反应器，每个电解槽阳极面积为30m2。
具体操作过程如下：
初次开机时先用精制食盐水加入反应器9，溢流进电解槽进料管6从而进入电解槽5内进行电解；
电解液进入反应器9反应生成含氯酸钠600g/l，氯化钠100g/l的电解液；
精制盐水不断地加入反应器9，与从除气器流入的溶液混合持续溢流进入电解槽5内电解、反应，不断生成氯酸钠600g/l、氯化钠100g/l的电解液。成品电解液进入脱次氯酸钠工序。单组电解槽(15个单体电解槽)的每天(按24小时计算)氯酸钠产量为19.27t，采用12组电解槽(共180个单体电解槽)，一天的产量为231t。
对比例2：
如果采用传统的氯酸钠电解系统，即目前在用的生产线，一台整流变压器和一个反应器配套2列圆形或椭圆形电解槽，每列45个电解槽单槽，阳极面积为30m2的圆形或椭圆形单体电解槽，1天(按24小时计算)的产量仅为：115.5t。
实施例3：
设备采用如图1所示的设备，其中每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每4组电解槽共60个电解槽单槽排成一列，4列电解槽共240个电解槽单槽共用一台整流变压器和一个反应器，每个电解槽阳极面积为25m2。
具体操作过程如下：
初次开机时先用精制食盐水加入反应器9，溢流进电解槽进料管6从而进入电解槽5内进行电解；
电解液进入反应器9反应生成含氯酸钠600g/l，氯化钠100g/l的电解液；
精制盐水不断地加入反应器9，与从除气器流入的溶液混合持续溢流进入电解槽5内电解、反应，不断生成氯酸钠600g/l、氯化钠100g/l的电解液。成品电解液进入脱次氯酸钠工序。单组电解槽(15个单体电解槽)的每天(按24小时计算)氯酸钠产量为16.06t，采用16组电解槽(共240个单体电解槽)，一天的产量为257t。
对比例3：
如果采用传统的氯酸钠电解系统，即目前在用的生产线，一台整流变压器和一个反应器配套2列圆形或椭圆形电解槽，每列60个电解槽单槽，阳极面积为25m2的圆形或椭圆形单体电解槽，1天(按24小时计算)的产量为：128.5t。
通过对比例可知，采用本发明大产能自然循环的氯酸钠电解系统，比采用传统的氯酸钠电解系统(一台整流器和一个反应器只配套2列电解槽)，在相同的产能下，传统的电解系统需要设计为2条及2条以上的生产线；在相同的占地面积时，比传统的氯酸钠电解系统产能更高；在投资上，比传统的氯酸钠电解系统更省；在结构上，比传统的氯酸钠电解系统更紧凑。采用标准化的电解槽单元，可实现模块化设计，便于快速更换与维护，当某电解单元的电解槽出现故障时，可将该电解单元的整组电解槽整组更换；可根据氯酸钠需求决定运行电解槽的数量。
Claims (7)
1.一种大产能自然循环的氯酸钠电解系统，包括整流变压器、电解槽和反应器，其特征在于：所述电解槽至少设置为四列平行并排的电解槽，所有并排的电解槽经串联连接后接入同一个整流变压器，且每两列并排的电解槽共用一个除气器，且每两列并排的电解槽进料管共接一个电解液冷却器，所有电解液冷却器的入口连接同一个反应器。
2.根据权利要求1所述大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于，所述每列电解槽包含四组串联的电解槽组，每个电解槽组由15个电解槽单槽通过爆炸复合板串联在一起，每列电解槽的阳极面积为25～30m2。
3.根据权利要求2所述一种大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述爆炸复合板由钛-铝-钢多层材料复合而成，或由钛-铜-钢多层材料复合而成，爆炸复合板的钛侧连接电解阳极，钢侧连接电解阴极。
4.根据权利要求1或2所述大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于，所述电解槽为圆形或椭圆形电解槽。
5.根据权利要求1或2所述大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于：电解槽与反应器之间形成自然循环；电解槽的出液口为锥形结构。
6.根据权利要求1或2所述大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于：所有并排的电解槽以反应器为中心对称布置。
7.根据权利要求1或2所述大产能自然循环的氯酸钠电解系统，其特征在于：所述电解槽的端头之间以及连接整流变压器的线路均采用硬铜排连接，电解槽的线路经软铜排连接硬铜排。
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