CN110344074A - 碘酸及氢碘酸制备一体机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碘酸及氢碘酸制备一体机装置，涉及化工技术领域，用于解决现有技术中存在的处理效率不高的技术问题。本发明的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其包括电氧化还原反应器，通过采用同一原料通过同一装置，即单质碘来同时获取碘酸和氢碘酸，在电氧化还原反应器中的氧化室中发生氧化反应以生成碘酸，在其还原室中则发生还原反应以生成氢碘酸，整个过程通过电位值控制反应终点，制备纯度高、浓度高，并且无危废液产生，更有利于环保。

Description

碘酸及氢碘酸制备一体机装置
技术领域
本发明涉及化工技术领域，特别地涉及一种碘酸及氢碘酸制备一体机装置。
背景技术
氢碘酸是碘化氢的水溶液，有强烈刺激性的酸味，属于强酸，是无放射性无氧酸中酸性最强的，在空气中易被氧化而析出游离碘，是氢卤酸中还原性最强者。现有技术中，对氢碘酸制备的披露大都是以磷来制取氢碘酸，该方法收率一般，浓度低、纯度差，并且会产生废液；工业上制备碘酸一般是利用碘单质在碱性水溶液中可以发生歧化反应的特点制取碘酸盐，并将碘化物和碘酸盐分离、酸化后获得碘酸，其纯度低，同样会产生危废。上述制备碘酸和氢碘酸的方法不能采用同一原料通过一套装备同时进行，并且上述方法会产生废液，不利于环保。
发明内容
本发明提供一种碘酸及氢碘酸制备一体机装置，用于解决上述技术问题。
根据本发明的第一个方面，本发明的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其包括：
电氧化还原反应器，所述电氧化还原反应器包括氧化室以及还原室，所述还原室与用于承载单质碘的第一原料箱相连，所述氧化室与用于承载单质碘的第二原料箱相连；
当所述电氧化还原反应器中通电时，所述氧化室中发生氧化反应以生成碘酸；所述还原室中发生还原反应以生成氢碘酸。
在一个实施方式中，所述电氧化还原反应器还包括阳膜以及分别设置在所述阳膜两侧的阳极板和阴极板；
其中，所述阳极板和所述阳膜构成限定所述氧化室的侧壁，所述阴极板和所述阳膜构成限定所述还原室的侧壁。
在一个实施方式中，所述阴极板为抑氢电极板。
在一个实施方式中，所述电氧化还原反应器设置有输入口和输出口，所述输入口包括氧化室输入口和还原室输入口，所述输出口包括氧化室输出口和还原室输出口。
在一个实施方式中，所述第一原料箱和第一螺杆进料泵相连，所述与第一螺杆进料泵与氢碘酸循环箱的进料口相连。
在一个实施方式中，所述氢碘酸循环箱的输出口通过第一循环泵与所述还原室输入口相连，所述氢碘酸循环箱的输入口与所述还原室输出口相连。
在一个实施方式中，所述第二原料箱和第二螺杆进料泵相连，所述第二螺杆进料泵与碘酸循环箱的进料口相连。
在一个实施方式中，所述碘酸循环箱的输出口通过第二循环泵与所述氧化室输入口相连，所述碘酸的输入口与所述氧化室输出口相连。
现有技术相比，本发明的优点在于：通过采用同一原料通过同一装置，即单质碘来同时获取碘酸和氢碘酸，在电氧化还原反应器中的氧化室中发生氧化反应以生成碘酸，在其还原室中则发生还原反应以生成氢碘酸，整个过程通过电位值控制反应终点，制备纯度高、浓度高，并且无危废液产生，更有利于环保。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的碘酸及氢碘酸制备一体机装置的结构示意图；
图2是图1所示的电氧化还原反应器的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-第一原料箱；2-电氧化还原反应器；3-第三原料箱；4-第一螺杆进料泵；5-第二螺杆进料泵；6-氢碘酸循环箱；7-碘酸循环箱；8-第一循环泵；9-第二循环泵
21-阳膜；22-阳极板；23-阴极板；25-电源；
211-氧化室；212-还原室。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其包括电氧化还原反应器2，电氧化还原反应器2包括氧化室211以及还原室212，还原室211与氢碘酸循环箱6相连，氧化室211与碘酸循环箱7相连；当电氧化还原反应器2中通电时，氧化室211发生氧化反应，单质碘失去电子以生成碘酸；还原室212中碘得到电子发生还原反应以生成氢碘酸，从而能够通过同一原料在同一装置的不同反应室中同时获得碘酸和氢碘酸。
进一步地，在反应过程通过电位值控制反应终点，即分别测量氢碘酸循环箱6和碘酸循环箱7中的电位值，来控制反应的终止时刻。
具体地，如图2所示，电氧化还原反应器2还包括阳膜21以及分别设置在阳膜21两侧的阳极板22和阴极板23；其中，阳极板22和阳膜21构成限定氧化室211的侧壁，阴极板23和阳膜21构成限定还原室212的侧壁。
进一步地，阴极板23为抑氢电极板，抑氢电极板能够抑制氢气的析出。
具体地，电氧化还原反应器2进行电化学反应以获得氢碘酸的过程如下：
当电氧化还原反应器2与直流电源25相连时，电氧化还原反应器2发生氧化还原反应，其还原室212内的碘得到电子发生还原反应，由于阴极板23采用抑氢电极板，因而碘首先被还原成碘离子。而氧化室211中碘失去电子发生氧化反应被氧化成高价碘形成碘酸根离子同时产生相应氢离子，氢离子在电场作用下透过阳膜21与还原室212内的碘离子结合成氢碘酸。
氧化室211内的反应式为：I+3H2O＝HIO3+5H+；
还原室212的反应式为：5I-+5H+＝5HI；
其中氧化、还原碘的摩尔比为1:5。
此外，电氧化还原反应器2还包括输入口和输出口。具体地，输入口包括氧化室输入口和还原室输入口，输出口包括为氧化室输出口和还原室输出口。如图2中左侧箭头所示为氧化室211中液体的流向，右侧箭头为还原室212中液体的流向。
如图1所示，第一原料箱1和电氧化还原反应器2之间还设置有氢碘酸循环箱6，氢碘酸循环箱6的输出口通过第一循环泵8与还原室输入口相连，氢碘酸循环箱6的输入口以及进料口分别与还原室输出口和第一原料箱1的输出口相连。
进一步地，第一原料箱1通过第一螺杆进料泵4与氢碘酸循环箱6的其中一个输入口相连，单质碘通过第一螺杆进料泵4输入至氢碘酸循环箱6中。通过氢碘酸循环箱6的输出口向电氧化还原反应器2的还原室212中输入单质碘，其在电氧化还原反应器2的还原室212中发生还原反应，并生成氢碘酸。
如图1所示，第二原料箱3和电氧化还原反应器2之间还设置有碘酸循环箱7，碘酸循环箱7的输出口通过第二循环泵9与氧化室输入口相连，碘酸循环箱7的输入口和进料口分别与氧化室输出口和第二原料箱3的输出口相连。
进一步地，第二原料箱3通过第二螺杆进料泵5与碘酸循环箱7的其中一个输入口相连，单质碘通过第二螺杆进料泵5输入至碘酸循环箱7中。通过碘酸循环箱7的输出口向电氧化还原反应器2的氧化室211中输入单质碘，其在电氧化还原反应器2的氧化室211中发生氧化反应，并生成碘酸。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，包括电氧化还原反应器(2)，所述电氧化还原反应器(2)包括氧化室(211)以及还原室(212)，所述还原室(212)与用于承载单质碘的第一原料箱(1)相连，所述氧化室(211)与用于承载单质碘的第二原料箱(3)相连；
当所述电氧化还原反应器(2)中通电时，所述氧化室(211)中发生氧化反应以生成碘酸；所述还原室(212)中发生还原反应以生成氢碘酸。
2.根据权利要求1所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述电氧化还原反应器(2)还包括阳膜(21)以及分别设置在所述阳膜(21)两侧的阳极板(22)和阴极板(23)；
其中，所述阳极板(22)和所述阳膜(21)构成限定所述氧化室(211)的侧壁，所述阴极板(23)和所述阳膜(21)构成限定所述还原室(212)的侧壁。
3.根据权利要求2所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述阴极板(23)为抑氢电极板。
4.根据权利要求1-3所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述电氧化还原反应器(2)设置有输入口和输出口，所述输入口包括氧化室输入口和还原室输入口，所述输出口包括氧化室输出口和还原室输出口。
5.根据权利要求4所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述第一原料箱(1)和第一螺杆进料泵(4)相连，所述与第一螺杆进料泵(4)与氢碘酸循环箱(6)的进料口相连。
6.根据权利要求5所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述氢碘酸循环箱(4)的输出口通过第一循环泵(8)与所述还原室输入口相连，所述氢碘酸循环箱(4)的输入口与所述还原室输出口相连。
7.根据权利要求5所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述第二原料箱(3)和第二螺杆进料泵(5)相连，所述第二螺杆进料泵(5)与碘酸循环箱(7)的进料口相连。
8.根据权利要求7所述的碘酸及氢碘酸制备一体机装置，其特征在于，所述碘酸循环箱(7)的输出口通过第二循环泵(9)与所述氧化室输入口相连，所述碘酸循环箱(7)的输入口与所述氧化室输出口相连。
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