CN111825061B - 过氧化钠生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过氧化钠生产工艺，其包括熔钠罐、喷枪和氧化室，所述熔钠罐内用于加热金属钠成液态，金属钠的加热温度保持在120℃～130℃，喷枪包括内腔体和外腔体，内腔体内用于流过液态钠，外腔体用于流过一次空气，一次空气的温度为160℃～180℃，一次空气的流速为10～12米/秒，喷枪出口通到氧化室内，所述氧化室上开设有用于通入二次空气的进口，所述氧化室内温度为550℃～590℃，液态钠在氧化室内形成雾状与氧气反应制成过氧化钠粉末。本发明具有通过通入二次空气达到调节过氧化钠的反应温度的效果。

Description

过氧化钠生产工艺
技术领域
本发明涉及一种过氧化钠生产的技术领域，尤其是涉及一种过氧化钠生产工艺。
背景技术
过氧化钠在工业生产用作氧化剂、去臭剂、漂白剂、消毒剂和杀菌剂，同时可用作密闭环境内能够与空气中的二氧化碳发生反应，从而使空气中的二氧化碳被吸收的同时放出氧气，从而能够制作空气再生药剂的成分，因此过氧化钠在生产过程中应用比较广泛。
申请公开号为CN107963612A的专利申请文件中公开了一种金属钠喷雾氧化法制备过氧化钠的方法，包括液态钠与压缩空气通过喷枪进行雾化处理制得过氧化钠粉末；喷枪包括供压缩空气流动的外腔体，以及供液态钠流动的内腔体，内腔体靠近喷枪的枪口的直径为1.8-1.9mm；压缩空气的流速为7-10米/秒，液态钠的流速为0.2-0.3米/秒；液态钠与压缩空气的反应温度为460-500℃，能够提高过氧化钠的产量。
但是上述制备方法中，由于钠与氧气发生的反应为放热反应，在过氧化钠的生产过程中，温度需要保持在一定温度范围内，从而在连续生产的过程中，容易造成过氧化钠的生产温度较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种过氧化钠生产工艺，其具有通过通入二次空气达到调节过氧化钠的反应温度的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种过氧化钠生产工艺，包括熔钠罐、喷枪和氧化室，所述熔钠罐内用于加热金属钠成液态，金属钠的加热温度保持在120℃～130℃，喷枪包括内腔体和外腔体，内腔体内用于流过液态钠，外腔体用于流过一次空气，一次空气的温度为160℃～180℃，一次空气的流速为10～12米/秒，喷枪出口通到氧化室内，所述氧化室上开设有用于通入二次空气的进口，所述氧化室内温度为550℃～590℃，液态钠在氧化室内形成雾状与氧气反应制成过氧化钠粉末。
通过采用上述技术方案，金属钠在熔钠罐中进行加热，当温度保持在120℃～130℃，钠为液态，在喷枪的外腔体内通入空气，空气以10～12米/秒的速度在喷枪的内流动，使其在内腔体的出口形成负压，液态钠在负压的作用下吸出熔钠罐，并在550℃～590℃的氧化室内燃烧生成过氧化钠粉末，氧化室内通入的二次空气的量能够对氧化室内的氧气量进行补充，同时能够将氧化室内的温度进行调节，使氧化室的温度进行控制，从而提高氧化室内的过氧化钠粉末的质量。
本发明进一步设置为：所述熔钠罐内定时投入固体钠，熔钠罐内的液态钠不小于总钠量的80%。
通过采用上述技术方案，熔钠罐内定时投入固体钠，并且熔钠罐中液态的钠不小于总钠量的80%，从而使熔钠罐中的温度变化的幅度较小，进而过氧化钠的连续性生产效果较好。
本发明进一步设置为：所述熔钠罐通过设置在熔钠罐外壁上的加热丝进行加热，所述熔钠罐外侧包裹有保温套，加热丝位于保温套内。
通过采用上述技术方案，加热丝对熔钠罐进行加热，并且设置在熔钠罐处的保温套进行保温，减少熔钠罐的热量散失，节省能源。
本发明进一步设置为：所述二次空气的压力为0.05～0.16MPa。
通过采用上述技术方案，二次空气的压力为0.05～0.16MPa，二次空气通过气流压力的控制能够使二次空气进入到氧化室内的量容易控制。
本发明进一步设置为：所述内腔体的出口直径为1.6～1.8mm。
通过采用上述技术方案，内腔体的出口直径设置在1.6～1.8mm，能够将液态钠的输出成更好的雾状，使过氧化钠的粉末粒度更小，提高过氧化钠的生成量。
本发明进一步设置为：所述内腔体的出口伸出外腔体的出口，并且内腔体的出口与外腔体的出口之间的距离为0.1-0.5mm，内腔体出口处一次空气的压力为0.015～0.02MPa。
通过采用上述技术方案，内腔体的出口伸出外腔体的出口，内腔体出口处的一次空气压力为0.015～0.02MPa，使液态的钠从内腔体的出口流出后直接进入到氧化室内，从而减少液态钠对外腔体出口的堵塞。
本发明进一步设置为：还包括储气罐和分配管，分配管上安装有减压阀，分配管的进口连接在储气罐上，分配管有两个出口，两个出口分别流出一次空气和二次空气。
通过采用上述技术方案，储气罐内先储存气体，通过分配管将储气罐内的气体输出，并且由减压阀对分配管的两个出口进行控制，从而使气体的输出压力比较稳定。
本发明进一步设置为：所述一次空气的压力为0.35～0.45MPa。
通过采用上述技术方案，一次空气的压力为0.35～0.45MPa，一次空气进入到喷枪内，在喷枪内形成气流，使空气进入到喷枪内量较多，从而提高过氧化钠的生成量。
本发明进一步设置为：所述过氧化钠粉末的粒径为15～20目。
通过采用上述技术方案，过氧化钠的粉末粒径为15～20目，粉末的粒度较小，过氧化钠粉末在该粒径范围内，可应用于空气再生药剂、漂白剂或者消毒剂。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过金属钠在熔钠罐中进行加热，钠为液态，在喷枪的外腔体内通入空气，空气在喷枪的内流动，使其在内腔体的出口形成负压，液态钠在负压的作用下吸出熔钠罐，并在氧化室内燃烧生成过氧化钠粉末，氧化室内通入的二次空气的量能够对氧化室内的氧气量进行补充，同时能够将氧化室内的温度进行调节，使氧化室的温度进行控制，从而提高氧化室内的过氧化钠粉末的质量；
2.通过熔钠罐内定时投入固体钠，并且熔钠罐中液态的钠不小于总钠量的80%，从而使熔钠罐中的温度变化的幅度较小，进而过氧化钠的连续性生产效果较好；
3.通过内腔体的出口伸出外腔体的出口，内腔体出口处的一次空气压力为0.015～0.02MPa，使液态的钠从内腔体的出口流出后直接进入到氧化室内，从而减少液态钠对外腔体出口的堵塞。
附图说明
图1是本发明的流程工艺示意图；
图2是喷枪的结构的示意图。
图中，1、熔钠罐；2、加热丝；3、保温套；4、氧化室；5、喷枪；51、内腔体；511、进钠口；512、出钠口；52、外腔体；521、进风口；522、出风口；6、储气罐；7、分配管；8、减压阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：参考图1，为本发明公开的一种过氧化钠生产工艺，包括熔钠罐1，熔钠罐1的外侧壁上设置有加热丝2，在熔钠罐1的外壁上包裹设置有保温套3，加热丝2位于保温套3内和熔钠罐1的外壁之间。在熔钠罐1内用于投入固态的钠块，然后通过加热丝2对熔钠罐1的内部进行回热，加热丝2的最高温度至少为130度，使固态的钠块变成液态的钠，在投入固态钠后，使液态钠至少为钠总量的80%；为了防止钠与外界的空气发生反应，在熔钠罐1内加入有煤油，煤油处于液态钠的上方，从而隔绝钠与外界空气之间的接触；保温套3能够减少熔钠罐1内热量的散失。
参考图1和图2，熔钠罐1通过管道连接有氧化室4，氧化室4的侧壁上设置有喷枪5，喷枪5包括内腔体51和外腔体52，外腔体52套在内腔体51的外部，内腔体51包括进钠口511和出钠口512，出钠口512的直径为1.6mm；外腔体52包括进风口521和出风口522，出钠口512和出风口522的朝向相同，并且出风口522通向氧化室4内，出钠口512伸出出风口522，出钠口512与出风口522之间的距离为0.1mm，进风口521连接有压缩机，压缩机连接有储气罐6，储气罐6内用于储存压缩机压缩的空气，并且在进入到储气罐6内的空气进行干燥。储气罐6连接有分配管7，分配管7的进口与储气罐6连接，分配管7安装有两个减压阀8，在分配管7上有两个出中，两个出口分别从两个减压阀8流出空气，一个出口与进风口521连接，使空气流到氧体室内。同时，进钠口511连通到熔钠罐1内，出钠口512处受到空气气流的经过，气压降低，从而使出钠口512处的液态钠吸出熔钠罐1，并以雾状的形式与空气接触，液态钠与氧气发生反应生成过氧化钠粉末。
参考图1，分配管7的一个出口直接与氧化室4连通，使空气进入到氧化室4内，提高氧化室4内的空气含量，进一步使液态钠的反应更加充分，同时调节进入到氧化室4内空气量，空气能够带走一部分氧化室4内的热量，从而使氧化室4内的温度进行调节。
在生产过程中采用如下步骤进行处理，选择纯度为99%的固态钠，定时向熔钠罐1中加入，液态钠的温度为120度，进入到外腔体52内的空气为一次空气，一次空气的压力为0.35MPa，一次空气的流速为10米/秒，一次空气在出钠口512处形成的压力为0.02MPa，一次空气在喷枪5内的温度为160℃，在氧化室4上直接通入的空气为二次空气，二次空气的压力为0.05MPa，二次空气进入到氧化室4内，使氧化室4内的温度保持在550℃，生成的过氧化钠粉末的粒径为15-18目。
实施例二：为本发明公开的一种过氧化钠生产工艺，与实施例一的区别在于，选择纯度为99%的固态钠，定时向熔钠罐1中加入，液态钠的温度为130度，进入到外腔体52内的空气为一次空气，一次空气的压力为0.45MPa，一次空气的流速为12米/秒，一次空气在出钠口512处形成的压力为0.015MPa，一次空气在喷枪5内的温度为160℃，在氧化室4上直接通入的空气为二次空气，二次空气的压力为0.16MPa，二次空气进入到氧化室4内，使氧化室4内的温度保持在570℃，生成的过氧化钠粉末的粒径为17-19目。
实施例三：为本发明公开的一种过氧化钠生产工艺，与实施例一的区别在于，出钠口512的直径为1.8mm，出钠口512与出风口522之间的距离为0.5mm，选择纯度为99%的固态钠，定时向熔钠罐1中加入，液态钠的温度为130度，进入到外腔体52内的空气为一次空气，一次空气的压力为0.45MPa，一次空气的流速为12米/秒，一次空气在出钠口512处形成的压力为0.015MPa，一次空气在喷枪5内的温度为180℃，在氧化室4上直接通入的空气为二次空气，二次空气的压力为0.16MPa，二次空气进入到氧化室4内，使氧化室4内的温度保持在590℃，生成的过氧化钠粉末的粒径为15-20目。
实施例四：为本发明公开的一种过氧化钠生产工艺，与实施例一的区别在于，出钠口512的直径为1.7mm，出钠口512与出风口522之间的距离为0.3mm，选择纯度为99%的固态钠，定时向熔钠罐1中加入，液态钠的温度为125度，进入到外腔体52内的空气为一次空气，一次空气的压力为0.4MPa，一次空气的流速为11.2米/秒，一次空气在出钠口512处形成的压力为0.018MPa，一次空气在喷枪5内的温度为170℃，在氧化室4上直接通入的空气为二次空气，二次空气的压力为0.13MPa，二次空气进入到氧化室4内，使氧化室4内的温度保持在570℃，生成的过氧化钠粉末的粒径为16-18目。
对实施例一至实施例四制得的过氧化钠粉末进行含氧量和体密度的测试。
含氧量的测试方法为：采用质量百分数为1％的硝酸钴溶液(相对于过氧化钠粉末过量)，对过氧化钠粉末进行滴定。
组装好滴定所用的反应器，称取质量为m0；在反应器中加入1-2g过氧化钠粉末进行称量，称取质量为m1；过氧化钠粉末的质量为m1-m0。对过氧化钠粉末进行滴定，待反应完全并降至室温后，称取反应后整个反应器的质量为m2。有效氧的含量X(％)＝(m1-m0)/(m1-m2)。
体密度测试方法：称取质量m＝30g的样品，放入直径为d的圆柱筒中，采用重锤对放入圆柱筒中的样品按压，直至重锤不再下降为止；样品的最终高度为h。过氧化钠的体密度ρ(g/cm3)的计算方式为：ρ=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
分别称取实施例一、实施例二、实施例三和实施例四制得的过氧化钠粉末五份，并分别对过氧化钠粉末进行有效氧含量和体密度的测试，并取平均值进行记录，具体结果如表1所示。
表1实施例一到实施例四制得过氧化钠粉末的有效氧含量和体密度测试结果
测试项目 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 平均值 标准差 变异系数CV/%
含氧量/% 19.50 19.51 19.52 19.51 19.51 0.008 0.04
体密度/g/cm<sup>3</sup> 0.74 0.74 0.75 0.735 0.74 0.006 0.8
由以上结果可知，采用该方法制得的过氧化钠粉末，其最终的含氧量和体密度相差不大。由以上方法制得的过氧化钠粉末含氧量可保持在19.51％左右。此外，按照该方法制得的过氧化钠粉末的体密度在0.74g/cm3左右，作为再生药板使用时，抗撞击性能较佳。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种过氧化钠生产工艺，其特征在于：包括熔钠罐(1)、喷枪(5)和氧化室(4)，所述熔
钠罐(1)内用于加热金属钠成液态，金属钠的加热温度保持在120℃～130℃，喷枪(5)包括
内腔体(51)和外腔体(52)，内腔体(51)内用于流过液态钠，外腔体(52)用于流过一次空气，
一次空气的温度为160℃～180℃，一次空气的流速为10～12米/秒，喷枪(5)出口通到氧化
室(4)内，所述氧化室(4)上开设有用于通入二次空气的进口，所述氧化室(4)内温度为550
℃～590℃，液态钠在氧化室(4)内形成雾状与氧气反应制成过氧化钠粉末；
所述外腔体(52)套在内腔体(51)的外部，内腔体(51)包括进钠口(511)和出钠口(512)；外腔体(52)包括进风口(531)和出风口(522)，出钠口(512)和出风口(522)的朝向相同，并且出风口(522)通向氧化室(4)内，出钠口(512)伸出出风口(522)；
所述内腔体(51)的出口伸出外腔体(52)的出口，并且内腔体(51)的出口与外腔体(52)的出口之间的距离为0.1-0.5mm；
所述内腔体(51)的出口直径为1.6～1.8mm；
所述二次空气的压力为0.05～0.16MPa。
2.根据权利要求1所述的过氧化钠生产工艺，其特征在于：所述熔钠罐(1)内定时投入
固体钠，熔钠罐(1)内的液态钠不小于总钠量的80%。
3.根据权利要求1所述的过氧化钠生产工艺，其特征在于：所述熔钠罐(1)通过设置在
熔钠罐(1)外壁上的加热丝(2)进行加热，所述熔钠罐(1)外侧包裹有保温套(3)，加热丝(2)
位于保温套(3)内。
4.根据权利要求1所述的过氧化钠生产工艺，其特征在于：还包括储气罐(6)和分配管
(7)，分配管(7)上安装有减压阀(8)，分配管(7)的进口连接在储气罐(6)上，分配管(7)有两
个出口，两个出口分别流出一次空气和二次空气。
5.根据权利要求1所述的过氧化钠生产工艺，其特征在于：所述一次空气的压力为0.35～0.45MPa。
6.根据权利要求1所述的过氧化钠生产工艺，其特征在于：所述过氧化钠粉末的粒径为15～20目。
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