CN113957459A - 一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，原料环保，不使用安全隐患比较大的氯气，溴素生产过程中副产烧碱，烧碱可以作为阴极室的电解液使用，多余的烧碱还可以外卖以赚取收入，蒸余液中的溴化钠通过重新配制溴化钠溶液的方式回套，避免了溴化钠的浪费，提高了收率，阴极液和阳极液分隔，最后得到的溴素产品纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及利用溴化钠生产溴素的技术领域，具体涉及一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法。
背景技术
目前，利用溴化钠生产溴素普遍采用氯气氧化并蒸馏提溴的工艺，反应式为：2NaBr+Cl2→2NaCl+Br2，该工艺生产需要消耗大量的氯气，同时也产生大量酸性的高盐废水，首先氯气储存和使用中存在巨大的安全隐患，同时产生的酸性的高盐废水后续难以处理，且处理成本非常大，容易对环境造成不可逆的损害，特别是目前政府对环保提出了更高的要求的前提下，传统方法用氯气氧化溴化钠蒸馏提溴面临着巨大的挑战。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，工艺环保，操作安全，不需要后期处理高盐废水，对环境友好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，包括以下步骤：
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
优选的，步骤A中溴化钠溶液的浓度为35～45％。
优选的，步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入离子膜电解槽。
优选的，步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28～31％。
优选的，步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至合适的浓度后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
优选的，控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
优选的，步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
优选的，步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
优选的，蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
优选的，步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
优选的，离子膜电解槽的电流密度为1000A～2000A/m2。
优选的，蒸溴塔的塔顶温度控制在85～90℃之间。
本发明的离子膜电解槽电解溴化钠生产溴素和烧碱的生产原理为：一定浓度的溴化钠在离子膜电解槽中进行电解发生反应，溴化钠溶液中的溴离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成溴素，反应式是：
2Br--2e→Br2 ①
氢氧化钠水溶液中水分子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，反应式是：
2H2O+2e→2OH-+H2↑ ②
溴化钠溶液在离子膜电解槽中电解生成溴素、烧碱与氢气，总的反应式是：
2NaBr+2H2O→Br2+2NaOH+H2↑ ③
电解产生的溴素单质溶解在电解阳极液中，电解阳极液经过蒸馏制得溴素产品，蒸余液用于溴化钠溶液的配制。
离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的工艺流程简述：
1.溴化钠溶液的配制：在溴化钠配制罐中用水将固体溴化钠溶解制得浓度符合生产要求的溴化钠溶液(溴化钠浓度为35～45％)，溴化钠溶液的浓度过高，溴化钠会在管道内结晶堵塞管道，溴化钠浓度过低，溴化钠溶液的导电性变弱，导致电解槽电压升高，增加生产的电耗。
2.溴化钠溶液的精制：将溴化钠溶液打入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后进入溴化钠精制罐。
3.精制溴化钠溶液的电解
阳极液流程：将精制的好的溴化钠溶液用泵以一定的流量送入离子膜电解槽的阳极室中，溴化钠溶液由电解槽阳极室的底部进入，电解槽阳极室中的溴化钠溶液被电解生成溴素。
阴极液流程：在氢氧化钠循环槽内配制浓度为28～31％的氢氧化钠溶液，将氢氧化钠循环槽中的氢氧化钠溶液用泵以一定的流量送入离子膜电解槽的阴极室中，氢氧化钠溶液由电解槽阴极室的底部进入，阴极室中水发生电解产生的氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜透过的钠离子结合生成氢氧化钠。阴极室产生的烧碱由电解槽阴极室的顶部溢流出电解槽，溢流出电解槽的阴极液在氢气分离器内与氢气分离后剩余烧碱，向烧碱内加一定量去离子水调整氢氧化钠溶液的浓度符合要求后，流回氢氧化钠循环槽。
4.阳极液的蒸馏提溴：产生的溴素随阳极液由电解槽阳极室的顶部溢流出电解槽，溢流出电解槽的阳极液由蒸溴塔的上部进入蒸溴塔，经过喷淋通过填料层借助重力自上而下，被由蒸溴塔底部由下而上的蒸汽加热，阳极液中溴素变成气态由塔顶排出进入溴素冷凝器，蒸出溴素的电解液到蒸溴塔底成为蒸余液(稀溴化钠溶液)排至稀液罐；由蒸溴塔顶排出的夹带溴蒸汽的水蒸气进入溴素冷凝器，在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐，溴水经过水封进入蒸溴塔；由溴素冷凝器排出的不凝性气体经过洗涤后收集。蒸余液(溴化钠稀溶液)靠位差进入稀液罐，用泵打入溴化钠配制罐用于溴化钠溶液的配制，溴水分离瓶设有上下两个排液口，依靠溴水和溴素的自身重力分层，溴素在下端，溴水在上端，溴素从下端的排液口排出，溴水从上端的排液口排出。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、原料环保，不使用安全隐患比较大的氯气。
2、溴素生产过程中副产烧碱，烧碱可以作为阴极室的电解液使用，多余的烧碱还可以外卖以赚取收入。
3、蒸余液中的溴化钠通过重新配制溴化钠溶液的方式回套，避免了溴化钠的浪费，提高了收率。
4、阴极液和阳极液分隔，最后得到的溴素产品纯度高。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度1000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为85℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为35％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
实施例2
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度2000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为85℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为35％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
实施例3
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度2000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为90℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为35％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
实施例4
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度2000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为90℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为40％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
实施例5
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度2000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为90℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为45％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
实施例6
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，在电流密度2000A/m2的恒定电流下电解，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，控制蒸溴塔塔顶的温度为90℃，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
步骤A中溴化钠溶液的浓度为45％。
步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入溴化钠精制罐，从溴化钠精制罐泵入离子膜电解槽。
步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为31％。
步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至浓度为28％后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
通过对实施例1-6工艺稳定后1h内的工艺指标进行检测，得出以下结果：
表1(电流效率为根据单位时间内的溴化钠投料量得到的实际溴素产量与理论产量的比值)
通过表1可以看出，采用本发明方法制得的溴素纯度高，同时因为蒸余液可以无限回套，所以基本上不会存在溴化钠原料的浪费，同时电流效率高，电能利用率高，节约了成本，提高了收率。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于包括以下步骤：
A：在溴化钠配制罐内配制一定浓度的溴化钠溶液，并将配制好的溴化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阳极室；
B：在氢氧化钠循环罐内配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并将配制好的氢氧化钠溶液以一定的流量泵入离子膜电解槽的阴极室；
C：离子膜电解槽通电，阳极室内溴化钠溶液中的溴离子被电解生成溴素，阴极室内水发生电解产生氢气与氢氧根离子，氢氧根离子与由阳极室通过离子膜进入到阴极室的钠离子结合生成氢氧化钠；
D：步骤C中阴极室内的阴极液由阴极室的顶部溢流出离子膜电解槽，分离氢气后得烧碱液；
E：步骤C中阳极室内的阳极液由阳极室的顶部溢流出离子膜电解槽，溢流出的阳极液由蒸溴塔的上部进入并被蒸溴塔内的蒸汽加热，阳极液中的溴素变成溴蒸汽随水蒸气一起由蒸溴塔的塔顶排出进入溴素冷凝器；
F：在溴素冷凝器中由蒸溴塔蒸出的水蒸气、溴蒸汽被冷凝成液态形成水与溴素的混合物流入溴水分离瓶，在溴水分离瓶中实现溴素与溴水的分离，溴素进入溴素贮罐得溴素产品。
2.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤A中溴化钠溶液的浓度为35～45％。
3.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤A中的溴化钠溶液先进入离子交换树脂塔进行交换吸附除去溴化钠溶液中的钙、镁离子后再泵入离子膜电解槽。
4.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤B中氢氧化钠溶液的浓度为28～31％。
5.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤D中得到的烧碱液通过加入去离子水调整至合适的浓度后打入氢氧化钠循环罐内，氢氧化钠循环罐内的溶液一部分持续泵入离子膜电解槽的阴极室用作电解液的补充，另一部分输送至界外经过后续加工制取烧碱。
6.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：控制步骤E中蒸溴塔的塔底液位，使蒸溴塔底部的蒸余液不断被排出，排出的蒸余液通过补加固体溴化钠使其达到一定浓度后排至溴化钠配制罐内回用。
7.如权利要求6所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤F中的溴水重新进入蒸溴塔进行蒸馏。
8.如权利要求7所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤F中经溴素冷凝器后产生的不凝性气体经过不凝性洗涤塔的洗涤后排空，不凝气洗涤塔收集的液体物料回流至离子膜电解槽的阳极室。
9.如权利要求8所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：蒸溴塔底蒸余液的排出管道、溴水流入蒸溴塔的管道以及阳极液进入蒸溴塔的管道上均设有U型水封结构。
10.如权利要求1所述的一种离子膜电解溴化钠生产溴素和烧碱的方法，其特征在于：步骤D中分离后的氢气收集至氢气储罐。
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