CN117599719A - 一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烧碱生产技术领域，具体为一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的方法及其装置，包括：集装箱主体，所述集装箱主体的后端对称设置有两个尾门，所述集装箱主体的侧壁上转动安装有侧边门，所述集装箱主体内设置有反应桶。本发明通过输送泵能够对盐水以及分解剂提供动力，此时待处理的盐水与分解剂的混合液能够冲刷旋转轴上的搅拌叶，此时搅拌叶能够对进入反应桶内的盐水以及分解剂进行搅拌，能够使盐水以及分解剂充分混合，且搅拌叶上的开口能够降低搅拌叶所受的阻力，能够提高搅拌叶的搅拌效果，方便对氯气进行储存，能够快速将氯气从反应桶内排出，能够避免氯气残留在反应桶内与水混合重新生成氯盐酸。
Description
技术领域
本发明涉及烧碱生产技术领域，具体为一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的方法及其装置。
背景技术
离子膜法烧碱长周期运行过程中，使用的盐水采用闭路循环，由于阳极产物的溶解及通电时阴极、阳极产物的迁移扩散等原因，氯酸盐会在盐水系统中积累，并逐渐积累到相当高的浓度，电解槽阳极液中氯酸盐的富集会带来一系列的危害，最直观的就是电流效率的降低，因为在阳极液中氯酸钠含量的增加，意味着盐水中氯化钠含量的减少，电解槽的电流效率就会随着氯化钠浓度的降低而下降，同时增多汽、电、盐的消耗。据估算，氯化钠的质量浓度每降低10g/L，电流效率就会下降1％，尤其是在pH值小于9时，对碳素烧结管、螯合树脂的危害巨大，当盐水中的ClO3-升高，ClO3-会扩散到阴极，使得烧碱中的ClO3-含量升高，造成碱中氯酸盐偏高，影响下游工序，对蒸发浓缩装置设备造成损害，同时若盐水中的氯酸钠含量过高(＞30g/L)，则容易造成盐水浓度偏低，电解槽内水迁移量偏大，引起离子膜鼓泡。
在离子膜烧碱生产工艺中，为了保证离子膜的长期高效运行，必须去除系统中积累的氯酸盐，控制盐水中氯酸盐含量。
现有技术中，大部分氯碱企业都采用化学去除法，氯酸盐在常温及碱性条件下比较稳定，要想去除盐水中的氯酸盐必须满足两个条件：较高的温度(90℃以上)和较强的酸性(酸度在2.3mol/l左右)
ClO3-+6HCl＝Cl-+3Cl2+3H2O
ClO3-+2HCl＝Cl-+1/2Cl2+H2O+ClO2
对温度、酸度控制要求较高，对氯酸盐分解设备装置损害大。
从反应条件可以看出，要想使氯酸盐分解完全，必须加入氯酸盐摩尔数的六倍量盐酸才能保持反应的有效进行，因此在脱氯工序要消耗大量的烧碱来中和过量的盐酸，造成副产品盐酸和成品液碱的大量损失，但是这种简单向阳极加酸的方式对电解槽的腐蚀危害大，而且去除氯酸盐的效果差，同时，加入的过量盐酸在后期需要用氢氧化钠中和，这就意味着成品盐酸和氢氧化钠的浪费，无形中增加生产成本，且在反应过程中，伴随氯气不断生成，氯气不快速排出容易与稀氯盐酸重新混合，影响氯酸盐的分解效果。
为此，提出一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的方法及其装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的方法及其装置，本发明的目的在于不改变原有离子膜烧碱生产工艺，在电解后的含氯酸盐的盐水管道途中增加氯酸盐分解装置，加入氯酸盐分解药剂，将氯酸盐在分解装置中分解后，再回到盐水使用系统，这个过程不带入新的杂质，无安全风险。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，包括：集装箱主体，所述集装箱主体的后端对称设置有两个尾门，所述集装箱主体的侧壁上转动安装有侧边门，所述集装箱主体内设置有反应桶，所述集装箱主体的底壁上还设置有输送泵，所述输送泵的出口设置有与反应桶相连通的输送管，所述输送泵的进口处连通设置有进料管的侧壁上还连通设置有分解剂储存罐，所述反应桶内设置有混匀组件，所述混匀组件包括固定安装在反应桶底端的安装架，所述安装架的顶端转动安装有旋转轴，所述旋转轴的外壁上均匀转动安装有多个搅拌叶，所述搅拌叶的边缘位置均匀开设有多个开口。
优选的，所述旋转轴、搅拌叶以及安装架均由不参与反应的材料制成，所述反应桶的内壁上均匀固定安装有多个扰流板，多个所述扰流板相互交错设置，且搅拌叶位于最底侧扰流板的一侧。
优选的，所述反应桶的侧壁内还设置有保温板，所述反应桶的顶端且位于最顶端扰流板的一侧设置有液位传感器，且液位传感器与输送泵的控制器电性连接，所述反应桶的外壁上还固定安装有与液位传感器电性连接的蜂鸣器。
优选的，所述分解剂储存罐的底端还连通设置有连接管，所述连接管的顶端还设置有流量控制器。
优选的，所述反应桶的顶端还连通设置有出料管，所述出料管的底端还连通设置有抽样管，且抽样管上设置有阀门。
通过上述方案，在使用时，输送泵能够将待处理的盐水以及分解剂同时导入反应桶内，由于输送泵能够对待处理的盐水以及分解剂提供动力，此时待处理的盐水与分解剂的混合液能够冲刷旋转轴上的搅拌叶，此时搅拌叶能够带动旋转轴在安装架上快速转动，此时搅拌叶能够对进入反应桶内的盐水以及分解剂进行搅拌，能够使盐水以及分解剂充分混合，且搅拌叶上的开口能够降低搅拌叶所受的阻力，能够提高搅拌叶的搅拌效果，有利于氯酸盐的分解，同时相互交错设置的扰流板能够提高盐水与分解剂在反应桶内的流动时间，提高了反应时间，能够达到氯酸盐充分分解的效果。
优选的，所述反应桶的顶端设置有抽气桶，所述抽气桶内设置有抽气注射组件，所述抽气注射组件包括开设在抽气桶内的加压腔，所述加压腔的侧壁上固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸长端固定连接有活塞，所述抽气桶的侧壁上设置有与反应桶顶端相连通的进气管，所述抽气桶的侧壁上还连通设置有出气管，所述出气管的另一端连接有储气罐。
优选的，所述活塞的外壁与加压腔的内壁紧密贴合，所述进气管与出气管上分别设置有相应单向阀，所述储气罐的顶端还连通设置有压力计。
通过上述方案，在使用时，反应桶内不断析出氯气，此时对电动伸缩杆通电，通电后的电动伸缩杆能够带动活塞在加压腔内来回滑动，当电动伸缩杆收缩带动活塞向右滑动时，由于活塞与加压腔内壁紧密贴合，此时加压腔内产生负压，从而反应桶顶端析出的氯气能够挤压进气管内的单向阀，氯气能够顺着进气管进入加压腔，当电动伸缩杆伸长带动活塞向左滑动时，此时活塞能够挤压加压腔内的氯气，此时加压后的氯气能够挤压出气管内的单向阀，此时氯气能够顺着出气管进入储气罐中，方便对氯气进行储存，能够快速将氯气从反应桶内排出，能够避免氯气残留在反应桶内与水混合重新生成氯盐酸，能够保障氯酸盐的分解效果。
一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，该复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法的具体步骤如下：
S1：采用浓盐酸调节含氯酸盐的盐水的pH2-3；
S2：将调节后的含氯酸盐的盐水与分解剂混合均匀后进行反应，反应时盐水的温度为80-90℃，反应的时间为2-3.5h，反应的压力为常压；
其中，分解剂由甲醛-甲缩醛-氯化钠的混合液制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过设置混匀组件，在使用时，输送泵能够将待处理的盐水以及分解剂同时导入反应桶内，由于输送泵能够对待处理的盐水以及分解剂提供动力，此时待处理的盐水与分解剂的混合液能够冲刷旋转轴上的搅拌叶，此时搅拌叶能够带动旋转轴在安装架上快速转动，此时搅拌叶能够对进入反应桶内的盐水以及分解剂进行搅拌，能够使盐水以及分解剂充分混合，且搅拌叶上的开口能够降低搅拌叶所受的阻力，能够提高搅拌叶的搅拌效果，有利于氯酸盐的分解，同时相互交错设置的扰流板能够提高盐水与分解剂在反应桶内的流动时间，提高了反应时间，能够达到氯酸盐充分分解的效果。
2、通过设置抽气注射组件，在使用时，反应桶内不断析出氯气，此时对电动伸缩杆通电，通电后的电动伸缩杆能够带动活塞在加压腔内来回滑动，当电动伸缩杆收缩带动活塞向右滑动时，由于活塞与加压腔内壁紧密贴合，此时加压腔内产生负压，从而反应桶顶端析出的氯气能够挤压进气管内的单向阀，氯气能够顺着进气管进入加压腔，当电动伸缩杆伸长带动活塞向左滑动时，此时活塞能够挤压加压腔内的氯气，此时加压后的氯气能够挤压出气管内的单向阀，此时氯气能够顺着出气管进入储气罐中，方便对氯气进行储存，能够快速将氯气从反应桶内排出，能够避免氯气残留在反应桶内与水混合重新生成氯盐酸，能够保障氯酸盐的分解效果。
附图说明
图1为本发明实施例中一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的装置顶端的剖面结构示意图。
图3为本发明实施例中反应桶两侧的结构示意图；
图4为本发明实施例中反应桶的侧视图；
图5为图4中A-A的剖面结构示意图；
图6为图5中B的放大图；
图7为本发明实施例中安装架顶端的结构示意图。
图中：1、集装箱主体；2、尾门；3、侧边门；4、反应桶；5、分解剂储存罐；6、抽气桶；7、储气罐；8、输送泵；9、进料管；10、压力计；11、出气管；12、蜂鸣器；13、出料管；14、抽样管；15、输送管；16、连接管；17、流量控制器；18、电动伸缩杆；19、加压腔；20、进气管；21、液位传感器；22、扰流板；23、旋转轴；24、安装架；25、保温板；26、活塞；27、单向阀；28、搅拌叶；29、开口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例：请参阅图1至图7，一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，包括：集装箱主体1，集装箱主体1的后端对称设置有两个尾门2，集装箱主体1的侧壁上转动安装有侧边门3，集装箱主体1内设置有反应桶4，集装箱主体1的底壁上还设置有输送泵8，输送泵8的出口设置有与反应桶4相连通的输送管15，输送泵8的进口处连通设置有进料管9的侧壁上还连通设置有分解剂储存罐5，反应桶4内设置有混匀组件，混匀组件包括固定安装在反应桶4底端的安装架24，安装架24的顶端转动安装有旋转轴23，旋转轴23的外壁上均匀转动安装有多个搅拌叶28，搅拌叶28的边缘位置均匀开设有多个开口29。
旋转轴23、搅拌叶28以及安装架24均由不参与反应的材料制成，反应桶4的内壁上均匀固定安装有多个扰流板22，多个扰流板22相互交错设置，且搅拌叶28位于最底侧扰流板22的一侧。
反应桶4的侧壁内还设置有保温板25，反应桶4的顶端且位于最顶端扰流板22的一侧设置有液位传感器21，且液位传感器21与输送泵8的控制器电性连接，反应桶4的外壁上还固定安装有与液位传感器21电性连接的蜂鸣器12。
分解剂储存罐5的底端还连通设置有连接管16，连接管16的顶端还设置有流量控制器17。
反应桶4的顶端还连通设置有出料管13，出料管13的底端还连通设置有抽样管14，且抽样管14上设置有阀门。
本实施例中，在使用时，输送泵8能够将待处理的盐水以及分解剂同时导入反应桶4内，由于输送泵8能够对待处理的盐水以及分解剂提供动力，此时待处理的盐水与分解剂的混合液能够冲刷旋转轴23上的搅拌叶28，此时搅拌叶28能够带动旋转轴23在安装架24上快速转动，此时搅拌叶28能够对进入反应桶4内的盐水以及分解剂进行搅拌，能够使盐水以及分解剂充分混合，且搅拌叶28上的开口29能够降低搅拌叶28所受的阻力，能够提高搅拌叶28的搅拌效果，有利于氯酸盐的分解，同时相互交错设置的扰流板22能够提高盐水与分解剂在反应桶4内的流动时间，提高了反应时间，能够达到氯酸盐充分分解的效果。
作为本发明的一种实施方式，参照图5-图6，反应桶4的顶端设置有抽气桶6，抽气桶6内设置有抽气注射组件，抽气注射组件包括开设在抽气桶6内的加压腔19，加压腔19的侧壁上固定安装有电动伸缩杆18，电动伸缩杆18的伸长端固定连接有活塞26，抽气桶6的侧壁上设置有与反应桶4顶端相连通的进气管20，抽气桶6的侧壁上还连通设置有出气管11，出气管11的另一端连接有储气罐7。
活塞26的外壁与加压腔19的内壁紧密贴合，进气管20与出气管11上分别设置有相应单向阀27，储气罐7的顶端还连通设置有压力计10。
本实施例中，在使用时，反应桶4内不断析出氯气，此时对电动伸缩杆18通电，通电后的电动伸缩杆18能够带动活塞26在加压腔19内来回滑动，当电动伸缩杆18收缩带动活塞26向右滑动时，由于活塞26与加压腔19内壁紧密贴合，此时加压腔19内产生负压，从而反应桶4顶端析出的氯气能够挤压进气管20内的单向阀27，氯气能够顺着进气管20进入加压腔19，当电动伸缩杆18伸长带动活塞26向左滑动时，此时活塞26能够挤压加压腔19内的氯气，此时加压后的氯气能够挤压出气管11内的单向阀27，此时氯气能够顺着出气管11进入储气罐7中，方便对氯气进行储存，能够快速将氯气从反应桶4内排出，能够避免氯气残留在反应桶4内与水混合重新生成氯盐酸，能够保障氯酸盐的分解效果。
工作原理：首先，将集装箱主体1运输至相应位置，然后打开尾门2以及侧边门3，进行分解操作，采用浓盐酸调节含氯酸盐的盐水的pH2-3，然后将分解剂储存罐5内的分解剂导入进料管9中，流量控制器17能够控制分解剂的注入量，然后启动输送泵8，输送泵8能够将待处理的盐水以及分解剂同时导入反应桶4内，由于输送泵8能够对待处理的盐水以及分解剂提供动力，此时待处理的盐水与分解剂的混合液能够冲刷旋转轴23上的搅拌叶28，此时搅拌叶28能够带动旋转轴23在安装架24上快速转动，此时搅拌叶28能够对进入反应桶4内的盐水以及分解剂进行搅拌，能够使盐水以及分解剂充分混合，且搅拌叶28上的开口29能够降低搅拌叶28所受的阻力，能够提高搅拌叶28的搅拌效果，有利于氯酸盐的分解，同时相互交错设置的扰流板22能够提高盐水与分解剂在反应桶4内的流动时间，提高了反应时间，能够达到氯酸盐充分分解的效果，且从出料管13底端的抽样管14中能够进行抽样检查，在反应过程中，反应桶4内不断析出氯气，此时对电动伸缩杆18通电，通电后的电动伸缩杆18能够带动活塞26在加压腔19内来回滑动，当电动伸缩杆18收缩带动活塞26向右滑动时，由于活塞26与加压腔19内壁紧密贴合，此时加压腔19内产生负压，从而反应桶4顶端析出的氯气能够挤压进气管20内的单向阀27，氯气能够顺着进气管20进入加压腔19，当电动伸缩杆18伸长带动活塞26向左滑动时，此时活塞26能够挤压加压腔19内的氯气，此时加压后的氯气能够挤压出气管11内的单向阀27，此时氯气能够顺着出气管11进入储气罐7中，方便对氯气进行储存，能够快速将氯气从反应桶4内排出，能够避免氯气残留在反应桶4内与水混合重新生成氯盐酸，能够保障氯酸盐的分解效果，且液位传感器21能够监测反应桶4内的液位，当反应桶4内液位达标时，此时输送泵8停止工作，同时蜂鸣器12发出响声，提醒使用人员做好相应措施，能够防止反应桶4内的盐水满溢至加压腔19内，能够保障氯气与盐水相互分离。
本发明还包括一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，具体步骤如下：
S1：采用浓盐酸调节含氯酸盐的盐水的pH2-3；
S2：将调节后的含氯酸盐的盐水与分解剂混合均匀后进行反应，反应时盐水的温度为80-90℃，反应的时间为2-3.5h，反应的压力为常压。
分解剂由甲醛-甲缩醛-氯化钠的混合液制成，且甲醛-甲缩醛-氯化钠的按质量比为2：2：1混合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，包括：集装箱主体(1)，其特征在于，所述集装箱主体(1)的后端对称设置有两个尾门(2)，所述集装箱主体(1)的侧壁上转动安装有侧边门(3)，所述集装箱主体(1)内设置有反应桶(4)，所述集装箱主体(1)的底壁上还设置有输送泵(8)，所述输送泵(8)的出口设置有与反应桶(4)相连通的输送管(15)，所述输送泵(8)的进口处连通设置有进料管(9)的侧壁上还连通设置有分解剂储存罐(5)，所述反应桶(4)内设置有混匀组件，所述混匀组件包括固定安装在反应桶(4)底端的安装架(24)，所述安装架(24)的顶端转动安装有旋转轴(23)，所述旋转轴(23)的外壁上均匀转动安装有多个搅拌叶(28)，所述搅拌叶(28)的边缘位置均匀开设有多个开口(29)。
2.根据权利要求1所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述旋转轴(23)、搅拌叶(28)以及安装架(24)均由不参与反应的材料制成，所述反应桶(4)的内壁上均匀固定安装有多个扰流板(22)，多个所述扰流板(22)相互交错设置，且搅拌叶(28)位于最底侧扰流板(22)的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述反应桶(4)的侧壁内还设置有保温板(25)，所述反应桶(4)的顶端且位于最顶端扰流板(22)的一侧设置有液位传感器(21)，且液位传感器(21)与输送泵(8)的控制器电性连接，所述反应桶(4)的外壁上还固定安装有与液位传感器(21)电性连接的蜂鸣器(12)。
4.根据权利要求3所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述分解剂储存罐(5)的底端还连通设置有连接管(16)，所述连接管(16)的顶端还设置有流量控制器(17)。
5.根据权利要求3所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述反应桶(4)的顶端还连通设置有出料管(13)，所述出料管(13)的底端还连通设置有抽样管(14)，且抽样管(14)上设置有阀门。
6.根据权利要求1所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述反应桶(4)的顶端设置有抽气桶(6)，所述抽气桶(6)内设置有抽气注射组件，所述抽气注射组件包括开设在抽气桶(6)内的加压腔(19)，所述加压腔(19)的侧壁上固定安装有电动伸缩杆(18)，所述电动伸缩杆(18)的伸长端固定连接有活塞(26)，所述抽气桶(6)的侧壁上设置有与反应桶(4)顶端相连通的进气管(20)，所述抽气桶(6)的侧壁上还连通设置有出气管(11)，所述出气管(11)的另一端连接有储气罐(7)。
7.根据权利要求6所述的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解装置，其特征在于：所述活塞(26)的外壁与加压腔(19)的内壁紧密贴合，所述进气管(20)与出气管(11)上分别设置有相应单向阀(27)，所述储气罐(7)的顶端还连通设置有压力计(10)。
8.一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，其特征在于：该复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法的具体步骤如下：
S1：采用浓盐酸调节含氯酸盐的盐水的pH2-3；
S2：将调节后的含氯酸盐的盐水与分解剂混合均匀后进行反应，反应时盐水的温度为80-90℃，反应的时间为2-3.5h，反应的压力为常压。
9.根据权利要求书8所述示的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，其特征在于：所述分解剂由甲醛-甲缩醛-氯化钠的混合液制成。
10.根据权利要求书9所述示的一种复合还原型分解剂分解离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解方法，其特征在于：所述甲醛-甲缩醛-氯化钠的质量比为2：2：1。
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