CN1619015A - 一种电化学产生二氧化氯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利叫一种电化学产生二氧化氯的方法，属二氧化氯技术领域。它使用一个三室隔膜电解槽，电解食盐水，产生出生成二氧化氯的中间产物氯酸钠等氯化物，使汇集在兼作反应室的阳极室(5)中。此中间产物的离子，从反应室的平行电场和不均匀电场中获得能量，高效反应，产出二氧化氯。其反应残液，不外排，在闭合循环中会合新鲜盐水，回流到反应室，再电解，再反应，提高了原料转换率。不均匀电场，是通过双面工作的阳极电极及其宽度和阳极室结构建成的。本方法可制较高纯度、较高收率的二氧化氯发生器，符合清洁生产。

Description

一种电化学产生二氧化氯的方法

1、专利所属技术领域：

一个电解食盐水的三室隔膜电解槽，产出生成二氧化氯所需的中间产物，并汇集到兼做反应室的阳极室中，其离子获得电场能，高效反应，生成二氧化氯。此方法属于二氧化氯发生技术领域。

2、背景技术：

氯碱工业中，有用隔膜电解槽电解食盐溶液制取氯和烧碱，它使电极间的距离尽可能小，用电解液流动等方式扼止阳极室中产出氯酸钠等氯化物杂质。

无机盐工业中，有用无隔膜电解槽电解食盐水制取氯酸钠。电解中，大都控制其温度，酸度和减小其电极间的距离，以提高电解效率。

黄君礼著《二氧化氯新型水处理剂-二氧化氯技术及其应用》，介绍隔膜电解法制备二氧化氯技术；在二道阳离子交换膜分隔的三室电解槽中，电解阳极室中的非氧化性酸，以酸化在中间室中的氯酸盐，并把该酸化物投入到电解槽以外的反应室中还原，生成二氧化氯，其反应残液与新鲜的氯酸盐溶液混合后，回流到电解槽的中间室回用，如此闭合循环，提高了原料的转换率。

我国专利CN1059173A，是用一道阳离子隔膜分隔的二室电解槽，电解阳极室中的氯酸盐，使酸化，并把此阳极液，也输入到电解槽外的有还原剂的反应室中，制取二氧化氯，反应后的残液，与新鲜的氯酸盐混合后，回流到二室电解槽，提高了原料的转换率。这两种电解方法是按电解法和化学法两个阶段运行方式制取二氧化氯的。

化学法制取二氧化氯，大多采用盐酸法中的开斯汀法，他用盐酸还原氯酸钠，制得二氧化氯和氯化钠，氯化钠再电解成氯酸钠，形成循环系统。它的反应器有六个，按溢流方式，在不同工作温度下，逐级反应，以提高原料转换率，其二氧化氯收率约87％(见《无机盐工业手册》510-513，化学工业出版社1979.10)

我国市场上有类似这样的化学法二氧化氯发生器，设1-2个反应器，副产物氯化钠，随反应残液排放，不循环回用，其销售价较低。

综合上述氯碱生产，氯酸钠生产和二氧化氯生产，形成电化学产生二氧化氯的方法，用一个三室隔膜电解槽，电解食盐水，产出生成二氧化氯所需的中间产物氯酸钠等氯化物，并汇集在电解槽的阳极室中其离子吸收电场能，高效反应，生成二氧化氯。未见文献上报导过这样的方法。

3、发明内容：

实现本发明专利需要解决的问题是

*有一个能产生合成二氧化氯所需的中间产物的电解槽。

*在该电解槽中选择一个电解室，兼作合成二氧化氯的反应室。

*在该反应室中，能高效合成二氧化氯

*使该反应室不外排反应残液，以充分利用反应室的残液，及时足额补充所需的食盐溶液，。

解决的技术方案如下：

一个容器，被开有窗孔(3)的隔板(2)垂直地依序分隔成多个电解室，优选隔成三个电解室，一室(5)，二室(6)，三室(7)，窗孔(3)用无选择性的隔膜(4)密封，三个电解室中顺序分别设置阳极电极(8)1-2根双性电极(9)阴极电极(10)，各电极都平行正对隔膜。阳极电极(8)是板状或片状的双面工作的电极，接外电源的正极，故一室(5)又叫阳极室。阴极电极(10)接外电源的负极，二室(6)中的双性电极(9)不外接电源，以此形成一个电解槽(1)，此电解槽(1)电解食盐水产出合成二氧化氯所需的中间产物，氯酸钠等氯化物。

电解槽(1)的阳极室(5)中，只有阳极电极(8)，阳极室(5)不会产生混合性爆炸气体；又一室(5)紧邻二室(6)，二室的氯盐等负离子，在平行电场作用下经隔膜(4)可汇集到一室(5)。选一室(5)兼作合成二氧化氯反应室。

以阳极室(5)兼反应室制取二氧化氯，其收率很低，为此，在阳极室(5)的平行电场外，增建非均匀电场，使在阳极室(5)中的离子，都能得到电场的能量，从而高效反应，产出二氧化氯。

增建非均匀电场的技术方案如下：

采用双面工作的板状或片状电极作阳极(8)；使阳极室(5)有较大的空间，其电解液的容积，大于阳极电极(8)没入电解液中的体积数十倍优选大于50倍以上；又使阳极电极(8)的宽度，小于窗孔(3)的宽度，优选小20％。

采用外接的循环泵循环一室(5)的电解液，其中也包含了合成二氧化氯之后的残液，它从一室(5)的循环输出孔(11)流出，与精制的饱和食盐水会合，再经一室(5)的循环输入孔(12)回流一室(5)，再电解，再反应，如此闭合循环，就实现及时足额补充一室(5)所需的食盐水，也实现了另排放，提高了原料的转换率。本方法可制较高纯度、较高收率的二氧化氯发生器。

4、附图说明

上述技术方案的结构示意图如附图1，图1(a)正视图(垂直剖视)，图1(b)俯视图，图中：

1)电解槽

2)隔板

3)隔板上开的窗孔

4)无选择性隔膜(在电场作用下，正负离子都能通过隔膜)

5)阳极室(一室)

6)二室

7)三室

8)阳极电极

9)双性电极

10)阴极电极

11)阳极室电解液循环输出孔

12)阳极室电解液循环输入孔

5具体实施方法

按上述发明内容的电解槽技术方案，优选数据及其结构示意图实施，实现本方法的目标-高效产出二氧化氯。

Claims (6)

1一种电化学产生二氧化氯的方法是，用一个电解食盐水的三室隔膜电解槽(1)，产生出生成二氧化氯的中间产物氯酸钠等氯化物，使汇集在兼作反应室的阳极室(5)中。此中间产物的离子，从反应室的平行电场和不均匀电场中获得能量，高效反应，产出二氧化氯。其反应残液，不外排，在闭合循环中会合新鲜盐水，回流到反应室，再电解，再反应。其特征是：

一个电解食盐水的三室隔膜电解槽(1)；产生出生成二氧化氯的中间产物氯酸钠等氯化物；此电解槽的阳极室(5)兼作二氧化氯反应室；此反应室设有均匀电场和不均匀电场；反应室的残液不外排，残液在闭合循环中会合新鲜盐水，回流到反应室，再电解，再反应。

2如权利要求1所述的一种电化学产生二氧化氯的方法，其特征是采用无选择性隔膜(4)，即在电场作用下正负离子都能通过隔膜。

3如权利要求1所述的一种电化学产生二氧化氯的方法，其特征是阳极室(5)中只有阳极电极(8)，且是双面工作的电极。

4如权利要求1所述的一种电化学产生二氧化氯的方法，其特征是阳极电极(8)的宽度小于隔板上窗孔(3)的宽度。

5如权利要求1所述的一种电化学产生二氧化氯的方法，其特征是阳极室(5)有较大的空间，其贮电解液的容积，大于阳极没入电解液体积的数十倍。

6如权利要求1所述的一种电化学产生二氧化氯的方法，其特征是反应室设反应残液循环出口(11)和循环入口(12)。

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