CN204174289U - 具有自然循环功能的氯酸钠电解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，它包括反应器、冷却器、气液分离器、电解槽，所述电解槽设有数个，平行排布设置，其进口端与供料管相接，其出口端分别连接上升管，上升管的另一端与气液分离器连接；气液分离器位于电解槽的上方，供料管位于电解槽的下方；气液分离器的气体出口和液体出口分别经管道接入反应器的上部和中部，反应器的下部经管道连接冷却器，冷却器的出口与供料管相接。本实用新型氯酸钠电解装置可以实现不需要外加动力，氯酸钠电解装置中的溶液就能自然循环，实现节能目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种二氧化氯生产设备，特别是适用于综合法二氧化氯制备系统使用的氯酸钠电解装置。
背景技术
二氧化氯是一种强氧化剂，稳定的二氧化氯已被世界卫生组织认为是效果好的杀菌剂和性能优良、效果很好的杀菌消毒剂，广泛应用于制浆厂的漂白工段。当前我国已经实现小型消毒用二氧化氯生产设备的国产化。但是，对于现场制备和现场使用消化的大型二氧化氯制备系统，国内还处于起步阶段，新建的造纸企业采用的大型二氧化氯生产系统开始采用国产的成套设备技术。
综合法二氧化氯制备过程包括氯酸钠和盐酸混合，其中盐酸既作为还原剂又作为反应的酸性介质，反应式为：
NaClO3+2HCl→ClO2+1/2Cl2+H2O+NaCl
氯酸钠是生产二氧化氯的主要原料之一，它是电解盐水得到的产物。在电解槽中的氯化钠和水经过一系列反应后最终生成氯酸钠和氢气，反应式如下：
NaCl+3H2O→NaClO3+3H2↑
氯酸钠电解装置是综合法二氧化氯制备系统的核心设备之一。在电解盐水生产氯酸钠的过程中，需消耗较大的电能。因此，如何通过对氯酸钠电解装置的改造优化来降低电能的消耗，已经成为共识。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，以实现节能目的。
本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：
本实用新型具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，包括反应器、冷却器、气液分离器、电解槽，所述电解槽设有数个，平行排布设置，其进口端与供料管相接，其出口端分别连接上升管，上升管的另一端与气液分离器连接；气液分离器位于电解槽的上方，供料管位于电解槽的下方；气液分离器的气体出口和液体出口分别经管道接入反应器的上部和中部，反应器的下部经管道连接冷却器，冷却器的出口与供料管相接。
本实用新型具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，所述气液分离器、反应器、冷却器及电解槽的连接回路呈卧式的U字形。
本实用新型具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，所述电解槽的连接形式相对电流方向是串联的，相对于氯酸钠溶液的流向是并联的。
本实用新型具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，所述反应器上部为瓶颈状，其顶部接有排放氢气的管道，上部接有排放NaClO3溶液的管道，下部接有流入弱氯酸钠溶液的进液管。
本实用新型结构简单，在电解过程中，产生的氢气在电解槽、上升管、气液分离器中的溶液中以大量的气泡形式存在，因此，气液混合物的密度远小于反应器内的溶液密度，两者密度产生的压力差迫使反应器里的溶液经冷却器后流入电解槽，从而实现了不需要外加动力使溶液自然循环，从而达到节能目的。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型氯酸钠电解装置主要由反应器10、冷却器8、气液分离器4、数个电解槽2，数个电解槽平行排布设置，其进口端与供料管1相接，其出口端分别连接上升管3，上升管3的另一端接入气液分离器4；气液分离器4位于电解槽2的上方，供料管1位于电解槽2的下方；气液分离器4的气体出口经管道5接入反应器10的上部，液体出口经管道6接入反应器10的中部，反应器10的下部经管道7连接冷却器8，冷却器8的出口与供料管1相接。
本实用新型所述的反应器10上部为瓶颈状，其顶部接有用于排放氢气的管道12，上部接有用于溢流排放NaClO3溶液的管道11，下部接有弱氯酸钠溶液的进液管9。
所述的气液分离器4、反应器10、冷却器8及电解槽2的连接回路呈卧式U字形。
电解槽2的连接形式相对电流方向是串联的，相对于氯酸钠溶液的流向是并联的。
生产过程中，精制的NaCl水溶液在电解槽2内经直流电的作用发生复杂的电化学和化学反应，电解液随气体(氢气和少量的氯气、氧气、水蒸气)沿着上升管3进入气液分离器4实现气液分离；在气液分离器4中，氢气从溶液中分离出来，从管道5进入反应器10，然后从反应器10的颈部从管道12流至氢气冷却器；从气液分离器4出来的液体经管道6流至反应器10，电解液在氯酸钠反应器10内经过一系列复杂的二次反应之后最终生成浓NaClO3溶液混合液，NaClO3溶液从管道11溢流至喂料槽。从ClO2合成系统来的弱氯酸钠溶液经进液管9进入反应器10内，从反应器10流出的溶液经管道7进入冷却器8，再通过供料管1进入电解槽2。
本实用新型在电解过程中，产生的氢气在电解槽2、上升管3、气液分离器4的溶液中以大量的气泡形式存在。因此，电解槽2、上升管3及气液分离器4中的气液混合物的密度远小于反应器内10的溶液密度，两者密度产生的压力差迫使反应器10内的溶液流入电解槽2，从而实现了不需要外加动力使溶液自然循环，达到节能目的。
Claims (4)
1.具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，包括反应器、冷却器、气液分离器、电解槽，其特征在于，所述电解槽设有数个，平行排布设置，其进口端与供料管相接，其出口端分别连接上升管，上升管的另一端与气液分离器连接；气液分离器位于电解槽的上方，供料管位于电解槽的下方；气液分离器的气体出口和液体出口分别经管道接入反应器的上部和中部，反应器的下部经管道连接冷却器，冷却器的出口与供料管相接。
2.根据权利要求1所述具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，其特征在于，所述气液分离器、反应器、冷却器及电解槽的连接回路呈卧式的U字形。
3.根据权利要求1或2所述具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，其特征在于，所述电解槽的连接形式相对电流方向是串联的，相对于氯酸钠溶液的流向是并联的。
4.根据权利要求1或2所述具有自然循环功能的氯酸钠电解装置，其特征在于，所述反应器上部为瓶颈状，其顶部接有排放氢气的管道，上部接有排放NaClO3溶液的管道，下部接有流入弱氯酸钠溶液的进液管。
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