一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及氯酸鈉電解領(lǐng)域，具體是一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氯酸鈉的化學(xué)式為NaClO₃，相對(duì)分子質(zhì)量106.44。通常為白色或微黃色等軸晶體。味咸而涼，易溶于水、微溶于乙醇。在酸性溶液中有強(qiáng)氧化作用，300℃以上分解出氧氣。氯酸鈉不穩(wěn)定，與磷、硫及有機(jī)物混合受撞擊時(shí)易發(fā)生燃燒和爆炸，易吸潮結(jié)塊，有毒。氯酸鈉用途廣泛，工業(yè)上主要用于制造二氧化氯，印染工業(yè)用作染精元布的氧化劑，也可作染劑。無機(jī)工業(yè)用作氧化劑，也可用于制造亞氯酸鈉及高氯酸鈉。醫(yī)藥工業(yè)用于制造藥用氧化鋅、二硫基丁二酸鈉。顏料工業(yè)用于制造高級(jí)氧化鋅。農(nóng)業(yè)上用作除草劑。此外，還用于造紙、鞣革．礦石處理、海水提溴和制造印刷油墨、炸藥等。

電解法是目前生產(chǎn)氯酸鈉最常用的方法，是以精制鹽水為原料，在電解槽中進(jìn)行電解得到氯酸鈉溶液。電解過程反應(yīng)式為：

NaCl + 3H₂O → NaClO₃ + 3H₂

傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)（如圖3），電解槽分兩列對(duì)稱布置，反應(yīng)器通過2根進(jìn)液管分別將電解液送至2列電解槽殼體外的下部，再通過并聯(lián)在總管上的支管向各電解槽供液，由此導(dǎo)致各電解槽的進(jìn)液量不相同，循環(huán)效果不佳。每根進(jìn)液總管供給的電解槽數(shù)量越多，循環(huán)效果越差，電解效率也越低。受上述情況的制約，每組電解槽的數(shù)量也受限制，制約了產(chǎn)能的擴(kuò)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)，使電解液的循環(huán)效果更佳，提高電解效率，同時(shí)解決產(chǎn)能受制約問題。

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)，其特征在于：包括電解槽（1）、反應(yīng)器（2）、緩沖槽（4），相鄰電解槽（1）之間采用爆炸復(fù)合板(8)連接，每個(gè)電解槽（1）進(jìn)出口均通過鈦管單獨(dú)與反應(yīng)器（2）連接，呈兩排對(duì)稱布置，緩沖槽內(nèi)分隔成A、B兩部分，緩沖槽A側(cè)通過管道與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)通過循環(huán)泵（5）與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)頂部設(shè)有鹽水加入管（6），緩沖槽A側(cè)底部通過管道與產(chǎn)品輸送泵（3）相接。

優(yōu)選的是，為了避免單體電解槽數(shù)量過多產(chǎn)生的雜散電流增加而導(dǎo)致電腐蝕，一個(gè)反應(yīng)器帶3～8個(gè)圓形或橢圓形電解槽。

優(yōu)選的是，為了使槽內(nèi)的電解液充分流動(dòng)，所述電解槽（1）為圓形或橢圓形。

優(yōu)選的是，為提高電解槽的生產(chǎn)強(qiáng)度，合理增大電極表面積，所述電解槽（1）陽極面積為25～30m²。

優(yōu)選的是，為了給電解液提供旋轉(zhuǎn)流出的液流通道，所述電解槽（1）的出液口為錐形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，為了排放反應(yīng)器（2）中的氫氣，所述反應(yīng)器（2）頂部設(shè)有氫氣排放管（7）。

優(yōu)選的是，系統(tǒng)中既有電解液在電解槽（1）及反應(yīng)器（2）之間的自然循環(huán)，又有由循環(huán)泵（5）提供動(dòng)力的在緩沖槽（4）與反應(yīng)器（2）之間形成的強(qiáng)制循環(huán)。

本發(fā)明還提供一種高效的氯酸鈉的電解方法，其特征在于包括以下步驟：

1）初次開機(jī)時(shí)先用食鹽水加入緩沖槽（4）的B側(cè)，循環(huán)泵（5）將鹽水送入反應(yīng)器（2）內(nèi)進(jìn)行電解；

2）反應(yīng)器（2）內(nèi)電解生成含氯酸鈉550～650g/l，氯化鈉95～105g/l的電解液，電解液溢流進(jìn)到緩沖槽（4）的A側(cè)；

3）鹽水從鹽水加入管（6）進(jìn)入緩沖槽（4）的B側(cè)與從A側(cè)溢流過來的電解液混合，在循環(huán)泵（5）的輸送下，混合液進(jìn)入反應(yīng)器（2）及電解槽（1）內(nèi)電解，生成氯酸鈉550～650g/l、氯化鈉95～105g/l的電解液。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、采用圓形或橢圓形電解槽，槽內(nèi)的電解液充分流動(dòng)，每個(gè)電解槽進(jìn)出口均通過鈦管單獨(dú)與反應(yīng)器連接，單獨(dú)自然循環(huán)，循環(huán)更充分，不但解決了傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)采用一根進(jìn)液總管向各電解槽供液由此導(dǎo)致各電解槽的進(jìn)液量不相同的問題，而且電解效率提高了2%～3%；

2、每組電解槽采用3～8個(gè)單槽組合。單組電解槽中，隨著單體電解槽數(shù)量的增加，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的雜散電流也會(huì)隨著增加而導(dǎo)致產(chǎn)生電腐蝕；而單組電解槽過少則會(huì)造成單組電解槽產(chǎn)量過低，組成生產(chǎn)線占地面積隨之增加；

3、每組電解槽中的單槽之間采用爆炸復(fù)合板連接，而不采用鋁排或銅排連接，避免了電流損耗且節(jié)約占地面積。

4、采用標(biāo)準(zhǔn)化的電解單元沿緩沖槽兩側(cè)對(duì)稱布置，可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，布置更緊湊；

5、可根據(jù)產(chǎn)能需求靈活組合的氯酸鈉制備生產(chǎn)線。如果要擴(kuò)大產(chǎn)能，只需要增加電解槽的組數(shù)；

6、便于維護(hù)，可將出現(xiàn)故障的電解槽整組更換。

附圖說明

圖1為：一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的立面圖。

圖2為：一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的俯視圖。

圖3為：傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)的俯視圖。

圖中：

1、電解槽；2、反應(yīng)器；3、產(chǎn)品輸送泵；4、緩沖槽；5、循環(huán)泵；6、精制鹽水加入管；7、氫氣排放管；8、爆炸復(fù)合板；9、進(jìn)液管Ⅰ；10、進(jìn)液管Ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明所說的高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)作進(jìn)一步的說明。下述實(shí)施案例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1：

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)，包括圓形電解槽（1）、反應(yīng)器（2）、緩沖槽（4），每個(gè)電解槽（1）進(jìn)出口均通過鈦管單獨(dú)與反應(yīng)器（2）連接，兩排對(duì)稱布置，緩沖槽內(nèi)分隔成A、B兩部分，緩沖槽A側(cè)通過管道與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)通過循環(huán)泵（5）與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)頂部設(shè)有鹽水加入管（6），緩沖槽A側(cè)底部通過管道與產(chǎn)品輸送泵（3）相接，所述電解槽（1）的出液口為錐形結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)器（2）頂部設(shè)有氫氣排氣管（7），一個(gè)反應(yīng)器配套3個(gè)圓形電解槽，每個(gè)電解槽陽極面積為25m²。

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的操作過程如下：

1）先用食鹽水加入緩沖槽（4）的B側(cè)，循環(huán)泵（5）將鹽水送入反應(yīng)器（2）內(nèi)進(jìn)行電解；

2）反應(yīng)器（2）內(nèi)電解生成含氯酸鈉550g/l，氯化鈉105g/l的電解液，電解液溢流進(jìn)到緩沖槽（4）的A側(cè)；

3）鹽水從鹽水加入管（6）進(jìn)入緩沖槽（4）的B側(cè)與從A側(cè)溢流過來的電解液混合，在循環(huán)泵（5）的輸送下，混合液進(jìn)入反應(yīng)器（2）及電解槽（1）內(nèi)電解，生成氯酸鈉550g/l、氯化鈉105g/l的電解液。單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為3.29t，采用20組電解槽（共60個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為65.8t。

實(shí)施例2：

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)，包括圓形電解槽（1）、反應(yīng)器（2）、緩沖槽（4），每個(gè)電解槽（1）進(jìn)出口均通過鈦管單獨(dú)與反應(yīng)器（2）連接，兩排對(duì)稱布置，緩沖槽內(nèi)分隔成A、B兩部分，緩沖槽A側(cè)通過管道與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)通過循環(huán)泵（5）與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)頂部設(shè)有鹽水加入管（6），緩沖槽A側(cè)底部通過管道與產(chǎn)品輸送泵（3）相接，所述電解槽（1）的出液口為錐形結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)器（2）頂部設(shè)有氫氣排氣管（7），一個(gè)反應(yīng)器配套6個(gè)圓形電解槽，每個(gè)電解槽陽極面積為28m²。

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的操作過程如下：

1）先用食鹽水加入緩沖槽（4）的B側(cè)，循環(huán)泵（5）將鹽水送入反應(yīng)器（2）內(nèi)進(jìn)行電解；

2）反應(yīng)器（2）內(nèi)電解生成含氯酸鈉600g/l，氯化鈉100g/l的電解液，電解液溢流進(jìn)到緩沖槽（4）的A側(cè)；

3）鹽水從鹽水加入管（6）進(jìn)入緩沖槽（4）的B側(cè)與從A側(cè)溢流過來的電解液混合，在循環(huán)泵（5）的輸送下，混合液進(jìn)入反應(yīng)器（2）及電解槽（1）內(nèi)電解，生成氯酸鈉600g/l、氯化鈉100g/l的電解液。單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為7.36t，采用20組電解槽（共120個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為147.2t。

實(shí)施例3：

一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)，包括圓形電解槽（1）、反應(yīng)器（2）、緩沖槽（4），每個(gè)電解槽（1）進(jìn)出口均通過鈦管單獨(dú)與反應(yīng)器（2）連接，兩排對(duì)稱布置，緩沖槽內(nèi)分隔成A、B兩部分，緩沖槽A側(cè)通過管道與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)通過循環(huán)泵（5）與反應(yīng)器（2）相接，緩沖槽B側(cè)頂部設(shè)有鹽水加入管（6），緩沖槽A側(cè)底部通過管道與產(chǎn)品輸送泵（3）相接，所述電解槽（1）的出液口為錐形結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)器（2）頂部設(shè)有氫氣排氣管（7），一個(gè)反應(yīng)器配套8個(gè)橢圓形電解槽，每個(gè)電解槽陽極面積為30m²。

本發(fā)明一種高效的氯酸鈉電解系統(tǒng)的操作過程如下：

1）先用食鹽水加入緩沖槽（4）的B側(cè)，循環(huán)泵（5）將鹽水送入反應(yīng)器（2）內(nèi)進(jìn)行電解；

2）反應(yīng)器（2）內(nèi)電解生成含氯酸鈉650g/l，氯化鈉95g/l的電解液，電解液溢流進(jìn)到緩沖槽（4）的A側(cè)；

3）鹽水從鹽水加入管（6）進(jìn)入緩沖槽（4）的B側(cè)與從A側(cè)溢流過來的電解液混合，在循環(huán)泵（5）的輸送下，混合液進(jìn)入反應(yīng)器（2）及電解槽（1）內(nèi)電解，生成氯酸鈉650g/l、氯化鈉95g/l的電解液。單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為10.5t，采用20組電解槽（共160個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為210t。

對(duì)比例：采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)（如圖3）制備氯酸鈉。

實(shí)驗(yàn)例1：

如果采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)，為了保證電解液分流到各單體電解槽的均勻性及流動(dòng)性，目前在用的生產(chǎn)線，一個(gè)反應(yīng)器即一條生產(chǎn)線最多配套96個(gè)電解槽，超過96個(gè)電解槽的都采用2條或2條以上的生產(chǎn)線。如果1個(gè)反應(yīng)器配套超過96個(gè)電解槽，離反應(yīng)器較遠(yuǎn)的電解槽可能會(huì)出現(xiàn)槽內(nèi)液體流量不足甚至空槽情況。

（1）如果采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)，一條配套96個(gè)陽極面積為30m²的橢圓形單體電解槽，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：122t。

采用實(shí)施例3的氯酸鈉電解系統(tǒng)，12組共96個(gè)單體電解槽，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：126t。

（2）如果采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)，一條配套72個(gè)電解槽陽極面積為28m²的圓形單體電解槽，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：85.5t。

采用實(shí)施例2的氯酸鈉電解系統(tǒng)，一個(gè)反應(yīng)器配套6個(gè)圓形電解槽，采用12組共72個(gè)單體電解槽，每個(gè)電解槽陽極面積為28m²，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：88.4t。

（3）如果采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)，一條配套36個(gè)電解槽陽極面積為25m²的單體電解槽，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：38.16t。

采用實(shí)施例1的氯酸鈉電解系統(tǒng)，一個(gè)反應(yīng)器配套3個(gè)圓形電解槽，采用12組共36個(gè)單體電解槽，每個(gè)電解槽陽極面積為25m²，1天（按24小時(shí)計(jì)算）的產(chǎn)量為：39.48t。

實(shí)驗(yàn)例2：

實(shí)施例1單個(gè)電解槽陽極面積為25m²時(shí)，單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為3.29t，采用20組電解槽（共60個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為65.8t；實(shí)施例2單個(gè)電解槽陽極面積為28m²時(shí)，單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為7.36t，采用20組電解槽（共120個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為147.2t；實(shí)施例3單個(gè)電解槽陽極面積為30m²時(shí)，單組電解槽的每天（按24小時(shí)計(jì)算）氯酸鈉產(chǎn)量為10.5t，采用20組電解槽（共160個(gè)單體電解槽），一天的產(chǎn)量為210t。傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)在60個(gè)單體電解槽、120個(gè)單體電解槽、160個(gè)單體電解槽時(shí)產(chǎn)量分別是63.69t、142.5t和203t。

通過實(shí)驗(yàn)例1可知，采用本發(fā)明的氯酸鈉電解系統(tǒng)，比采用傳統(tǒng)的氯酸鈉電解系統(tǒng)，在采用同等規(guī)格及相同數(shù)量電解槽的情況下產(chǎn)能更大，也就是電解效率更高；由實(shí)驗(yàn)例2可知，本發(fā)明可以通過增加電解槽的組數(shù)，來擴(kuò)大產(chǎn)能，而當(dāng)傳統(tǒng)氯酸鈉電解裝置通過增加電解槽的組數(shù)擴(kuò)大產(chǎn)能時(shí)，每根進(jìn)液管供給的電解槽數(shù)量越多，循環(huán)效果越差，電解效率也越低。