基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备工艺，其特征在于：由NaClO3电解单元、ClO2生成单元、HCl合成单元组成及海波液回收利用单元等四个部分组成。通过利用电解单元电解液产生的热量加热二氧化氯生产单元的反应液，不但无需用蒸汽，而且电解液通过对反应液进行加热，其温度得以降低从而减少冷却水的消耗量，取消加入发生器下循环管的氯酸钠溶液冷却器，节约了冷却水，达到节能目的；不再用蒸汽加热弱氯酸钠溶液，而是用弱氯酸钠溶液与系统在生产过程中产生的副产品海波液反应后回收利用到电解单元中，达到了节约资源，保护环境的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二氧化氯生产领域，具体是一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备工艺。
技术介绍
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。现场制备和现场使用消化的大型二氧化氯制备系统，已在国内开始使用。如造纸企业新建的大型二氧化氯生产系统就已经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+Cl2+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盐酸是生产二氧化氯的另一种原料，它是通过氯气与氢气燃烧生成氯化氢气体，用纯水吸收得到32%的盐酸，反应式如下：Cl2+H2 → 2HCl在现有综合法二氧化氯制备工艺中，如期刊论文《综合法制备二氧化氯实例》（刊名: 中华纸业，2009年08期63-65页），这些传统的综合法二氧化氯制备装置进入发生器的反应液是通过低压蒸汽加热的，从发生器下循环管抽取的弱氯酸钠溶液需用低压蒸汽加热，返回电解槽的电解液需用冷却水冷却后才返回电解槽，从电解单元来的氯酸钠溶液要先冷却后通过过滤器进入发生器下循环管；且系统中产生的氯气虽然有尾气处理装置吸收，但产生的氢气循环带走的那部分氯气无法吸收回用，不仅浪费资源还造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术提供具体是一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备工艺，通过电解液输送至反应液加热器将反应液温度加热，利用电解单元电解液产生的热量加热二氧化氯生产单元的反应液，无需用蒸汽；增设的氢气洗涤塔可以洗去含有氯气的过量氢气，生成海波混合液进行回收。本专利技术采用如下技术方案解决上述技术问题：一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，由NaClO3电解单元、ClO2生成单元、HCl合成单元及海波液回收利用单元组成，其中，海波液回收利用单元包括：氢气洗涤塔循环泵（25）出口通过管道连接氢气洗涤塔循环液冷却器（27）进口、氢气洗涤塔循环液冷却器（27）出口通过管道连接氢气洗涤塔（29）进口，氢气洗涤塔（29）进口通过管道与氢气洗涤塔循环泵（25）进口连接，构成了氢气洗涤循环回路，氢气洗涤塔（29）的下部安装有氢气洗涤塔液位控制器（30），氢气洗涤塔（29）的气体入口与氢气冷却器（46）的气体出口用管道相连，氢气洗涤塔循环泵（25）出口与海波储槽（38）的入口管道相连；所述ClO2生成单元包括：反应液加热器（12）出口通过下循环管（14）与二氧化氯发生器（15）进口连接，二氧化氯发生器（15）出口通过上循环管（13）与反应液加热器（12）进口连接，反应液加热器（12）与电解液热源供给泵（6）相连，发生器循环泵（11）连接下循环管（14），下循环管（14）通过弱氯酸钠溶液抽取泵（16）与电解单元的反应器（2）连接，二氧化氯发生器（15）出口与发生器排气管（17)连接。优选地，为监控反应液温度，反应液加热器（12）的中下部安装有反应液温度监控器（10）。优选地，为进一步回收尾气，所述海波液回收利用单元还包括，由海波塔循环泵（31）、海波塔循环液冷却器（33）、海波塔（35）构成的系统尾气洗涤循环回路，其中，海波塔循环泵（31）出口通过管道与海波塔循环液冷却器（33）进口连接，海波塔循环液冷却器（33）出口通过管道与海波塔（35）进口连接，海波塔（35）出口通过管道与海波塔循环泵（31）进口连接，海波塔（35）的下部设有海波塔液位控制器（37）和尾气输入管（36），海波塔碱液补充管（34）设置在海波塔循环液冷却器（33）与海波塔（35）连接的管道之间，海波塔循环液流量调节阀（32）设置在海波塔循环泵（31）出口管道，海波储槽（38）进口与海波塔循环泵（31）出口管道相连，海波储槽（38）出口与输送泵（39）进口管道相连，海波液输送泵（39）出口输送管与弱氯酸钠溶液抽取泵（16）出口输送管连接，汇成总管进入电解液缓冲槽（3）B侧。优选地，为了制备氯酸钠溶液，所述NaClO3电解单元包括由反应器（2）、电解液缓冲槽（3）、电解液循环泵（4）、电解液冷却器（5）构成的电解循环回路，电解液缓冲槽（3）内用隔板分隔成A、B两部分，反应器（2）出口与电解液缓冲槽（3）A侧通过管道相接，电解液缓冲槽（3）B侧通过电解液循环泵（4）与电解液冷却器（5）进口管道连接，电解液冷却器（5）出口与反应器（2）进口管道连接，电解槽（1）进出口通过钛管与反应器（2）连接，反应器（2）排气口与氢气冷却器（46）连接，电解液缓冲槽（3）与电解液热源供给泵（6）连接，电解液流量调节阀（7）设置在电解液热源供给泵（6）出口管道上，电解液缓冲槽（3）还通过氯酸钠供料泵（8）与氯酸钠过滤器（9）连接。优选地，为使回收的氢气和氯气反应生产盐酸，所述HCl合成单元包括：氢气冷却器（46）、氢气除雾器（45）、盐酸炉（43）、盐酸储存槽（42）、盐酸供料泵（41）、盐酸过滤器（40）通过管道依次连接，盐酸供料泵（41）与反应液加热器（12）上部的管道连接，强氯气加入管（44）设置在盐酸炉（43）与气液分离器（23）的连接管道之间。优选地，为控制碱液流量和补充碱液，氢气洗涤塔循环液冷却器（27）进口管道上设有氢气洗涤塔循环液流量调节阀（26），氢气洗涤塔循环液冷却器（27）和氢气洗涤塔（29）连接的管道上设有氢气洗涤塔碱液补充管（28）。优选地，为将二氧化氯气体吸收制取二氧化氯溶液，所述ClO2生成单元还包括：由发生器排气管（17)、间冷器(18)、二氧化氯吸收塔（19）、真空泵（22）、气液分离器（23）构成二氧化氯溶液制取系统，其中，发生器排气管（17) 与间冷器(18)进口管道相连，间冷器(18)出口与二氧化氯吸收塔（19）进口管道相连，二氧化氯吸收塔（19）通过真空泵（22）与气液分离器（23）相连，气液分离器（23）通过稀二氧化氯溶液冷却器（21）与二氧化氯吸收塔（19）相连，气液分离器（23）出口还与盐酸炉（43）进口管道相连，二氧化氯吸收塔（19）设有二氧化氯溶液输出管（20）和冷冻水输入管（24）。本专利技术还提供一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备工艺，包括以下步骤：步骤1，先用食盐水在电解槽（1）内进行电解，生成85～88℃含强NaClO3的电解液，还产生大量氢气，电解液先溢流进电解液缓冲槽（3）的A侧，再从电解液缓冲槽（3）的A侧溢流进B侧，产生的氢气经氢气冷却器（46）、氢气除雾器(45)进入盐酸炉（43）；步骤2，氯酸钠供料泵（8）将电解液缓冲槽（3）A侧的含有强氯酸钠的电解液泵送通过氯酸钠过滤器（9）进入发生器下循环管（14），电解液热源供给泵（6）将电解液缓冲槽（3）A侧的85～88℃电解液输送至反应液加热器（12）将反应液温度加热到71～75℃；步骤3，从NaClO3电解单元送过来的氢气经氢气冷却器（46）冷却、氢气除雾器（45）除去水汽后与从强氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：由NaClO3电解单元、ClO2生成单元、HCl合成单元及海波液回收利用单元组成，其中，海波液回收利用单元包括：氢气洗涤塔循环泵（25）出口通过管道连接氢气洗涤塔循环液冷却器（27）进口、氢气洗涤塔循环液冷却器（27）出口通过管道连接氢气洗涤塔（29）进口，氢气洗涤塔（29）进口通过管道与氢气洗涤塔循环泵（25）进口连接，构成了氢气洗涤循环回路，氢气洗涤塔（29）的下部安装有氢气洗涤塔液位控制器（30），氢气洗涤塔（29）的气体入口与氢气冷却器（46）的气体出口用管道相连，氢气洗涤塔循环泵（25）出口与海波储槽（38）的入口管道相连；所述ClO2生成单元包括：反应液加热器（12）出口通过下循环管（14）与二氧化氯发生器（15）进口连接，二氧化氯发生器（15）出口通过上循环管（13）与反应液加热器（12）进口连接，反应液加热器（12）与电解液热源供给泵（6）相连，发生器循环泵（11）连接下循环管（14），下循环管（14）通过弱氯酸钠溶液抽取泵（16）与电解单元的反应器（2）连接，二氧化氯发生器（15）出口与发生器排气管（17)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：由NaClO3电解单元、ClO2生成单元、HCl合成单元及海波液回收利用单元组成，其中，海波液回收利用单元包括：氢气洗涤塔循环泵（25）出口通过管道连接氢气洗涤塔循环液冷却器（27）进口、氢气洗涤塔循环液冷却器（27）出口通过管道连接氢气洗涤塔（29）进口，氢气洗涤塔（29）进口通过管道与氢气洗涤塔循环泵（25）进口连接，构成了氢气洗涤循环回路，氢气洗涤塔（29）的下部安装有氢气洗涤塔液位控制器（30），氢气洗涤塔（29）的气体入口与氢气冷却器（46）的气体出口用管道相连，氢气洗涤塔循环泵（25）出口与海波储槽（38）的入口管道相连；所述ClO2生成单元包括：反应液加热器（12）出口通过下循环管（14）与二氧化氯发生器（15）进口连接，二氧化氯发生器（15）出口通过上循环管（13）与反应液加热器（12）进口连接，反应液加热器（12）与电解液热源供给泵（6）相连，发生器循环泵（11）连接下循环管（14），下循环管（14）通过弱氯酸钠溶液抽取泵（16）与电解单元的反应器（2）连接，二氧化氯发生器（15）出口与发生器排气管（17)连接。2.如权利要求1所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：反应液加热器（12）的中下部安装有反应液温度监控器（10）。3.如权利要求1所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：所述海波液回收利用单元还包括，由海波塔循环泵（31）、海波塔循环液冷却器（33）、海波塔（35）构成的系统尾气洗涤循环回路，其中，海波塔循环泵（31）出口通过管道与海波塔循环液冷却器（33）进口连接，海波塔循环液冷却器（33）出口通过管道与海波塔（35）进口连接，海波塔（35）出口通过管道与海波塔循环泵（31）进口连接，海波塔（35）的下部设有海波塔液位控制器（37）和尾气输入管（36），海波塔碱液补充管（34）设置在海波塔循环液冷却器（33）与海波塔（35）连接的管道之间，海波塔循环液流量调节阀（32）设置在海波塔循环泵（31）出口管道，海波储槽（38）进口与海波塔循环泵（31）出口管道相连，海波储槽（38）出口与输送泵（39）进口管道相连，海波液输送泵（39）出口输送管与弱氯酸钠溶液抽取泵（16）出口输送管连接，汇成总管进入电解液缓冲槽（3）B侧。4.如权利要求3所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：所述NaClO3电解单元包括由反应器（2）、电解液缓冲槽（3）、电解液循环泵（4）、电解液冷却器（5）构成的电解循环回路，电解液缓冲槽（3）内用隔板分隔成A、B两部分，反应器（2）出口与电解液缓冲槽（3）A侧通过管道相接，电解液缓冲槽（3）B侧通过电解液循环泵（4）与电解液冷却器（5）进口管道连接，电解液冷却器（5）出口与反应器（2）进口管道连接，电解槽（1）进出口通过钛管与反应器（2）连接，反应器（2）排气口与氢气冷却器（46）连接，电解液缓冲槽（3）与电解液热源供给泵（6）连接，电解液流量调节阀（7）设置在电解液热源供给泵（6）出口管道上，电解液缓冲槽（3）还通过氯酸钠供料泵（8）与氯酸钠过滤器（9）连接。5.如权利要求4所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：所述HCl合成单元包括：氢气冷却器（46）、氢气除雾器（45）、盐酸炉（43）、盐酸储存槽（42）、盐酸供料泵（41）、盐酸过滤器（40）通过管道依次连接，盐酸供料泵（41）与反应液加热器（12）上部的管道连接，强氯气加入管（44）设置在盐酸炉（43）与气液分离器（23）的连接管道之间。6.如权利要求1所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：氢气洗涤塔循环液冷却器（27）进口管道上设有氢气洗涤塔循环液流量调节阀（26），氢气洗涤塔循环液冷却器（27）和氢气洗涤塔（29）连接的管道上设有氢气洗涤塔碱液补充管（28）。7.如权利要求1所述基于热能及副产品回收利用的综合法二氧化氯制备装置，其特征在于：所述ClO2生成单元还包括：由发生器排气管（17)、间冷器(18)、二氧化氯吸收塔（19）、真空泵（22）、气液分离器（23）构成二氧化氯溶液制取系统，其中，发生器排气管（17) 与间冷器(18)进口管道相连，间冷器(18)出口与二氧化氯吸收塔（19）进口管道相连，二氧化氯吸收塔（19）通过真空泵（22）与气液分离器（23）相连，气液分离器（23）通过稀二氧化氯溶液冷却器（21）与二氧化氯吸收塔（19）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双飞，詹磊，徐萃声，黄丙贵，班飞，谭浪，李忠平，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45