第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術發(fā)展現(xiàn)狀
氯酸鈉制備:
精制的飽和食鹽水加入外循環(huán)式復(單)極氯酸鹽電解槽中進行電解,電解液經(jīng)壓濾,蒸發(fā)濃縮,過濾,冷卻結晶,離心分離,干燥制得。
第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點或流程
氯酸鈉的生產(chǎn)方法主要有化學法和電解法。
化學法:化學法是以石灰為原料,將石灰制成石灰乳,然后氯化。在析出了氯化鈣結晶后的氯酸鈣溶液中,加入硫酸鈉或碳酸鈉進行復分解反應,生成氯酸鈉溶液和硫酸鈉產(chǎn)品。由于化學法生產(chǎn)氯酸鈉有工藝流程長、設備多、占地面積大、操作環(huán)境差、生產(chǎn)成本高等原因,目前國內(nèi)外氯酸鈉生產(chǎn)均不采用這一方法。
電解法是以原鹽或精制鹽為原料,原鹽需先制成飽和的粗鹵水,然后加入純堿、燒堿和氯化鋇,除去粗鹽水中的鈣、鎂及硫酸根離子,并過濾得一級精制鹽水。一級精制鹽水再經(jīng)離子交換處理或膜處理得到二級精制鹽水,然后在二次精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸,調節(jié)PH值后送入無隔膜的電解槽中進行電解。電解得到的氯酸鈉溶液,經(jīng)過脫次氯酸鈉、結晶、分離、干燥得到結晶氯酸鈉成品,現(xiàn)在所有廠家都采用的是電解法工藝生產(chǎn)氯酸鈉,其工藝過程大體包括鹽水工序、電解工序、結晶干燥工序等,現(xiàn)分述如下:
(一)鹽水工序
北美、歐洲國家氯酸鈉生產(chǎn)所用氯化鈉均為精制氯化鈉,其鈣鎂含量極低,鹽水精制工序常采用二級凈化處理(采用膜過濾、離子交換處理等技術,進一步除去鹵水中的雜質離子)。因精鹽中雜質含量少,故而鹽水精制工序生產(chǎn)線短,排渣量少,減少了對環(huán)境的污染。國外氯酸鈉生產(chǎn)廠家都非常注重鹽水的凈化處理,因為鹽水的質量好壞直接影響電耗和洗槽周期。
國內(nèi)氯酸鈉原料采用礦鹽、鹵水、海水,原料雜質較多,精制生產(chǎn)線長。由于原料精制設備簡陋,精鹽水鈣、鎂含量高,故而造成槽電壓升得快,洗槽周期短,一般在三個月洗一次,進行鹽水的二次精制可使鹵水含鈣鎂量降低,還可降低電耗、延長洗槽周期,提高生產(chǎn)效率。
(二)電解工序
電解工序是生產(chǎn)氯酸鈉的最主要工序。電解槽是氯酸鈉生產(chǎn)的關鍵設備。二十世紀六、七十年代鈦基涂釕金屬陽極開始應用于氯堿電解槽。經(jīng)過近幾十年來的發(fā)展該項技術已成為相對完善的技術。值得一提的是某一公司開發(fā)了一個反應器帶成百個電解槽的裝置。該技術巧妙地解決了電化學腐蝕問題,使裝置結構和操作簡化,電流效率又高。國外單線生產(chǎn)能力一般在三萬至五萬噸/年,電流密度一般在2500-3000A /m2,電流效率在94%-95%。
國內(nèi)大多公司采用一個反應器帶三至五個電解槽的汽提外循環(huán)氯酸鈉電解裝置。近兩年來,為了更加完善電解槽,對一些結構要素進行了優(yōu)化。使單線生產(chǎn)能力可達4.0萬噸/年。
(三)結晶工序
幾乎所有的生產(chǎn)線都采用真空結晶技術,有外循環(huán)式(3萬噸/年以下)和內(nèi)循環(huán)式真空結晶器,其熱源為電解反應產(chǎn)生的熱量。(3萬噸/年以上)用水環(huán)式真空泵抽真空。
(四)氯酸鈉生產(chǎn)過程主要的化學反應式為:
總反應式:NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2↑
陽極:2CL-→CL2↑+2e
陰極:2H2O+2e→H2↑+2OH-
液相反應:CL2+H2O=HCLO+H++CL-
HCLO=H++CLO-
2HCLO+CLO-→ CLO3-+2CL-+2H+ 。
第三節(jié) 國內(nèi)外生產(chǎn)技術發(fā)展趨勢 分析
國外發(fā)達國家都非常重視環(huán)境保護工作,生產(chǎn)過程全密閉循環(huán),幾乎做到了零排放。由于原料鹽是精制鹽,廢渣排放量極少;廢氣中的氯全部回收利用,幾乎無廢氣排出,洗液、雨水通過室外雨水溝全部回收處理。一些發(fā)達國家在設計時就非常注重環(huán)保,有的工廠在基建時就在地下鋪建橡塑板,以防對地面造成污染,工廠搬遷時可還原地表。
目前我國對環(huán)境治理要求比較嚴格,因此在建此類項目時要考慮環(huán)境的影響。應盡量減少環(huán)境污染。同時隨著國家對環(huán)境治理力度的加強,會剌激氯酸鈉的消耗,從而促進氯酸鈉 行業(yè) 的發(fā)展。
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