專利名稱：生產(chǎn)二氧化氯產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝的回收利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酸性芒硝的處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是利用氯酸鈉還原法生產(chǎn)二氧 化氯時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝的回收利用方法。
背景技術(shù)：
二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，穩(wěn)定的二氧化氯已被世界衛(wèi)生組織認(rèn)為是效 果好的殺菌劑和性能優(yōu)良的殺菌消毒劑，也是很好的造紙漂白劑。自十九世紀(jì)
三十年代起，開始工業(yè)化生產(chǎn)，目前在北美洲和歐洲有約iooo個(gè)二氧化氯生
產(chǎn)工廠。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小型消毒用二氧化氯生產(chǎn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，但是，對(duì) 于現(xiàn)場(chǎng)制備和現(xiàn)場(chǎng)使用消化的大型二氧化氯制備系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)還處于研發(fā)階段， 現(xiàn)有的造紙企業(yè)采用的大型二氧化氯生產(chǎn)系統(tǒng)均為成套設(shè)備于技術(shù)進(jìn)口。
二氧化氯的主要用途是紙漿漂白和飲用水消毒，二氧化氯用于紙漿漂白 具有高白度、白度穩(wěn)定、保持強(qiáng)度和排水低顏色低毒性的特點(diǎn)，其獨(dú)特優(yōu)越性 至今是任何其它化學(xué)品無(wú)法比擬。鑒于二氧化氯漂白優(yōu)越性以及氯氣漂白的高 毒性，國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)推薦二氧化氯為紙漿漂白的化學(xué)品之一，并逐步淘汰氯 氣漂白工藝。
二氧化氯的制備方法主要分為兩大類電解法與化學(xué)法。電解法是將食 鹽水電解得到的氯酸鈉在裝置內(nèi)直接與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯。70年代以來(lái)
國(guó)外先后開發(fā)了以氯化鈉、氯酸鈉和亞氯酸鈉為電解質(zhì)電解合成二氧化氯的新 方法，該法設(shè)備投入大，工藝復(fù)雜，當(dāng)前還沒有得到推廣?；瘜W(xué)法又分為氯酸鈉還原法和亞氯酸鈉還原法。氯酸鈉還原法包括&
到Ru等十二種方法。其中，Rs法1 9 8 5年工業(yè)化，是當(dāng)今最為廣泛使用 的二氧化氯生產(chǎn)方法。美國(guó)阿布萊特/威爾遜公司改進(jìn)的甲醇法稱為Rs法，R8 法工藝簡(jiǎn)單，容易控制，生產(chǎn)效率高，加拿大1985年投產(chǎn)后，生產(chǎn)裝置迅速 增加，但該法仍然存在難以處理酸性硫酸鈉這種結(jié)晶鹽的問(wèn)題。目前很多生產(chǎn) 企業(yè)對(duì)酸性芒硝的處理都采用直接排放，因而給環(huán)境造成極大的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用氯酸鈉還原法生產(chǎn)二氧化氯時(shí) 產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝的回收利用方法，使酸性芒硝轉(zhuǎn)化為可利用的中性芒硝
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本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明方法在生產(chǎn)二氧化氯時(shí) 以甲醇、硫酸、氯酸鈉為原料，在一定條件下在發(fā)生器中反應(yīng)，連續(xù)生成二氧 化氯氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝，再利用氫氧化鈉或者碳酸鈉與酸性芒硝在室溫條 件下進(jìn)行中和反應(yīng)，并使PH值達(dá)到7.3,生成中性芒硝，再經(jīng)過(guò)濾、熱空氣干 燥，干燥度達(dá)92%以上，打包，得到中性芒硝固體成品。
本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)在完成二氧化氯生產(chǎn)的同時(shí)將副產(chǎn)品酸性芒硝進(jìn)行 轉(zhuǎn)化及回收利用。


圖1是生產(chǎn)二氧化氯時(shí)對(duì)副產(chǎn)品酸性芒硝進(jìn)行回收利用的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
傳統(tǒng)Rs法生產(chǎn)二氧化氯的反應(yīng)原理為
6NaC103+4H2S04+CH30H===6C102+2Na2S(VNaHS04+C02+5H20半倍硫酸鈉
30NaC103+20H2S04+7CH30H===30C102+10Na2S04*NaHS04+6HC00H + C02+23H20 副反應(yīng)
12NaC103+8 H2S04+6CH30H==6C102+3Cl2+4Na2S04*NaS04+6C02+18H20
本發(fā)明在生產(chǎn)二氧化氯時(shí)以甲醇、硫酸、氯酸鈉為原料，在一定的溫度、 真空條件下在發(fā)生器中反應(yīng)，連續(xù)生成C102氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝 (Na3H(S04)2)， C102氣體經(jīng)冷卻后用低溫冷凍水吸收，得到具有一定C102 溶液。
本發(fā)明就是在傳統(tǒng)R8法生產(chǎn)二氧化氯的基礎(chǔ)上，增加了副產(chǎn)品酸性芒硝 回收利用的處理方法。
酸性芒硝回收利用的原理是酸性芒硝與氫氧化鈉或者碳酸鈉發(fā)生中和反
應(yīng)，生成中性芒硝。其化學(xué)方程表示為
Na2S04'NaHS04+ NaOH=== 2Na2S04+ H20 2Na2S04'NaHS04+ Na2C03===4Na2S04+ C02個(gè)+H20 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
1. 二氧化氯發(fā)生部分 甲醇(稀釋成20%的體積濃度)、濃H2S0" NaC103溶液和水，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后， 從循環(huán)管道進(jìn)入主反應(yīng)器，在再沸器的作用下，維持73 75t:的反應(yīng)溫度， 反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯；在負(fù)壓條件下，二氧化氯和水蒸氣的混合氣體，經(jīng)過(guò)管道 導(dǎo)入二氧化氯吸收塔；在吸收塔內(nèi)，混合氣體經(jīng)過(guò)間接冷凝器冷卻和冷凍水噴 淋吸收，形成二氧化氯水溶液并輸送到貯槽貯存。反應(yīng)余液及副產(chǎn)品沉下發(fā)生 器底部，成為發(fā)生器液體，液體在循環(huán)泵的作用下不斷地在再沸器與發(fā)生器間循環(huán)，與不斷地加入的NaC103溶液、濃硫酸和甲醇混合，并不斷地反應(yīng)生 成C102氣體。
2.酸性芒硝發(fā)生和回收部分 在C102生成同時(shí)，副產(chǎn)品酸性芒硝也不斷地在發(fā)生器內(nèi)結(jié)晶，通過(guò)供料泵 將部分含有酸性芒硝晶體的發(fā)生器液體送至真空過(guò)濾機(jī)將酸性芒硝晶體過(guò)濾 出來(lái)，過(guò)濾時(shí)用溫水淋洗晶體表面殘留的反應(yīng)液，再將酸性芒硝晶體送至反應(yīng) 中和槽內(nèi)與氫氧化鈉或者碳酸鈉在室溫條件下進(jìn)行中和反應(yīng)，達(dá)到PH=7.3,反 應(yīng)得到中性芒硝懸濁液，然后經(jīng)過(guò)濾，得中性芒硝晶體，再將中性芒硝晶體經(jīng) 熱空氣干燥、打包，得到中性芒硝成品；同時(shí)將上述兩次過(guò)濾的濾液返回發(fā)生 器循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)。 實(shí)施例
將150kg的甲醇(稀釋成體積濃度為20%)、 1020kg的濃H2S04和重量濃 度為30%的NaC103水溶液1630kg，經(jīng)過(guò)濾后從循環(huán)管道進(jìn)入主反應(yīng)器內(nèi)形成 反應(yīng)液，在再沸器的作用下，維持反應(yīng)液的溫度在73 75°C，反應(yīng)產(chǎn)生二氧 化氯；在負(fù)壓40 53kPa條件下，將二氧化氯氣體和水蒸氣的混合氣體，經(jīng)過(guò) 管道導(dǎo)入二氧化氯吸收塔；在吸收塔內(nèi)，混合氣體經(jīng)過(guò)間接冷凝器冷卻和冷凍 水噴淋吸收，形成二氧化氯水溶液并輸送到貯槽貯存。反應(yīng)余液及副產(chǎn)品沉下 發(fā)生器底部，成為發(fā)生器液體，液體在循環(huán)泵的作用下不斷地在再沸器與發(fā)生 器之間循環(huán)，與不斷地加入的NaC103溶液、濃硫酸和甲醇混合，并不斷地反 應(yīng)生成C102氣體。
在C102生成同時(shí)，副產(chǎn)品酸性芒硝也不斷地在發(fā)生器內(nèi)結(jié)晶，通過(guò)芒硝輸 送泵將部分發(fā)生器內(nèi)的液體(液體中含有芒硝晶體)送至真空過(guò)濾機(jī)將酸性芒硝晶體過(guò)濾出來(lái)，過(guò)濾時(shí)，采用45-5CTC的溫水淋洗晶體表面殘留的反應(yīng)液， 并將酸性芒硝晶體送至反應(yīng)中和槽，在該反應(yīng)槽內(nèi)，酸性芒硝與氫氧化鈉或者
碳酸鈉在室溫條件下發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中要求ra值達(dá)到7.3，反應(yīng)得
到中性芒硝，再將中性芒硝晶體析出(即將中性芒硝懸濁液經(jīng)過(guò)過(guò)濾，得中性
芒硝晶體)，然后將中性芒硝晶體經(jīng)過(guò)熱空氣干燥，干燥度達(dá)92%以上，然后 打包，得到中性芒硝成品。中性芒硝成品可用于制造硫化鈉、紙漿、玻璃和瓷
權(quán)利要求
1. 生產(chǎn)二氧化氯產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝的回收利用方法，在生產(chǎn)二氧化氯時(shí)以甲醇、硫酸、氯酸鈉為原料，在一定條件下在發(fā)生器中反應(yīng)，連續(xù)生成二氧化氯氣體及含酸性芒硝晶體的反應(yīng)液，其特征在于將反應(yīng)液中的酸性芒硝晶體過(guò)濾出來(lái)與氫氧化鈉或者碳酸鈉在室溫條件下進(jìn)行中和反應(yīng)，達(dá)到PH＝7.3，生成中性芒硝，再經(jīng)過(guò)濾、干燥和打包，得到中性芒硝固體成品，同時(shí)將上述兩次過(guò)濾的濾液返回發(fā)生器循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)二氧化氯產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝的回收利用方法，該方法在生產(chǎn)二氧化氯時(shí)以甲醇、硫酸、氯酸鈉為原料，在一定條件下在發(fā)生器中反應(yīng)，連續(xù)生成二氧化氯氣體及含酸性芒硝晶體的反應(yīng)液，然后將反應(yīng)液中的酸性芒硝晶體過(guò)濾出來(lái)與氫氧化鈉或者碳酸鈉在室溫條件下進(jìn)行中和反應(yīng)，達(dá)到pH＝7.3，生成中性芒硝，再經(jīng)過(guò)濾、干燥和打包，得到中性芒硝固體成品，同時(shí)將上述兩次過(guò)濾的濾液返回發(fā)生器循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)反應(yīng)。本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)在完成二氧化氯生產(chǎn)的同時(shí)將副產(chǎn)品酸性芒硝進(jìn)行轉(zhuǎn)化及回收利用。
文檔編號(hào)C01B11/00GK101544384SQ20091011403
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者農(nóng)光再, 宋海農(nóng), 李許生, 楊崎峰, 王雙飛, 覃程榮, 許開紹, 楠 陳 申請(qǐng)人:廣西大學(xué);廣西博世科環(huán)?？萍加邢薰?br>