一种大产能且无废酸排放的亚氯酸钠生产设备的制作方法

本实用新型属于亚氯酸钠制备技术领域，具体是一种大产能且无废酸排放的亚氯酸钠生产设备。

背景技术：

亚氯酸钠是一种高效氧化剂，用途很广泛，主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造等。亚氯酸钠产品有固体和液体两种，但是在许多应用领域都使用液体，主要原因是因为固体产品危险性大，液体产品危险性小。目前使用液体产品含量一般在20～30％(w/w)，在常温下稳定，一般保质期可达12个月以上。

目前，工业生产亚氯酸钠主要生产方式有采用卧式发生器制备二氧化氯气体生产亚氯酸钠的生产方式。该生产方式存在二氧化氯制备系统产生的酸性废液直接外排污染环境，废酸中的氯酸钠、硫酸、副产品芒硝无法有效利用,或者需要配置蒸发结晶器浓缩处理废液，存在增加投资及运行成本的问题；此外，卧式发生器占地面积相对较大，无法满足大产能二氧化氯制备系统的需求。目前已知的卧式发生器二氧化氯制备系统单套最大二氧化氯产能为25t/d。

因此需要开发出一种大产能、节能环保的亚氯酸钠生产设备。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大产能、节能环保的亚氯酸钠生产设备，该设备集二氧化氯发生、反应液蒸发浓缩、芒硝结晶、过滤和干燥于一体，且能制备纯度高、水分含量低的二氧化氯气体生产出浓度较高的亚氯酸钠溶液，单套二氧化氯产能可以达到40t/d；而且具有生产过程中无固体废弃物及废液外排，不需要增加额外的反应液蒸发、结晶及稀产品浓缩系统等优点。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型一种大产能且无废酸排放的亚氯酸钠生产设备，主要由二氧化氯发生系统、亚氯酸钠制备系统、冷凝液处理系统、尾气处理系统和芒硝处理系统组成，所述二氧化氯发生系统包括发生器1和再沸器2，发生器1的底部出口经下循环管12与再沸器2的入口相接，再沸器2的出口经上循环管13与发生器1的入口相接形成循环回路，硫酸管21、双氧水及氯酸钠管20分别接入上循环管13和下循环管12，下循环管12上安装有循环泵3，发生器1的上部经排气管14与冷凝器4的顶部相接；所述亚氯酸钠制备系统包括吸收塔26、冷却器30，吸收塔双氧水管33以及冷凝器二氧化氯排气管15分别接入吸收塔26，冷凝器二氧化氯排气管15的另一端连接冷凝器4的气体出口，吸收塔26的底部出口连接亚氯酸钠泵28，亚氯酸钠泵28的出口分两路，一路连接亚氯酸钠储槽31，另一路连接冷却器30，冷却器30的出口并接吸收塔碱液管34后接入吸收塔26，吸收塔26的顶部连接尾气管35，尾气管35上安装有真空泵27；所述冷凝液处理系统包括曝气池5、冷凝水槽8，曝气池5的入口经冷凝液管16连接冷凝器4的液体出口，冷凝液管16上安装有冷凝液泵32，曝气池5的液体出口经出液管25连接冷凝水槽8，曝气池5的气体出口连接曝气池二氧化氯排气管24；所述尾气处理系统包括尾气洗涤塔7，曝气池二氧化氯排气管24、尾气管35以及尾气洗涤塔双氧水管36均接入尾气洗涤塔7，尾气洗涤塔7的底部出口连接稀亚氯酸钠管37，亚氯酸钠管37上安装有稀亚氯酸钠泵39，稀亚氯酸钠管37的出口分两路，一路接入吸收塔26，另一路与尾气洗涤塔碱液管38并接后接入尾气洗涤塔7，尾气洗涤塔7的顶部出口连接尾气风机29；所述芒硝处理系统包括芒硝过滤装置10和干燥装置11，芒硝过滤装置10的入口经芒硝供料管22连接下循环管12，该芒硝供料管22上安装有芒硝供料泵9，芒硝过滤装置10的液体出口经滤液管23接入下循环管12，芒硝过滤装置10的固体出口连接干燥装置11。

所述冷凝器4设有冷却水进水管18和冷却水回水管19。

所述曝气池5的底部经出风管17连接鼓风机6。

本实用新型采用的反应器为立式反应器。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型生产设备集二氧化氯发生、反应液蒸发浓缩、芒硝过滤干燥于一体，不需要增加额外的反应液蒸发、结晶系统，无废酸及固体废弃无外排。

2、本实用新型生产设备能生产出纯度高、水分含量低的二氧化氯气体，从而减少进入亚氯酸钠制备系统的含水量，生产出浓度较高的亚氯酸钠溶液，不需要在后工序增加稀产品蒸发浓缩装置。

3、本实用新型配置有尾气洗涤塔，洗涤液回用至吸收塔进一步吸收二氧化氯，吸收反应效果好。

4、本实用新型的二氧化氯反应器采用立式反应器，相对与卧式发生器，系统占地面积小，单套二氧化氯产能可以达到40t/d。

附图说明

图1是本实用新型一种大产能且无废酸排放的亚氯酸钠生产设备的整体结构图。

图1中：1、发生器；2、再沸器；3、循环泵；4、冷凝器；5、曝气池；6、鼓风机；7、尾气洗涤塔；8、冷凝水槽；9、芒硝供料泵10、芒硝过滤装置；11、干燥装置；12、下循环管13、上循环管；14、排气管；15、冷凝器二氧化氯排气管；16、冷凝液管；17、出风管；18、冷却水进水管；19、冷却水回水管；20、双氧水及氯酸钠管；21、硫酸管；22、芒硝供料管；23、滤液管；24、曝气池二氧化氯排气管；25、出液管；26、吸收塔；27、真空泵；28、亚氯酸钠泵；29、尾气风机；30、冷却器；31、亚氯酸钠储槽；32、冷凝液泵；33、吸收塔双氧水管；34、吸收塔碱液管；35、尾气管；36、尾气洗涤塔双氧水管；37、稀亚氯酸钠管；38、尾气洗涤塔碱液管；39、稀亚氯酸钠泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型大产能且无废酸排放的亚氯酸钠生产设备主要由二氧化氯发生系统、亚氯酸钠制备系统、冷凝液处理系统、尾气处理系统和芒硝处理系统组成，所述二氧化氯发生系统包括立式发生器1和再沸器2，立式发生器1的底部出口经下循环管12与再沸器2的入口相接，再沸器2的出口经上循环管13与发生器1的入口相接形成循环回路，硫酸管21接入上循环管13，双氧水及氯酸钠管20接入下循环管12，下循环管12上安装有循环泵3，发生器1的上部经排气管14与冷凝器4的顶部相接，冷凝器4设有冷却水进水管18和冷却水回水管19；所述亚氯酸钠制备系统包括吸收塔26、冷却器30，吸收塔双氧水管33以及冷凝器二氧化氯排气管15分别接入吸收塔26，冷凝器二氧化氯排气管15的另一端连接冷凝器4下部侧面的排气口，吸收塔26的底部出口连接亚氯酸钠泵28，亚氯酸钠泵28的出口分两路，一路连接亚氯酸钠储槽31，另一路连接冷却器30，冷却器30的出口并接吸收塔碱液管34后接入吸收塔26，吸收塔26的顶部连接尾气管35，尾气管35上安装有真空泵27；所述冷凝液处理系统包括曝气池5、冷凝水槽8，曝气池5的入口经冷凝液管16连接冷凝器4的液体出口，冷凝液管16上安装有冷凝液泵32，曝气池5的液体出口经出液管25连接冷凝水槽8，曝气池5的气体出口连接曝气池二氧化氯排气管24；所述尾气处理系统包括尾气洗涤塔7，曝气池二氧化氯排气管24、尾气管35以及尾气洗涤塔双氧水管36均接入尾气洗涤塔7，尾气洗涤塔7的底部出口连接稀亚氯酸钠管37，亚氯酸钠管37上安装有稀亚氯酸钠泵39，稀亚氯酸钠管37的出口分两路，一路接入吸收塔26，另一路与尾气洗涤塔碱液管38并接后接入尾气洗涤塔7，尾气洗涤塔7的顶部出口连接尾气风机29；所述芒硝处理系统包括芒硝过滤装置10和干燥装置11，芒硝过滤装置10的入口经芒硝供料管22连接下循环管12，该芒硝供料管22上安装有芒硝供料泵9，芒硝过滤装置10的液体出口经滤液管23接入下循环管12，芒硝过滤装置10的固体出口连接干燥装置11。

所述曝气池5的底部经出风管17连接鼓风机6。

本实用新型采用的立式发生器产生的含水量较高的二氧化氯气体，在进入吸收塔前，先通过冷凝器冷凝去除大部分水分，得到含水量低、纯度高的二氧化氯气体，从而减少进入使用工序的水量，进而制备出浓度较高的亚氯酸钠，不需要增加稀产品蒸发浓缩系统；冷凝所得的水经曝气脱除二氧化氯后可用于溶解氯酸钠，无废水外排；反应产生的副产品芒硝，经过滤装置过滤浓缩后干燥成元明粉外卖，无固体废弃物产生。

本实用新型生产设备配置了用于脱除冷凝液中二氧化氯气体的曝气池和鼓风机。

本实用新型生产设备配置了尾气洗涤塔，用于吸收冷凝液分离出来的尾气以及吸收塔吸收二氧化氯后的尾气。

以下是采用上述生产设备制备47t/d亚氯酸钠(100％)的具体应用实例：

实施例1，具体操作步骤如下：

步骤1，通过硫酸管、双氧水及氯酸钠管将硫酸、双氧水与氯酸钠的混合液送入立式发生器内进行氧化还原反应生成二氧化氯气体，同时通过再沸器加热将原料带入的水以及反应生成的水蒸发，维持发生器内的液位稳定，使芒硝结晶。控制立式发生器内反应温度71℃，真空度-85kpa，母液硫酸浓度为4mol/l、氯酸钠浓度2.3mol/l，固含量20％(v/v)。从发生器排出的二氧化氯气体含水量77.2％(w/w),基本不含氯气，二氧化氯产能为35t/d。

步骤2，发生器顶部排出的二氧化氯、水蒸汽混合气体进入冷凝器冷凝，冷凝后的二氧化氯气体温度为38℃，含水量8.4％(w/w)，经冷凝器二氧化氯排气管送至吸收塔。

步骤3，吸收塔加入双氧水、碱液，吸收二氧化氯气体后制备亚氯酸钠溶液，塔内温度控制在41℃，而后亚氯酸钠溶液由亚氯酸钠泵抽出，一部分循环回吸收塔与双氧水、碱液混合后进一步吸收二氧化氯，一部分被泵至亚氯酸钠储槽，制备的亚氯酸钠溶液浓度达到32.1％(w/w)。

步骤4，冷凝后得到的冷凝水从冷凝器底部排出，进入曝气池内通过曝气脱除溶在水中的少量二氧化氯气体；脱出的二氧化氯气体进入尾气洗涤塔，经碱液及双氧水吸收洗涤后排空，洗涤得到的稀亚氯酸钠溶液泵回吸收塔进一步吸收二氧化氯气体；曝气后的冷凝液溢流至冷凝液槽存储后供溶解氯酸钠使用。

步骤5，发生器内产生的副产品芒硝，经芒硝供料泵抽出，送至过滤装置过滤后干燥外卖。

实施例2，具体操作步骤如下：

步骤1，通过硫酸管、双氧水及氯酸钠管将硫酸、双氧水与氯酸钠的混合液送入立式发生器内进行氧化还原反应生成二氧化氯气体，同时通过再沸器加热将原料带入的水以及反应生成的水蒸发，维持发生器内的液位稳定。控制立式发生器内反应温度71.5℃，真空度-85kpa，母液硫酸浓度为4.05mol/l、氯酸钠浓度2.4mol/l，固含量23％(v/v)。从发生器排出的二氧化氯气体含水量77.1％(w/w),基本不含氯气，二氧化氯产能为35t/d。

步骤2，发生器顶部排出的二氧化氯、水蒸汽混合气体进入冷凝器冷凝，冷凝后的二氧化氯气体温度为37℃，含水量8.2％(w/w)，经冷凝器二氧化氯排气管送至吸收塔。

步骤3，吸收塔加入双氧水、碱液，吸收二氧化氯气体后制备亚氯酸钠溶液，塔内温度控制在40℃，而后亚氯酸钠溶液由亚氯酸钠泵抽出，一部分循环回吸收塔与双氧水、碱液混合后进一步吸收二氧化氯，一部分被泵至亚氯酸钠储槽，制备的亚氯酸钠溶液浓度达到32.2％(w/w)。

步骤4，冷凝后得到的冷凝水从冷凝器底部排出，进入曝气池内通过曝气脱除溶在水中的少量二氧化氯气体；脱出的二氧化氯气体进入尾气洗涤塔，经碱液及双氧水吸收洗涤后排空，洗涤得到的稀亚氯酸钠溶液泵回吸收塔进一步吸收二氧化氯气体；曝气后的冷凝液溢流至冷凝液槽存储后供溶解氯酸钠使用。

步骤5，发生器内产生的副产品芒硝，经芒硝供料泵抽出，送至过滤装置过滤后干燥外卖。

实施例3，具体操作步骤如下：

步骤1，通过硫酸管、双氧水及氯酸钠管将硫酸、双氧水与氯酸钠的混合液送入立式发生器内进行氧化还原反应生成二氧化氯气体，同时通过再沸器加热将原料带入的水以及反应生成的水蒸发，维持发生器内的液位稳定。控制立式发生器内反应温度72.5℃，真空度-85kpa，母液硫酸浓度为4.1mol/l、氯酸钠浓度2.5mol/l，固含量25％(v/v)。从发生器排出的二氧化氯气体含水量77.3％(w/w),基本不含氯气，二氧化氯产能为35t/d。

步骤2，发生器顶部排出的二氧化氯、水蒸汽混合气体进入冷凝器冷凝，冷凝后的二氧化氯气体温度为36℃，含水量8.1％(w/w)，经冷凝器二氧化氯排气管送至吸收塔。

步骤3，吸收塔加入双氧水、碱液，吸收二氧化氯气体后制备亚氯酸钠溶液，塔内温度控制在39℃，而后亚氯酸钠溶液由亚氯酸钠泵抽出，一部分循环回吸收塔与双氧水、碱液混合后进一步吸收二氧化氯，一部分被泵至亚氯酸钠储槽，制备的亚氯酸钠溶液浓度达到32.25％(w/w)。

步骤4，冷凝后得到的冷凝水从冷凝器底部排出，进入曝气池内通过曝气脱除溶在水中的少量二氧化氯气体；脱出的二氧化氯气体进入尾气洗涤塔，经碱液及双氧水吸收洗涤后排空，洗涤得到的稀亚氯酸钠溶液泵回吸收塔进一步吸收二氧化氯气体；曝气后的冷凝液溢流至冷凝液槽存储后供溶解氯酸钠使用。

步骤5，发生器内产生的副产品芒硝，经芒硝供料泵抽出，送至过滤装置过滤后干燥外卖。

本实用新型采用双氧水作为还原剂，利用立式发生器制取含大量水蒸汽的二氧化氯气体，而后用冷凝器冷凝大部分蒸汽后得到含水量低于9％(w/w)的二氧化氯气体，可减少后续工序的进水量，制备的亚氯酸钠溶液浓度可达到31％(w/w)以上。冷凝后的冷凝液脱除二氧化氯后回用做氯酸钠溶解水；脱出的二氧化氯气体进入尾气洗涤塔，经碱液及双氧水吸收洗涤后排空，洗涤得到的稀亚氯酸钠溶液泵回吸收塔进一步吸收二氧化氯气体，系统吸收反应效果好。本实用新型设备集二氧化氯发生、反应液蒸发浓缩、芒硝过滤干燥于一体，能制备纯度高、水分含量低的二氧化氯气体生产出浓度较高的亚氯酸钠溶液，且生产过程中无固体废弃物及废液外排，不需要增加额外的反应液蒸发、结晶及稀产品浓缩系统。

本实用新型整个生产过程无固体废弃物和废液产生。

上文已经用具体实施方式对本实用新型作了详尽的描述，虽然在本实用新型基础上，出于工程实施需要，可以对本实用新型的具体实施方式作一些修改或改进，但对本领域技术人员而言是显而易见的、没有做出创造性劳动前提下所做的修改，都属于本实用新型保护的范围。