一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，包含以下工藝步驟：二氧化氯生產單元→反應殘液酸堿調節單元→蒸發單元→離心分離單元→回用與副產品產生單元，該綜合利用工藝將二氧化氯反應殘液通過蒸發濃縮去除反應殘液中的多余水分、溶解性二氧化氯，保留含含鹽和硫酸溶液的母液；其中所述的多余水分、溶解性二氧化氯通過二氧化氯吸收塔吸收，制取穩定性二氧化氯；所述的含硫酸氫鈉晶體和硫酸溶液的母液通過離心分離出硫酸氫鈉晶體和上清液，上清液回用，與新鮮濃硫酸混合用于過氧化氫法制備二氧化氯。本發明實現了過氧化氫法制備二氧化氯反應殘液的零排放；二次污染少，廢液綜合利用程度高，具有良好的經濟效益和環境效益。
【專利說明】一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工領域，涉及一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝。
【背景技術】
[0002]二氧化氯是一種優良的殺菌消毒劑、強氧化劑、漂白劑。它廣泛應用于飲用水殺菌消毒、養殖業、漁業殺菌消毒保鮮、工業廢水處理、紙漿漂白等領域。
[0003]二氧化氯一般都是通過在酸性環境中還原氯酸鈉而制得。常用的還原劑有二氧化硫、甲醇、氯化鈉、鹽酸以及過氧化氫等。相對而言，采用過氧化氫作還原劑，生產過程效率高，產品純度高，反應速率快。目前，過氧化氫還原氯酸鈉制備二氧化氯的新型工藝并得到工業化應用。它能夠高效制得不含有害成分的高純度二氧化氯。然而，為達到較高的反應效率，采用過氧化氫還原法制備二氧化氯通常需要在強酸溶液([H+]~8mol/L)中進行。這使得反應結束后產生大量強酸性殘液。殘液中除了含有較高濃度的H+外，還含有大量Na+、SO/—以及少量未反應完的ClO3'若不通過合理的技術手段實現酸的回用和鹽的提取，則既浪費資源又污染環境。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，以實現對過氧化氫法制備二氧化氯反應殘液的綜合利用，解決殘液的污染等問題。
[0005]一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，包含以下工藝步驟:二氧化氯生產單元一反應殘液酸堿調節單元一蒸發單元一離心分離單元一回用與副產品產生單元；具體工藝如下:
[0006](A) 二氧化氯生產單元:以NaClO3, H2SO4, H2O2為原料過氧化氫法制備二氧化氯，各原料的濃度分別為:n (NaClO3):2 ~4mol/L, n (H2O2)/n (NaClO3) =0.5，n (H2SO4) /n (NaClO3) =0.5 ~2，反應溫度為 60 ~90°C ;
[0007](B)反應殘液酸堿調節單元:根據原料n (H2SO4) /n (NaClO3)的比值大小分為兩類情況分別對待:a、當n (H2SO4) /n (NaClO3) =0.5~I時需向反應殘液中加堿，加堿物質的量為[n (H2SO4)-n (NaClO3)/2] *2 ;b、當 n (H2SO4)/n (NaClO3) =1 ~2 時，無需加堿調節；
[0008](C)蒸發單元:蒸發出的蒸汽通入二氧化氯生產單元的二氧化氯吸收塔制取穩定性二氧化氯，剩余的含鹽溶液進入離心分離單元；
[0009](D)離心分離單元:包含了采鹽和離心分離兩個子單元，采鹽單元將含鹽溶液從蒸發單元采出，離心分離單元將固液進行分離；
[0010](E)回用與副產品精制單元:根據(B)步驟中所述的兩種情況，經離心分離單元分別得到不同的產品，母液回不同工藝單元:當n(H2S04)/n(NaC103)=0.5~I時，離心分離出的產品為Na2SO4,母液回流至蒸發單元；當n(H2SO4) Ai(NaClO3)=I~2時,離心分離出的產品為NaHSO4,母液中含有較高濃度酸回流至二氧化氯生產單元。
[0011]蒸發單元的蒸發設備材質優選石墨。[0012]蒸發單元優選采用負壓真空蒸發，真空度為0. 02~0. 04Mpa。
[0013]有益效果
[0014]I、本發明實現了過氧化氫法制備二氧化氯反應殘液的零排放；
[0015]2、本發明通過將離心上清回用于過氧化氫法制備二氧化氯，實現了酸使用量的最小化；
[0016]3、制得了硫酸鈉和硫酸氫鈉副產鹽；
[0017]4、本發明二次污染少，廢液綜合利用程度高，具有良好的經濟效益和環境效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖I是本發明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例I
[0020]過氧化氫法制備二氧化氯生產單元：原料投加濃度分別為NaClO3 :2mol/L、H2O2 ： lmol/L、H2SO4 ：1. 5mol/L,得到的反應殘液中各離子濃度分別為Na+ ：2mol/L> H+ ：lmol/L> SO42 :1.5mol/L。
[0021]反應殘液酸堿調節單元：酸堿調節過程中加堿（NaOH) lmol/L。
[0022]蒸發單元：蒸發設備材質選用石墨，采用負壓真空蒸發，真空度為0. 04MPa，蒸發出的蒸汽通入二氧化氯生產單元的二氧化氯吸收塔制取穩定性二氧化氯，經蒸發后每升反應殘液得到I. 5moINa2SO4，無其它任何三廢產生；
[0023]離心分離單元：采鹽泵將蒸發設備中的Na2SO4采集治病輸送至離心單元，進行離心分離。
[0024]回用與副產品精制單元：經離心分離后的母液回流至蒸發單元，得到的沉淀 Na2SO4進行精制得Na2SO4產品。
[0025]實施例2
[0026]過氧化氫法制備二氧化氯生產單元：原料投加濃度分別為NaClO3 :2mol/L、H2O2 ： lmol/L、H2S04 :2mol/L,得到的反應殘液中各離子濃度分別為Na+ :2mol/L、H+ :2mol/L、S0廣： 2mol/L。
[0027]反應殘液酸堿調節單元：酸堿調節過程中不加堿（NaOH)。
[0028]蒸發單元：蒸發設備材質選用石墨，采用負壓真空蒸發，真空度為0. 03MPa，蒸發出的蒸汽通入二氧化氯生產單元的二氧化氯吸收塔制取穩定性二氧化氯，經蒸發后每升反應殘液得到2mol NaHSO4，無其它任何三廢產生。
[0029]離心分離單元：采鹽泵將蒸發設備中的含NaHSO4溶液采集治病輸送至離心單元， 進行離心分離。
[0030]回用與副產品精制單元：經離心分離后的母液中含有較高濃度酸，回流至二氧化氯生產單元回流，得到的沉淀NaHSO4進行精制得NaHSO4產品。
[0031]實施例3
[0032]過氧化氫法制備二氧化氯生產單元：原料投加濃度分別為NaClO3 :3mol/L、H2O2 ：
I.5mol/L、H2SO4 :4. 5mol/L,得到的反應殘液中各離子濃度分別為Na+ ：3mol/L> H+ ：6mol/L>
4SO42:4.5mol/L。
[0033] 反應殘液酸堿調節單元:酸堿調節過程中不加堿(NaOH)。
[0034]蒸發單元:蒸發設備材質選用石墨，采用負壓真空蒸發，真空度為0.02MPa，蒸發出的蒸汽通入二氧化氯生產單元的二氧化氯吸收塔制取穩定性二氧化氯，經蒸發后每升反應殘液得到3molNaHS04，1.5molH2S04, NaHSO4作為副產品；
[0035]離心分離單元:采鹽泵將蒸發設備中的含NaHSO4溶液采集治病輸送至離心單元，進行離心分離。
[0036]回用與副產品精制單元:經離心分離后的母液中含有較高濃度H2SO4，回用于二氧化氯生產單元，減少初始酸的投加量，增強反應體系酸濃度，提高反應效率，無其它任何三廢產生；得到的沉淀NaHSO4進行精制得NaHSO4產品。
【權利要求】
1.一種二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，其特征在于，包含以下工藝步驟：二氧化氯生產單元一反應殘液酸堿調節單元一蒸發單元一離心分離單元一回用與副產品產生單元； 具體工藝如下：(A)二氧化氯生產單元：以NaClO3, H2SO4, H2O2為原料過氧化氫法制備二氧化氯，各原料的濃度分別為：n (NaClO3) :2 ~4mol/L，n (H2O2)/n (NaClO3) =0. 5，n (H2SO4)/n (NaClO3) =0. 5 ~ 2，反應溫度為60~90°C ；(B)反應殘液酸堿調節單元：根據原料n(H2S04)Ai(NaClO3)的比值大小分為兩類情況分別對待：a、當n(H2S04) Ai(NaClO3)=O. 5~I時需向反應殘液中加堿，加堿物質的量為 [n (H2SO4) -n (NaClO3)/2] *2 ;b、當 n (H2SO4)/n (NaClO3) =1 ~2 時，無需加堿調節；(C)蒸發單元：蒸發出的蒸汽通入二氧化氯生產單元的二氧化氯吸收塔制取穩定性二氧化氯，剩余的含鹽溶液進入離心分離單元；(D)離心分離單元：包含了采鹽和離心分離兩個子單元，采鹽單元將含鹽溶液從蒸發單元采出，離心分離單元將固液進行分離；(E)回用與副產品精制單元：根據（B)步驟中所述的兩種情況，經離心分離單元分別得到不同的產品，母液回不同工藝單元：當n (H2SO4) Ai(NaClO3)=O. 5~I時,離心分離出的產品為Na2SO4，母液回流至蒸發單元；當n(H2S04)/n(NaC103)=l~2時，離心分離出的產品為 NaHS04，母液中含有較高濃度酸回流至二氧化氯生產單元。
2.根據權利要求1所述的二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，其特征在于蒸發單元的蒸發設備材質選用石墨。
3.根據權利要求1所述的二氧化氯反應殘液綜合利用工藝，其特征在于蒸發單元采用負壓真空蒸發，真空度為0. 02~0. 04Mpa。
【文檔編號】C01B11/02GK103523754SQ201310487937
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】徐炎華, 朱明新, 胡俊, 沈麗娜 申請人:南京工大環境科技有限公司