一種氯酸鉀的生產設備的電解尾氣余氯吸收系統的制作方法

本實用新型屬于化工領域，尤其涉及一種氯酸鉀的生產設備的電解尾氣余氯吸收系統。

背景技術：

傳統的氯酸鉀制作工藝是使用的固(氯化鉀)-液(電解液)配置方法。這樣不僅計量不夠準確，質量不容易控制，容易出現夾心料；而且需要傳統的除雜工藝，采用純堿燒堿聯用，使氯化鉀的雜質Ca²⁺和Mg²⁺生成的CaCO₃和Mg(OH)₂沉降下來，再用靜沉清或精密過濾的方式使鹽水中的Ca²⁺和Mg²⁺總量控制在5ppm以內，可視為合格鹽水。但傳統工藝的溶液環境是多元系，是比較復雜的混合物，如在液相中有NaCI、NaCIO3、KCIO3、Na2Cr2O7，固相有CaCO3、Mg(OH)2及其它水不溶物。那么在溶解過濾過程中，鹽泥雜質中會帶有一定量的NaCI、NaCIO3、KCIO3和Na2Cr2O7這是不可避免的，尤其是少量的作為添加劑的Na2Cr2O7為重金屬，這樣的固廢是危險固廢。

如何使危險固廢變成普通的固廢，使雜質無毒化無害化是我們需要解決的問題。

此外，傳統的氯酸鉀制作工藝中，結晶時，各級換熱器之間的溫差較大，因此容易形成結晶掛壁現象，為了防止阻塞，需要經常清理列管及盤管，費時費力。

再次，化工生產中固液分離效率非常重要，晶相與液相比很大程度決定了分離效率，在離心機形式確定后分離速度、產品質量、水份含量都直接由固液比決定。一般氯酸鹽生產中經過結晶后固液比在10-25％相對比較稀，而推料離心機最佳固液比為40-70％，需要在物料進入離心前要適當增濃，以減輕離心機的壓力提高處理能力。

最后氯酸鹽生產中與酸、堿發生關聯的工序有：鹽水除鈣鎂、電解PH值調節、電解尾氣除去余氯。按照正常的設計，以上三個工序完全獨立，而物料及中間體在流程中流轉過程中酸堿頻繁變換，則每一個單獨的工序均為凈加入酸或凈加入堿，此種方法造成非常大的酸堿的浪費。

技術實現要素：

為解決上述問題本實用新型提供了一種氯酸鉀的生產設備的電解尾氣余氯吸收系統。本實用新型的設置使得氯酸鉀的生產過程中節省了酸堿原料，總量減少為原工藝的三分之一，尾氣中余氯降至0.02％以下。

一種氯酸鉀的生產設備的電解尾氣余氯吸收系統，包括堿性氯化鈉溶解裝置；堿性氯化鈉溶解裝置連通有噴淋罐連通有電解槽和堿液除氯系統，堿液除氯系統連通有水凈化罐，堿液除氯系統包括三個頂部和底部串聯連接的堿液除氯罐；噴淋罐、堿液除氯罐和水凈化罐中部均固定有減緩氯氣流動速度的填料層。

進一步的改進，所述堿性氯化鈉溶解裝置連接有流量計。

進一步的改進，所述堿性氯化鈉溶解裝置通過液體泵、加熱器和第二過濾器與噴淋罐連通。

本實用新型的設置使得氯酸鉀的生產過程中節省了酸堿原料，總量減少為原工藝的三分之一，尾氣中余氯降至0.02％以下。

附圖說明

圖1為本專利的總體結構示意圖；

圖2為溶液濃縮裝置的連接結構示意圖；

圖3為旋流增濃系統的連接結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定實用新型。

實施例1

如圖1-圖3所示的一種氯酸鉀的生產設備，包括堿性氯化鈉溶解裝置1和氯化鉀溶解裝置2，氯化鉀溶解裝置2通過第一過濾器3連通復分解反應設備5；堿性氯化鈉溶解裝置1連通有電解槽4，電解槽4連通氯氣去除裝置6和復分解反應設備5，復分解反應設備5連通有結晶器7，結晶器7連通離心裝置8，離心裝置8連通堿性氯化鈉溶解裝置1；結晶器7連通有溶液濃縮裝置9；堿性氯化鈉溶解裝置1和氯化鉀溶解裝置2均連接有流量計14。

氯氣去除裝置6包括與堿性氯化鈉溶解裝置2連通的噴淋罐61，噴淋罐61連通電解槽4和堿液除氯系統62，堿液除氯系統62連通有水凈化罐63，堿液除氯系統62包括三個頂部和底部串聯連接的堿液除氯罐621；噴淋罐61、堿液除氯罐621和水凈化罐63中部均固定有減緩氯氣流動速度的填料層64。

溶液濃縮裝置9包括與結晶器7頂部連通的真空冷卻系統10和與結晶器7底部連通的第一循環泵11，第一循環泵11通過加熱裝置12與結晶器7的頂部連通。

真空冷卻系統10包括與結晶器7頂部連通的主冷凝器101，主冷凝器101連通有深冷器102，深冷器102連通有真空泵103。

加熱裝置12為散熱器，散熱器通過冷卻電解槽4的電解余熱水作為熱源，電解余熱水通過循環水管121循環流動。

結晶器7底部連通有旋流增濃系統13，所述旋流增濃系統13包括與結晶器7底部連通的冷卻罐131，冷卻罐131通過第二循環泵132連通增濃罐133的頂部，增濃罐133內設有轉速為15-20轉/min的第一螺旋槳134；增濃罐133上部連通冷凍罐135，增濃罐133底部連通有離心裝置8，離心裝置8連通晶體烘干裝置137和冷凍罐135頂部；冷凍罐135的底部連通冷卻罐131，冷凍罐135的上部設有出液口138，出液口138連通堿性氯化鈉溶解裝置1；冷凍罐135內設有轉速為15-20轉/min的第二螺旋槳136。

結晶器7上設有三個豎向排列的透明觀察孔71，結晶器7內設有分散帽72；堿性氯化鈉溶解裝置1通過液體泵15、加熱器17和第二過濾器16與噴淋罐61連通。加熱器17用于將氯化鈉溶液加熱到與電解槽產生的混合氣體溫度相同或相近，從而防止氣體遇冷回縮引起倒吸，也可防止冬天時溶液過冷結晶堵塞噴淋罐61。

實施例2

一種氯酸鉀的生產方法，包括如下步驟：

步驟一；溶解氯化鈉形成氯化鈉溶液，加入NAOH或KOH調解氯化鈉溶液PH值為10-11；溶解氯化鉀形成氯化鉀溶液；氯化鉀溶液中加入Na₂CO₃和NaOH除去雜質。

本專利在氯化鉀溶解為均相后，溶液中僅有KCI一種溶質與少量鈣鎂離子，在加入Na2CO3和NaOH后將生產CaCO3和Mg(OH)2沉降。與多元系除雜相比，沒有NaCIO3、KCIO3等危險物和Na2Cr2O7重金屬鹽帶入鹽泥中，則固廢中僅有少量KCI為一般工業固廢，無環保隱患和處理的麻煩，并且固廢帶走物料少，節約又清潔。

此外由于本專利采用了液-夜配的方法，因此計量準，質量易控制，無夾心料。復分解反應設備及鹽水處理工藝設備變得非常簡單且設備投入大大減少，容易實現連續化大規模生產設計，但液—液配方法給系統帶進了更多的水，生產流程的設計一定要圍繞著水平衡制定針對性的方案，以保證母液系統不膨脹。本工藝在這個問題上采取了用電解余熱80℃水作為低溫熱源，通過真空濃縮的辦法很好的得到了解決。

步驟二：氯化鈉溶液通過噴淋罐61進入電解槽4電解，電解產生的混合氣體[包括氫氣、氧氣和氯氣]經過氯氣去除裝置6過濾除氯；電解液進入復分解反應設備5，氯化鉀溶液通過第一過濾器3進入復分解反應設備5，形成混合溶液。

采用鹽水余堿吸收電解尾氣余氯的方法，則大大節約總的酸堿使用量，總量減少為原工藝的三分之一，即鹽水PH值為10-11，用來吸收氫氣中0.15％-0.2％的氯氣，使這部分氯氣變成NaCLO和HCL，一方面酸性回流液替代了相當一部分應補給電解的鹽酸，另一方面尾氣凈化需要的補充堿已降至不足十分之一，因為在PH值＝10-11的鹽水噴淋后，尾氣中余氯降至0.02％以下。此項工藝僅增加一段吸收填料，在氣體向上與鹽水向下的對流過程中實現傳質。

步驟三、混合溶液進入結晶器7，然后通過溶液濃縮裝置9進行降溫濃縮形成結晶液，結晶器7內溫度為30-45℃，結晶液經冷卻罐131進入增濃罐133，冷卻罐131的溫度比結晶器7低5-10℃；增濃罐133的溫度比結晶器7低5-10℃；增濃罐133底部設有15-20轉/min的第一螺旋槳134；增濃罐133底部濃度高的結晶溶液[晶體濃度為40％-50％]進入離心裝置8離心形成氯酸鉀晶體；離心裝置8離心后的離心液和增濃罐133上部濃度低的結晶溶液[晶體濃度為1-5％]進入冷凍罐135；冷凍罐135底部濃度較高的溶液返回冷卻罐131；冷凍罐135上部濃度較低的溶液返回氯化鉀溶解裝置2；冷凍罐135的溫度比增濃罐133的溫度低5-10℃；冷凍罐135內設有轉速為15-20轉/min的第二螺旋槳136。

本步驟采用連續的熱交換及物料循壞，使濃縮結晶高效實現，冷卻介質僅有循壞冷卻水和冷凍水7℃，產生了四個溫度梯度每一降溫梯度溫差不大，約5-10℃可調，使晶體的溶解與結晶連續進行，效率高、晶形均勻，并且各級換熱器因溫差小不易形成結晶掛壁現象，減少了清理列管及盤管的特殊作業，同時對制冷量的要求連續穩定，冷水機組達到最高的制冷效率。第一螺旋槳134和第二螺旋槳136低速轉動，即可防止結晶堵塞裝置，有可防止將溶液攪拌過于激烈，影響底部結晶溶液的濃度。

而且本專利采用旋流增濃的方式，即在一定體積的罐內物料進入后經過一定速比的強制旋轉，上部含少量晶體的部分從增濃罐133的上部流出，旋轉落向底部的濃物料通過閥門開度進入離心機，效果非常理想、產能大，且設備運轉穩定，產品含水率控制在3％左右。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。