本實用新型涉及制備高鐵酸鹽溶液的反應體系技術領域，具體涉及一種微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)。

背景技術：

高鐵酸鹽(鈉、鉀)是六價鐵鹽，有效成部分是高鐵酸根，具有很強的氧化性，因此能通過氧化作用進行消毒。同時，由于反應過后的還原產(chǎn)物是氫氧化鐵[Fe(OH)3]，在溶液中呈膠體，能夠?qū)⑺械膽腋∥锞奂纬沙恋?，能高效地除去水中的微細懸浮物。高鐵酸鹽不僅是理想的水處理藥劑、有機工業(yè)高選擇氧化劑、優(yōu)良的化學電源電極材料，還是理想的磁記憶材料和重要的無機合成試劑。

目前，高鐵酸鹽的制備大都采用次氯酸鹽氧化法進行生產(chǎn)。該制備方法的基本原理是利用次氯酸鹽在濃堿溶液中氧化三價鐵生成高鐵酸鹽；也有采用電解三氯化鐵和氫氧化鈉溶液后，再與氫氧化鉀反應制得。

高鐵酸鹽有自催化現(xiàn)象，具有不穩(wěn)定性，不能長期保存，因此，實現(xiàn)高鐵酸鹽溶液的連續(xù)快速制備，成為其推廣、應用的一個方向和亟待解決的難點。

有關高鐵酸鹽制備的報道也有一些。專利文獻CN103058281A公開了一種在線濕化學法制備高鐵酸鹽的工藝及裝置，該專利文獻涉及一種在線濕化學法制備高鐵酸鹽的工藝，采用鐵源僅限于三價鐵鹽，反應得到產(chǎn)物較慢，實際應用比較困難。

微波化學反應器是一種利用微波加熱的化學反應裝置，具有加熱速度快、加熱均勻、選擇性加熱、可促進化學反應速率等優(yōu)點。微波反應器已有生產(chǎn)產(chǎn)品；但是，應用微波反應器連續(xù)生產(chǎn)制備高鐵酸鹽溶液方面尚未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是：根據(jù)目前現(xiàn)有制備高鐵酸鹽溶液反應體系存在的不足之處，本實用新型提供一種微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)。本實用新型采用微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所用的鐵源原料可以是三價鐵鹽，也可以是鐵的氧化物，具有快速、實用等優(yōu)點。

為了解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案是：

本實用新型提供一種微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括液體混合罐、混合攪拌罐、微波反應器、溫度傳感器、水冷凝器和固液分離器，各設備之間通過管道相連通；所述混合攪拌罐上方設有加料斗，或者在混合攪拌罐下方設有儲液罐，混合攪拌罐與儲液罐通過管道相連通；各設備之間的連接關系為：

液體混合罐通過管道與混合攪拌罐相連通，液體混合罐與混合攪拌罐之間設有截止閥和計量泵；在混合攪拌罐上設有加料斗，或者在混合攪拌罐下方設有儲液罐，混合攪拌罐與儲液罐之間通過管道相連通；混合攪拌罐與微波反應器之間通過管道相連通，二者之間依次設有截止閥、計量泵和溫度傳感器；微波反應器通過管道與水冷凝器相連通，二者之前設有溫度傳感器；水冷凝器通過管道與固液分離器相連通，二者之間設有溫度傳感器，固液分離器上設有溶液產(chǎn)品出口，溶液產(chǎn)品出口下部設有固體殘渣出口。

根據(jù)上述的微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述混合攪拌罐和儲液罐之間設有截止閥和計量泵。

根據(jù)上述的微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述微波反應器由微波腔體、盤管反應器和微控制器構(gòu)成（即微波反應器是在微波腔體內(nèi)盤管進口從上螺旋逐級盤下，與微控制器構(gòu)成一體；盤管由聚四氟乙烯材料制成）。

根據(jù)上述的微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述溶液產(chǎn)品出口處設有截止閥；固體殘渣出口處設有截止閥。

另外，提供一種微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，其特征在于，所述反應系統(tǒng)包括第一儲液罐、混合加熱攪拌罐、第一水冷凝器、混合攪拌罐、第二儲液罐、微波反應器、第二水冷凝器和固液分離器，各設備之間通過管道相連通；各設備之間的連接關系為：

第一儲液罐與混合加熱攪拌罐之間通過管道相連通，二者之間設有截止閥和計量泵；混合加熱攪拌罐上設有加料斗，混合加熱攪拌罐通過管道與第一水冷凝器相連通，二者之間設有計量泵和溫度傳感器；第一水冷凝器通過管道與混合攪拌罐相連通，二者之間設有溫度傳感器；混合攪拌罐通過管道與下方設有的第二儲液罐相連通，二者之間設有截止閥和計量泵；混合攪拌罐通過管道與微波反應器相連通，二者之間依次設有截止閥、計量泵和溫度傳感器；微波反應器通過管道與第二水冷凝器相連通，二者之間設有溫度傳感器；第二水冷凝器通過管道與固液分離器相連通，二者之間設有溫度傳感器，固液分離器上設有溶液產(chǎn)品出口，溶液產(chǎn)品出口下部設有固體殘渣出口。

根據(jù)上述的微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述微波反應器由微波腔體、盤管反應器和微控制器構(gòu)成（即微波反應器是在微波腔體內(nèi)盤管進口從上螺旋逐級盤下，與微控制器構(gòu)成一體；盤管由聚四氟乙烯材料制成）。

根據(jù)上述的微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述溶液產(chǎn)品出口處設有截止閥；固體殘渣出口處設有截止閥。

1、本實用新型采用微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，鐵源可以是三價鐵鹽，也可以是鐵的氧化物，該反應系統(tǒng)具有快速、實用等優(yōu)點。

2、利用本實用新型反應系統(tǒng)可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高鐵酸鹽溶液，反應體系適用于反應物為固體加料和混合液體加料兩種情況。

3、本實用新型反應系統(tǒng)采用微波反應制備高鐵酸鹽溶液，具有反應速度快、效率高、節(jié)能等優(yōu)點，可以實現(xiàn)快速制備高鐵酸鹽溶液。

4、本實用新型反應系統(tǒng)實現(xiàn)了連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液，具有較大的生產(chǎn)能力，可控制，且產(chǎn)品含量穩(wěn)定，具有較大的實用價值。

5、本實用新型反應系統(tǒng)適合采用的鐵源原料可以是三價鐵鹽，也可以是鐵的氧化物；鐵源原料可以是液體，也可以是固體，適用多種情況，易于推廣。

附圖說明：

圖1 本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖1中：1為液體混合罐，2為混合攪拌罐，3為微波反應器，3-1為微波腔體，3-2為盤管反應器，3-3為微控制器，4為水冷凝器，5為固液分離器，6為加料斗，7-1為第一溫度傳感器，7-2為第二溫度傳感器，7-3為第三溫度傳感器，8-1為第一計量泵，8-2為第二計量泵，9-1為第一截止閥，9-2為第二截止閥，9-3為第三截止閥，9-4為第四截止閥。

圖2 本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖2中：1為液體混合罐，2為混合攪拌罐，3為微波反應器，3-1為微波腔體，3-2為盤管反應器，3-3為微控制器，4為水冷凝器，5為固液分離器，6為儲液罐，7-1為第一溫度傳感器，7-2為第二溫度傳感器，7-3為第三溫度傳感器，8-1為第一計量泵，8-2為第二計量泵，8-3為第三計量泵，9-1為第一截止閥，9-2為第二截止閥，9-3為第三截止閥，9-4為第四截止閥，9-5為第五截止閥。

圖3 本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之三；

圖3中：1為第一儲液罐，2為混合加熱攪拌罐，3為第一水冷凝器，4為混合攪拌罐，5為第二儲液罐，6為加料斗，7為微波反應器，7-1為微波腔體，7-2為盤管反應器，7-3為微控制器，8為第二水冷凝器，9為固液分離器，10-1為第一溫度傳感器，10-2為第二溫度傳感器，10-3為第三溫度傳感器，10-4為第四溫度傳感器，10-5為第五溫度傳感器，11-1為第一計量泵，11-2為第二計量泵，11-3為第三計量泵，11-4為第三計量泵，12-1為第一截止閥，12-2為第二截止閥，12-3為第三截止閥，12-4為第四截止閥，12-5為第五截止閥。

具體實施方式：

以下結(jié)合實施例進一步闡述本實用新型，但并不限制本實用新型的保護內(nèi)容。

實施例1：

參考附圖1，本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括液體混合罐1、混合攪拌罐2、微波反應器3、溫度傳感器、水冷凝器4和固液分離器5，各設備之間通過管道相連通；所述混合攪拌罐2上方設有加料斗6；各設備之間的連接關系為：

液體混合罐1通過管道與混合攪拌罐2相連通，液體混合罐1與混合攪拌罐2之間設有截止閥9-1和計量泵8-1；在混合攪拌罐2上設有加料斗6；混合攪拌罐2與微波反應器3之間通過管道相連通，二者之間依次設有截止閥9-2、計量泵8-2和溫度傳感器7-1；微波反應器3由微波腔體3-1、盤管反應器3-2和微控制器3-3構(gòu)成（在微波腔體內(nèi)盤管進口從上螺旋逐級盤下，與微控制器構(gòu)成一體；盤管由聚四氟乙烯材料制成）；微波反應器3通過管道與水冷凝器4相連通，二者之間設有溫度傳感器7-2；水冷凝器4通過管道與固液分離器5相連通，二者之間設有溫度傳感器7-3，固液分離器5上設有溶液產(chǎn)品出口，產(chǎn)品出口處設有截止閥9-3，溶液產(chǎn)品出口下部設有固體殘渣出口，固體殘渣出口處設有截止閥9-4。

本實用新型實施例1的操作過程為：

氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液首先在液體混合罐1中按照一定比例混合，混合后通過管道導入混合攪拌罐2中，與從加料斗6中加入混合攪拌罐2中的三價鐵鹽進行混合，混合后通過管道進入微波反應器3中進行混合反應，反應后進入水冷凝器4中進行冷凝，冷凝后進入固液分離器5中進行固液分離，分離后液體產(chǎn)品從溶液產(chǎn)品出口排出收集，固體殘渣從固體殘渣出口處排出收集。

實施例2：

參考附圖2，本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括液體混合罐1、混合攪拌罐2、微波反應器3（在微波腔體內(nèi)盤管進口從上螺旋逐級盤下，與微控制器構(gòu)成一體；盤管由聚四氟乙烯材料制成）、溫度傳感器、水冷凝器4和固液分離器5，各設備之間通過管道相連通；所述混合攪拌罐2下方設有儲液罐6，混合攪拌罐2與儲液罐6通過管道相連通；各設備之間的連接關系為：

液體混合罐1通過管道與混合攪拌罐2相連通，液體混合罐1與混合攪拌罐2之間設有截止閥9-1和計量泵8-1；在混合攪拌罐2下方設有儲液罐6，混合攪拌罐2與儲液罐6之間通過管道相連通，混合攪拌罐2和儲液罐6之間設有截止閥9-4和計量泵8-3；混合攪拌罐2與微波反應器3之間通過管道相連通，二者之間依次設有截止閥9-2、計量泵8-2和溫度傳感器7-1；微波反應器3由微波腔體3-1、盤管反應器3-2和微控制器3-3構(gòu)成；微波反應器3通過管道與水冷凝器4相連通，二者之間設有溫度傳感器7-2；水冷凝器4通過管道與固液分離器5相連通，二者之間設有溫度傳感器7-3，固液分離器5上設有溶液產(chǎn)品出口，產(chǎn)品出口處設有截止閥9-3，溶液產(chǎn)品出口處設有固體殘渣出口，固體殘渣出口處設有截止閥9-5。

本實用新型實施例2的操作過程為：

氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液首先在液體混合罐1中按照一定比例混合，混合后通過管道導入混合攪拌罐2中，與從儲液罐6中導入混合攪拌罐2中的三價鐵鹽溶液進行混合，混合后通過管道進入微波反應器3中進行混合反應，反應后進入水冷凝器4中進行冷凝，冷凝后進入固液分離器5中進行固液分離，分離后液體產(chǎn)品從溶液產(chǎn)品出口處排出收集，固體殘渣從固體殘渣出口處排出收集。

實施例3：

參見附圖3，本實用新型微波連續(xù)制備高鐵酸鹽溶液的反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括第一儲液罐1、混合加熱攪拌罐2、第一水冷凝器3、混合攪拌罐4、第二儲液罐5、微波反應器7（在微波腔體內(nèi)盤管進口從上螺旋逐級盤下，與微控制器構(gòu)成一體；盤管由聚四氟乙烯材料制成）、第二水冷凝器8和固液分離器9，各設備之間通過管道相連通；各設備之間的連接關系為：

第一儲液罐1與混合加熱攪拌罐2之間通過管道相連通，二者之間設有截止閥12-1和計量泵11-1；混合加熱攪拌罐2上設有加料斗6，混合加熱攪拌罐2通過管道與第一水冷凝器3相連通，二者之間設有計量泵11-2和溫度傳感器10-1；第一水冷凝器3通過管道與混合攪拌罐4相連通，二者之間設有溫度傳感器10-2；混合攪拌罐4通過管道與下方設有的第二儲液罐5相連通，二者之間設有截止閥12-2和計量泵11-3；混合攪拌罐4通過管道與微波反應器7相連通，二者之間依次設有截止閥12-3、計量泵11-4和溫度傳感器10-3；微波反應器7由微波腔體7-1、盤管反應器7-2和微控制器7-3構(gòu)成；微波反應器7通過管道與第二水冷凝器8相連通，二者之間設有溫度傳感器10-4；第二水冷凝器8通過管道與固液分離器9相連通，二者之間設有溫度傳感器10-5，固液分離器9上設有溶液產(chǎn)品出口，產(chǎn)品出口處設有截止閥12-4，溶液產(chǎn)品出口下部設有固體殘渣出口，固體殘渣出口處設有截止閥12-5。

本實用新型實施例3的操作過程為：

第一儲液罐1中的氫氧化鈉溶液首先倒入混合加熱攪拌罐2中，與從加料斗6加入的三價鐵鹽進行加熱混合，混合后經(jīng)第一水冷凝器3冷卻，冷卻后進入混合攪拌罐4中，與從第二儲液罐5倒入混合攪拌罐4中的次氯酸鈉溶液進行混合，混合后倒入微波反應器7進行反應，反應后經(jīng)第二水冷凝器8冷卻，冷卻后進入固液分離器進行分離，所得溶液產(chǎn)品從固體分離器溶液產(chǎn)品出口處排出收集，固體殘渣從固體殘渣出口處排出收集。