專利名稱：一種電解法生產(chǎn)液氯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液氯的生產(chǎn)方法，特別是一種電解法生產(chǎn)液氯的方法。
傳統(tǒng)電解法生產(chǎn)液氯的工藝為電解食鹽水。該工藝是采用3V的直流電源，在較大的電流下使食鹽水電解。在陽(yáng)極收集氯氣，在陰極收集氫氣，留在電解槽內(nèi)的液體可用來(lái)生產(chǎn)氫氧化鈉。該技術(shù)在生產(chǎn)中主要存在下列問(wèn)題(1)電解使電能消耗較高。生產(chǎn)1噸液氯耗電量大約為2350千瓦時(shí)；(2)進(jìn)入電解槽的氯化鈉濃度較低，只有24％左右，這樣導(dǎo)致單個(gè)電解槽的生產(chǎn)能力較低；本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能耗低且生產(chǎn)能力高的電解法生產(chǎn)液氯新工藝。是采用氯化銨溶液作為電解液利用電解法生產(chǎn)液氯并副產(chǎn)液氫、液氨的方法，本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到，本發(fā)明是一種電解法生產(chǎn)液氯的方法，在電解液中設(shè)置兩個(gè)電極，通入直流電源，收集陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣、陰極產(chǎn)生的氫氣，分別經(jīng)壓縮、冷凝后制成液氯、液氫，其特點(diǎn)是電解液為重量濃度25-40％的氯化銨溶液，電源采用2.5-3V直流電源。
為使本發(fā)明得到更佳的效果，本發(fā)明還可通過(guò)以下方進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述的生產(chǎn)液氯的方法，其特點(diǎn)是將電解槽內(nèi)剩余的電解液常壓下加熱至85-100℃蒸發(fā)得到氨氣、將其冷卻、壓縮、冷凝制得液氨。
為使本發(fā)明得到更佳的效果，本發(fā)明還可通過(guò)以下方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述的生產(chǎn)液氯的方法，其特點(diǎn)是將氯氣、氫氣、氨氣分別壓縮冷卻成液氯、液氫、液氨過(guò)程中所用的冷卻回水用來(lái)配置氯化銨電解液。以回收反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量。
為使本發(fā)明得到更佳的效果，本發(fā)明還可通過(guò)以下方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述的生產(chǎn)液氯的方法，其特點(diǎn)是將電解槽內(nèi)剩余電解液蒸發(fā)生產(chǎn)液氨過(guò)程中的剩余稀氨水回收作為配置氯化銨電解液。以回收其中所含的氨。
使用氯化銨溶液作為電解液電解生產(chǎn)液氯聯(lián)產(chǎn)液氫和液氨，生產(chǎn)1噸液氯耗電量約為2100千瓦時(shí)，較原方法單耗下降10-15％；單個(gè)電解槽生產(chǎn)能力提高10-20％。且該方法充分利用了反應(yīng)熱能，無(wú)三廢排放，社會(huì)效益顯著。
以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明實(shí)施例一。將配置好的重量濃度40％的氯化銨溶液輸入電解槽，該電解槽設(shè)計(jì)液氯瞬時(shí)生產(chǎn)能力為1萬(wàn)噸/年，通以3V直流電，對(duì)氯化銨溶液進(jìn)行電解；通過(guò)氣體收集器收集陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣，陰極產(chǎn)生的氫氣，分別將其引入氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)，電解槽內(nèi)的剩余氨水引入氨水處理系統(tǒng)。
在氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)中，先分別用水冷卻氯氣和氫氣，以回收電解時(shí)對(duì)氯氣和氫氣的顯熱，冷卻用回水作為氯化銨溶液配置使用水。氯氣和氫氣再分別經(jīng)干燥、壓縮、冷卻后，轉(zhuǎn)變?yōu)橐郝群鸵簹?，分別輸送至貯槽。
將從電解槽引出的氨水注入蒸氨系統(tǒng)，使用蒸汽加熱至100℃蒸出氨氣，經(jīng)冷卻、氣液分離、壓縮和冷卻，轉(zhuǎn)變成液態(tài)氨備用。氣液分離出的氨水再進(jìn)入蒸氨系統(tǒng)，作為蒸氨原料液使用。經(jīng)蒸氨過(guò)后的稀氨水返回電解液制備系統(tǒng)，和來(lái)自氯氣、氫氣冷卻用回水一起作為氯化銨溶液的配置用水。單位能耗2190千瓦時(shí)/噸，單個(gè)電解槽生產(chǎn)能力1.266噸/小時(shí)。
實(shí)施例二。將配置好的重量濃度30％的氯化銨溶液輸入電解槽，該電解槽設(shè)計(jì)液氯瞬時(shí)生產(chǎn)能力為1萬(wàn)噸/年，通以2.5V直流電，對(duì)氯化銨溶液進(jìn)行電解；通過(guò)氣體收集器收集陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣，陰極產(chǎn)生的氫氣，并將其引入氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)，電解槽內(nèi)的剩余氨水引入氨水處理系統(tǒng)。
在氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)中，先分別用水冷卻氯氣和氫氣，以回收電解時(shí)對(duì)氯氣和氫氣的顯熱，冷卻用回水作為氯化銨溶液配置使用水。氯氣和氫氣再分別經(jīng)干燥、壓縮、冷卻后，轉(zhuǎn)變?yōu)橐郝群鸵簹?，分別輸送至貯槽。
將從電解槽引出的氨水注入蒸氨系統(tǒng)，使用蒸汽加熱至90℃蒸出氨氣，經(jīng)冷卻、氣液分離、壓縮和冷卻，轉(zhuǎn)變成液態(tài)氨備用。氣液分離出的氨水再進(jìn)入蒸氨系統(tǒng)，作為蒸氨原料液使用。經(jīng)蒸氨過(guò)后的稀氨水返回電解液制備系統(tǒng)，和來(lái)自氯氣、氫氣冷卻用回水一起作為氯化銨溶液的配置用水。單位能耗2089千瓦時(shí)/噸，單個(gè)電解槽生產(chǎn)能力1.14噸/小時(shí)。
實(shí)施例三。將配置好的重量濃度25％的氯化銨溶液輸入電解槽，該電解槽設(shè)計(jì)液氯瞬時(shí)生產(chǎn)能力為1萬(wàn)噸/年，通以2.8V直流電，對(duì)氯化銨溶液進(jìn)行電解；通過(guò)氣體收集器收集陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣，陰極產(chǎn)生的氫氣，并將其引入氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)，電解槽內(nèi)的剩余氨水引入氨水處理系統(tǒng)。
在氯氣處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)中，先分別用水冷卻氯氣和氫氣，以回收電解時(shí)對(duì)氯氣和氫氣的顯熱，冷卻用回水作為氯化銨溶液配置使用水。氯氣和氫氣再分別經(jīng)干燥、壓縮、冷卻后，轉(zhuǎn)變?yōu)橐郝群鸵簹洌謩e輸送至貯槽。
將從電解槽引出的氨水注入蒸氨系統(tǒng)，使用蒸汽加熱至80℃蒸出氨氣，經(jīng)冷卻、氣液分離、壓縮和冷卻，轉(zhuǎn)變成液態(tài)氨備用。氣液分離出的氨水再進(jìn)入蒸氨系統(tǒng)，作為蒸氨原料液使用。經(jīng)蒸氨過(guò)后的稀氨水返回電解液制備系統(tǒng)，和來(lái)自氯氣、氫氣冷卻用回水一起作為氯化銨溶液的配置用水。單位能耗2095千瓦時(shí)/噸，單個(gè)電解槽生產(chǎn)能力1.206噸/小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種電解法生產(chǎn)液氯的方法，在電解液中設(shè)置兩個(gè)電極，通入直流電源，收集陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣、陰極產(chǎn)生的氫氣，分別經(jīng)壓縮、冷凝后制成液氯、液氫，其特征在于電解液為重量濃度25-40％的氯化銨溶液，電源采用2.5-3V直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)液氯的方法，其特征在于將電解槽內(nèi)剩余的電解液常壓下加熱至85-100℃蒸發(fā)得到氨氣、將其冷卻、壓縮、冷凝制得液氨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)液氯的方法，其特征在于將氯氣、氫氣、氨氣分別壓縮冷卻成液氯、液氫、液氨過(guò)程中所用的冷卻回水用來(lái)配置氯化銨電解液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)液氯的方法，其特征在于將電解槽內(nèi)剩余電解液蒸發(fā)生產(chǎn)液氨過(guò)程中的剩余稀氨水回收作為配置氯化銨電解液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解氯化銨溶液生產(chǎn)液氯的方法。此方法將25－40%的氯化銨溶液在2.5－3V的直流電源下進(jìn)行電解,在生產(chǎn)液氯的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)液氫和液氨。生產(chǎn)1噸液氯,較原傳統(tǒng)的電解食鹽水法省電10－15%,單個(gè)電解槽生產(chǎn)能力提高10－20%。
文檔編號(hào)C25B1/26GK1321796SQ01108279
公開日2001年11月14日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者趙祥海, 劉小祥 申請(qǐng)人:江蘇德邦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司