本發(fā)明涉及水處理藥劑領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法。
背景技術(shù)：
目前氯堿燒堿的生產(chǎn)方法大多采用離子膜電解氯化鈉鹽水的工藝，該工藝隨著離子膜周期性能的不斷下降，會(huì)出現(xiàn)氯化鈉鹽水中氯酸鹽含量不斷富集上漲并超標(biāo)的情況，氯酸鹽是電解過(guò)程中的必然產(chǎn)物，主要是從陰極反遷過(guò)來(lái)的oh-與陽(yáng)極的氯氣反應(yīng)生成次氯酸鹽，次氯酸鹽在陽(yáng)極室又發(fā)生歧化反應(yīng)，生成氯酸鹽。氯酸鹽的產(chǎn)生速度與電流效率有很大關(guān)系，電流效率越低，從陰極反遷到陽(yáng)極的oh-越多。鹽水中的氯酸鹽含量高將影響氯化鈉的飽和度；同時(shí)，由于操作原因，當(dāng)鹽水的ph值低于7時(shí)，氯酸鹽將與hcl反應(yīng)放出氯氣，腐蝕設(shè)備；氯化鈉鹽水中的氯酸鹽含量將影響堿中的氯酸鹽含量，腐蝕堿系統(tǒng)的管線及設(shè)備。
傳統(tǒng)的除氯酸鹽工藝采用在氯化鈉鹽水中加入大量鹽酸并用蒸汽升溫的方法，在高溫條件下，鹽酸與氯酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)去除鹽水中的氯酸鹽，過(guò)量的鹽酸再用堿中和，這種傳統(tǒng)工藝一方面需要消耗大量的鹽酸、蒸汽及燒堿，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用巨大；另一方面反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量廢氯氣，引起安全隱患，或制造次氯酸鈉，也會(huì)消耗燒堿。導(dǎo)致次氯酸鈉產(chǎn)量增加，一旦導(dǎo)氣不暢會(huì)逼停廢氣吸收系統(tǒng)影響整個(gè)氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法，包括：向電解槽淡鹽水中加入有機(jī)酸。
優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括：
將電解槽中的一部分淡鹽水引流至第一槽體中，向所述第一槽體中加入有機(jī)酸；
將電解槽中的另一部分淡鹽水引流至第二槽體中，當(dāng)所述第一槽體中氯酸鹽的含量低于2g/l時(shí)，將所述第一槽體中的淡鹽水引流至第二槽體中。
優(yōu)選地，所述第一槽體與第二槽體中淡鹽水的流量比為1:10-15。
優(yōu)選地，所述第一槽體與第二槽體中淡鹽水的流量比為1:13.5。
優(yōu)選地，所述有機(jī)酸包括甲酸、草酸、酒石酸、乳酸以及檸檬酸中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述有機(jī)酸為乳酸和檸檬酸中的一種。
優(yōu)選地，所述有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-30％。
優(yōu)選地，本發(fā)明還包括：
將所述第二槽體流出的淡鹽水進(jìn)行脫氯處理，再向經(jīng)過(guò)脫氯處理的淡鹽水中加入燒堿至淡鹽水的ph呈堿性，將堿性的淡鹽水進(jìn)行脫硫酸根處理。
優(yōu)選地，所述堿性的淡鹽水的ph為10。
優(yōu)選地，所述電解槽淡鹽水的溫度為85-88℃。
本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法，通過(guò)向電解槽淡鹽水中加入有機(jī)酸，將氯酸鹽分解為負(fù)一價(jià)的氯離子、水以及二氧化碳，同時(shí)淡鹽水中的其他物質(zhì)不會(huì)干擾有機(jī)酸的反應(yīng)，實(shí)施簡(jiǎn)便、快速，同時(shí)效率很高。本發(fā)明之所以不采用無(wú)機(jī)酸分解氯酸鹽，是由于用無(wú)機(jī)還原劑會(huì)增加系統(tǒng)的硫酸根濃度，由于電解氯化鈉的后續(xù)過(guò)程還存在脫硝的過(guò)程，過(guò)多的硫酸根會(huì)增加脫硝的成本。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
傳統(tǒng)的除氯酸鹽工藝采用在氯化鈉鹽水中加入大量鹽酸并用蒸汽升溫的方法，在高溫條件下，鹽酸與氯酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)去除鹽水中的氯酸鹽，過(guò)量的鹽酸再用堿中和，這種傳統(tǒng)工藝一方面需要消耗大量的鹽酸、蒸汽及燒堿，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用巨大；另一方面反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量廢氯氣，引起安全隱患，或制造次氯酸鈉，也會(huì)消耗燒堿。導(dǎo)致次氯酸鈉產(chǎn)量增加，一旦導(dǎo)氣不暢會(huì)逼停廢氣吸收系統(tǒng)影響整個(gè)氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法，包括：向電解槽淡鹽水中加入有機(jī)酸。
需要說(shuō)明的是，通過(guò)有機(jī)酸與氯酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，將氯酸鹽分解為負(fù)一價(jià)的氯離子、水以及二氧化碳，同時(shí)淡鹽水中的其他物質(zhì)不會(huì)干擾有機(jī)酸的反應(yīng)，實(shí)施簡(jiǎn)便、快速，同時(shí)效率很高。本發(fā)明之所以不采用無(wú)機(jī)酸分解氯酸鹽，是由于用無(wú)機(jī)還原劑會(huì)增加系統(tǒng)的硫酸根濃度，由于電解氯化鈉的后續(xù)過(guò)程還存在脫硝的過(guò)程，過(guò)多的硫酸根會(huì)增加脫硝的成本。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，本發(fā)明的電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法，進(jìn)一步包括：
將電解槽中的一部分淡鹽水引流至第一槽體中，向第一槽體中加入有機(jī)酸。
在將電解槽中的一部分淡鹽水引流至第一槽體時(shí)，同時(shí)將電解槽中的另一部分淡鹽水引流至第二槽體中，當(dāng)?shù)谝徊垠w中氯酸鹽的含量低于2g/l時(shí)，將第一槽體中的淡鹽水引流至第二槽體中。
需要說(shuō)明的是，在實(shí)際生產(chǎn)中，電解槽淡鹽水的流量非常大，通常可達(dá)到250-300m3/h，如果將有機(jī)酸直接倒入電解槽中，顯然會(huì)大大提高有機(jī)酸的消耗量，同時(shí)由于淡鹽水的流量過(guò)大，有機(jī)酸很難與氯酸根粒子充分接觸，進(jìn)而降低了反應(yīng)效率，因此，本發(fā)明通過(guò)將電解槽中的一部分淡鹽水引流至第一槽體，只對(duì)第一槽體中的氯酸鹽進(jìn)行處理。
需要說(shuō)明的是，將第一槽體處理后的淡鹽水與第二槽體中的淡鹽水進(jìn)行混合，使混勻后的淡鹽水中氯酸鹽的含量降低，并且，由于隨著第一槽體中氯酸鹽的反應(yīng)，氯酸鹽的含量必然越來(lái)越少，有機(jī)酸與氯酸鹽的反應(yīng)幾率也不斷減少，淡鹽水中未反應(yīng)的有機(jī)酸，在與第二槽體中的淡鹽水混合后，由于第二槽體中淡鹽水中氯酸鹽的含量很大，原本第一槽體中未反應(yīng)的有機(jī)酸就可以與第二槽體中淡鹽水的氯酸鹽繼續(xù)反應(yīng)，使有機(jī)酸在第二槽體中的含量幾乎消耗殆盡，進(jìn)而不影響后續(xù)的脫硫處理。
經(jīng)工業(yè)級(jí)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，在氯酸鹽消除指標(biāo)相同的情況下，采用將電解槽中淡鹽水引流至兩個(gè)槽體，并只向其中一個(gè)槽體中加入有機(jī)酸的處理方法(方法1)和直接向電解槽中加入有機(jī)酸的處理方法(方法2)相比，方法1能夠節(jié)省5-10％的有機(jī)酸，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，具有非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，第一槽體與第二槽體中淡鹽水的流量比為1:10-15。
需要說(shuō)明的是，第一槽體中淡鹽水的流量遠(yuǎn)小于第二槽體中淡鹽水的流量，使得有機(jī)酸能夠與第一槽體中的氯酸根充分反應(yīng)。
在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，第一槽體與第二槽體中淡鹽水的流量比為1:13.5。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，電解槽淡鹽水中的氯酸鹽的處理方法還包括：
將所述第二槽體流出的淡鹽水進(jìn)行脫氯處理，再向經(jīng)過(guò)脫氯處理的淡鹽水中加入燒堿至淡鹽水的ph呈堿性，將堿性的淡鹽水進(jìn)行脫硫酸根處理。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述電解槽淡鹽水的溫度為85-88℃。
需要說(shuō)明的是，由于采用有機(jī)酸和氯酸鹽反應(yīng)會(huì)生成co2，綜合電解槽的水溫為85-88℃，co2很容易在反應(yīng)后從淡鹽水中逃逸至空氣中，能夠降低淡鹽水的酸度，有利于后續(xù)的脫硫酸根處理步驟。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，有機(jī)酸包括甲酸、草酸、酒石酸、乳酸以及檸檬酸中的一種或多種。上述有機(jī)酸酸性不強(qiáng)，不至于腐蝕管道，并且反應(yīng)所需的量相對(duì)較小，能夠節(jié)約成本。
具體地，各有機(jī)酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式如下：
乳酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式：
c3h6o3+2naclo3＝2nacl+3h2o+3co2
一水檸檬酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式：
c6h8o7+3naclo3＝3nacl+4h2o+6co2
甲酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式：
3ch2o2+naclo3＝nacl+3h2o+3co2
草酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式：
3c2h4o2+4naclo3＝4nacl+6h2o+6co2
酒石酸與氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng)式：
3c4h6o6+5naclo3＝5nacl+9h2o+12co2
由上述化學(xué)反應(yīng)式可知，以分解1mol的naclo3為基準(zhǔn)，分別需要消耗0.5mol乳酸，0.3mol檸檬酸、3mol甲酸、0.75mol草酸或0.6mol酒石酸，即，需要消耗45g乳酸、57g檸檬酸、138.09g甲酸、67.53g草酸或90g酒石酸。
由上述內(nèi)容可知，當(dāng)分解1molnaclo3時(shí)，使用乳酸和檸檬酸的質(zhì)量相對(duì)最少，因此，在一個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)酸選用乳酸和檸檬酸中的一種。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-30％。
需要說(shuō)明的是，有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)低，則在配置有機(jī)酸溶液時(shí)需要加入非常多的水，并且會(huì)顯著增加第一槽體的承載量，降低反應(yīng)效率，而如果有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)大，則有機(jī)酸的分散性較差，同樣會(huì)降低反應(yīng)效率。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，堿性的淡鹽水的ph為10。將分解后的淡鹽水調(diào)整到該ph值，最有利于后續(xù)的化鹽工序。
實(shí)施例1
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為85℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入57kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的乳酸以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度32％的燒堿將溶液ph值中和至10，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為4.7g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
實(shí)施例2
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為87℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入225kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸，以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度30％的燒堿將溶液ph值中和至11，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為2.55g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
實(shí)施例3
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為86℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入345kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的甲酸，以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度30％的燒堿將溶液ph值中和至11，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為2.1g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
實(shí)施例4
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為88℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入130.4kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％的草酸，以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度30％的燒堿將溶液ph值中和至11，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為2.63g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
實(shí)施例5
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為86℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入127kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26％的酒石酸，以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度30％的燒堿將溶液ph值中和至11，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為2.27g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
實(shí)施例6
將電解槽中的0.5m3淡鹽水引流至第一槽體，4.5m3淡鹽水引流至第二槽體，淡鹽水的水溫為85℃，含氯酸鹽10g/l(以氯酸鈉計(jì))，在第一槽體中加入43kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的乳酸和45kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％檸檬酸，以將氯酸鹽分解成易溶于鹽水的化合物，將反應(yīng)后的溶液引流至第二槽體中，在第二槽體的下游設(shè)置脫氯塔，經(jīng)脫氯塔處理后，用質(zhì)量濃度30％的燒堿將溶液ph值中和至11，并將中和后的溶液送至除硫酸根系統(tǒng)后再回到化鹽工序進(jìn)行精制處理，檢測(cè)其中氯酸鹽含量為1.82g/l，處理后合格的鹽水再循環(huán)返回電解槽。
最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。