氧化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電解槽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配套電解槽的外置式陰極液氧化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)伍德法(UHDE)電解過程中，陽極上氯化物陰離子氧化生成氯氣，陰極上氫離子還原生成氫氣。伍德法的電流密度4?4.8kA/m2，電解槽電壓約1.92?2.06v,能耗為1600Kwh/噸氯氣，能耗高，維修成本高，而且電解氣體純度低又易發(fā)生安全問題，已顯落伍。伍德公司又開發(fā)了 ODC電解技術(shù)，在陰極電解液室引入氧氣，不發(fā)生陰極4離析而變?yōu)楫a(chǎn)生水，這樣比傳統(tǒng)伍德電解槽電壓下降。這種ODC電解技術(shù)電流密度4kA/m2，槽電壓約
1.4v，電耗為1050Kwh/噸氯氣，但還存在傳統(tǒng)陰極液在還原過程中電勢高的難題。通過向陰極液中添加金屬氯化物實(shí)現(xiàn)了電解電勢的有效降低，陰極液中的氯化鐵在電解槽中被還原為氯化亞鐵，富含氯化亞鐵的陰極液在氧化塔中被氧氣(或空氣)氧化為氯化鐵循環(huán)使用。反應(yīng)方程式如下:
[0003]4FeCl2+02+4HCl — 4FeCl3+2H20
[0004]在ODC電解技術(shù)基礎(chǔ)上選擇三維(3D)電極并向陰極液中添加多價或雙價金屬氧化物參與氧化還原，改良的ODC電解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)電位比ODC電解更高，電解槽電壓進(jìn)一步下降，電流密度5?10kA/m2，槽電壓約0.85?1.13v，電耗僅為650_860Kwh/噸氯氣，這在ODC電解制氯氣基礎(chǔ)上又節(jié)省約400kwh，在傳統(tǒng)電解工藝的基礎(chǔ)上節(jié)電900kwh(在10kA/m2的電流密度下生產(chǎn))。這就引出一個問題:由于在陰極電解液室內(nèi)參與氧化還原的金屬氧化物降低了氧化價態(tài)，必須在電解槽外配套陰極液氧化裝置，其外置式氧反應(yīng)器再生效率必須足夠高才能大大降低了過程能耗。較低氧化態(tài)的金屬離子物質(zhì)在氧化裝置中氧化成起始氧化態(tài)的，將金屬氧化物恢復(fù)成高價態(tài)金屬氧化物，并隨陰極液返回陰極電解液室循環(huán)進(jìn)行上述反應(yīng)。能否將電解槽陰極室出口的低價金屬離子通過電解槽外氧化裝置氧化到高價離子并建立循環(huán)，是本領(lǐng)域急需解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種配套電解槽的外置式陰極液氧化裝置，從而解決陰極液所含金屬氧化物在氧化裝置升高氧化價態(tài)并返回電解槽陰極電解液室內(nèi)重新參與氧化還原進(jìn)而降低電耗的問題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種氧化裝置，用以配套電解槽、氧化電解槽輸出的陰極液，包括一用以混合含氧氣體和加熱的電解陰極液的混合器；一用以將電解陰極液所含低價態(tài)金屬離子氧化成高價態(tài)金屬離子的氧化塔；以及一用以除去陰極液中水份、調(diào)整陰極液返回電解槽的濃縮器；所述混合器、氧化塔、濃縮器通過管道依次固接成完整封閉的回路。
[0007]進(jìn)一步的，所述氧化塔頂部排出含氧氣體，所述濃縮器頂部排出蒸汽，從濃縮器底部和側(cè)部排出電解陰極液匯集后返回電解槽。
[0008]更進(jìn)一步的，所述氧化裝置，還包括陰極液出料槽、陰極液泵、加熱器、一級冷凝器、二級冷凝器、陰極液進(jìn)料槽，所述陰極液出料槽固接于電解槽，所述陰極液泵固接于所述陰極液出料槽另一端，所述加熱器固接于所述陰極液泵另一端，所述混合器固接于所述加熱器另一端，所述氧化塔固接于所述混合器另一端，所述濃縮器固接于所述氧化塔另一端，所述一級冷凝器固接于所述濃縮器的頂部，所述濃縮器的底部和側(cè)部固接于所述陰極液進(jìn)料槽，所述二級冷凝器固接于所述一級冷凝器另一端，所述二級冷凝器的氣相出口排出水，所述一級冷凝器、二級冷凝器的液相出口固接于所述陰極液進(jìn)料槽。
[0009]再進(jìn)一步的，所述混合器包括陰極液進(jìn)口、喉管、擴(kuò)張管、氧氣進(jìn)口、混合區(qū)、噴嘴。
[0010]再進(jìn)一步的，所述氧化塔包括陰極液進(jìn)液口、噴嘴、A罐、B罐、C罐、D罐、陰極液排液口、排氣口。
[0011]再進(jìn)一步的，所述濃縮器包括陰極液進(jìn)料口、陰極液底出料口、陰極液側(cè)出料口、
蒸汽排口。
[0012]再進(jìn)一步的，所述混合器是文丘里混合器。
[0013]再進(jìn)一步的，所述氧化塔是均相氧化塔。
[0014]再進(jìn)一步的，所述氧化塔內(nèi)填料包括陶瓷和/或石墨和/或活性炭。
[0015]再進(jìn)一步的，所述濃縮器是閃蒸濃縮器。
[0016]本實(shí)用新型取得的技術(shù)效果:本實(shí)用新型外置式氧化裝置再生效率較高，能將較低氧化態(tài)的金屬離子物質(zhì)氧化成起始氧化態(tài)的，將金屬氧化物恢復(fù)成高價態(tài)金屬氧化物，并隨陰極液返回陰極電解液室循環(huán)進(jìn)行反應(yīng)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的氧化裝置流程示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型提供的氧化裝置一種實(shí)施例流程示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的混合器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型的氧化塔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型的閃蒸塔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2、3、4、5中標(biāo)記表示:V1_陰極液出料槽、Pl-陰極液泵、El-加熱器、V2-混合器、Rl-氧化塔、E2-濃縮器、E3- —級冷凝器、E4- 二級冷凝器、V3-陰極液進(jìn)料槽、11_陰極液進(jìn)口、12-喉管、13-擴(kuò)張管、14-氧氣進(jìn)口、15-噴嘴、16-混合區(qū)、20-陰極液進(jìn)液口、21-A罐、22-噴嘴、23-B罐、24-C罐、25-D罐、26-陰極液排液口、27-排氣口、31-陰極液底出料口、32-陰極液進(jìn)料口、33-陰極液側(cè)出料口、34-蒸汽排口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖1、2、3、4、5敘述本發(fā)明【具體實(shí)施方式】。
[0024]氧化裝置，包括混合器V2、氧化塔R1、濃縮器E2，混合器V2、氧化塔R1、濃縮器E2通過管道依次固接成完整封閉的回路，混合器V2混合含氧氣體和加熱的電解陰極液，氧化塔Rl將電解陰極液中所含低價態(tài)金屬離子氧化成高價態(tài)金屬離子，濃縮器E2除去陰極液中水份，調(diào)整陰極液符合進(jìn)料條件后返回電解槽。氧化塔Rl頂部排出含氧氣體，濃縮器E2頂部排出蒸汽，從濃縮器E2底部和側(cè)部排出電解陰極液匯集后返回電解槽。
[0025]氧化裝置，還包括陰極液出料槽V1、陰極液泵P1、加熱器E1、一級冷凝器E3、二級冷凝器E4、陰極液進(jìn)料槽V3，陰極液出料槽Vl固接于電解槽，陰極液泵Pl固接于陰極液出料槽Vl另一端，加熱器El固接于陰極液泵Pl另一端，混合器V2固接于加熱器El另一端，氧化塔Rl固接于混合器V2另一端，濃縮器E2固接于氧化塔Rl另一端，一級冷凝器E3固接于濃縮器E2的頂部，濃縮器E2的底部和側(cè)部固接于陰極液進(jìn)料槽V3，二級冷凝器E4固接于一級冷凝器E3另一端，二級冷凝器E4的氣相出口排出水，一級冷凝器E3、二級冷凝器E4的液相出口固接于陰極液進(jìn)料槽V3?；旌掀鱒2包括陰極液進(jìn)口 11、喉管12、擴(kuò)張管13、氧氣進(jìn)口 14、混合區(qū)16、噴嘴15。氧化塔Rl包括陰極液進(jìn)液口 20、噴嘴22、A罐21、B罐23、C罐24、D罐25、陰極液排液口 26、排氣口 27。濃縮器E2包括陰極液進(jìn)料口 32、陰極液底出料口 31、陰極液側(cè)出料口 33、蒸汽排口 34?；旌掀鱁2是文丘里混合器。氧化塔是均相氧化塔，填料包括陶瓷和/或石墨和/或活性炭。濃縮器E2是閃蒸濃縮器。
[0026]電解后的陰極液進(jìn)入陰極液出料槽VI，通過加壓和升溫并與氧氣混合