氯酸钠的生产工艺简介.pdf

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1、氯酸钠的生产工艺简介 IMB standardization office【IMB 5AB-IMBK 08-IMB 2C】氯酸钠的生产工艺简介氯酸钠的生产方法主要有化学法和电解法：化学法：化学法是以石灰为原料，将石灰制成石灰乳，然后氯化。在析出了氯化钙结晶后的氯酸钙溶液中，加入硫酸钠或碳酸钠进行复分解反应，生成氯酸钠溶液和硫酸钠产品。由于化学法生产氯酸钠有工艺流程长、设备多、占地面积大、操作环境差、生产成本高等原因，目前国内外氯酸钠生产均不采用这一方法。电解法：电解法是以原盐或精制盐为原料，先制成饱和的粗卤水，然后加入纯碱、烧碱和氯化钡(可结合采用膜除硝技术)，除去粗盐水中的钙、镁及硫酸根离子

2、，并过滤得一级精制盐水。一级精制盐水再经离子交换处理或膜处理得到二级精制盐水，然后在二次精制盐水中加入重铬酸钠、盐酸，调节 PH 值后送入无隔膜的电解槽中进行电解。电解得到的氯酸钠溶液，经过脱次氯酸钠、结晶、分离、干燥得到结晶氯酸钠成品，现在所有厂家都采用的是电解法工艺生产氯酸钠，其工艺过程大体包括盐水工序、电解工序、结晶干燥工序等，现分述如下：（一）盐水工序?北美、欧洲国家氯酸钠生产所用氯化钠均为精制氯化钠，其钙镁含量极低，盐水精制工序常采用二级净化处理（采用膜过滤、离子交换处理等技术，进一步除去卤水中的杂质离子）。因精盐中杂质含量少，故而盐水精制工序生产线短，排渣量少，减少了对环境的污染。

3、国外氯酸钠生产厂家都非常注重盐水的净化处理，因为盐水的质量好坏直接影响电耗和洗槽周期（国外基本采用精制盐）。国内氯酸钠原料采用矿盐、卤水、海水，原料杂质较多，精制生产线长。由于原料精制设备简陋，精盐水钙、镁含量高，故而造成槽电压升得快，洗槽周期短，一般在三个月洗一次，进行盐水的二次精制可使卤水含钙镁量降低，还可降低电耗、延长洗槽周期，提高生产效率。（二）电解工序?电解工序是生产氯酸钠的最主要工序。电解槽是氯酸钠生产的关键设备。二十世纪六、七十年代钛基涂钌金属阳极开始应用于氯碱电解槽。经过近几十年来的发展该项技术已成为相对完善的技术。值得一提的是某一公司开发了一个反应器带成百个电解槽的装置（温州

4、泰佛龙实业有限公司开发 TY型）。该技术巧妙地解决了电化学腐蚀问题，使装置结构和操作简化，电流效率又高。国外主要公司有瑞典的 EKA，加拿大的 ERCO 和 CANEXUS、芬兰的 KEMRA 是全球最大的 4家氯酸钠生产和销售公司，4家产量占全球的 75%，单线生产能力一般在 5万吨/年以上，电流密度一般25003000A/m2，电流效率在 94%-95%。国内大多公司采用一个反应器带三至五个电解槽的汽提外循环氯酸钠电解装置。近两年来，为了更加完善电解槽，对一些结构要素进行了优化。使单线生产能力可达万吨/年。（三）结晶工序?几乎所有的生产线都采用真空结晶技术，有外循环式（3万吨/年以下）和内

5、循环式真空结晶器，其热源为电解反应产生的热量。（3万吨/年以上）用水环式真空泵抽真空。德国的麦索（MESO）公司是全球最大的结晶器专业设计制造商，其设备专一用来生产大粒晶体。脱水工序均采用卧式自动卸料离心机，干燥工序选用沸腾床干燥器。国内比较大的生产厂家一般采用引进技术生产大粒晶体。（四）氯酸钠生产过程主要的化学反应式为：总反应式：NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2?阳极：2CL-CL2+2e?阴极：2H2O+2eH2+2OH-液相反应：CL2+H2O=HCLO+H+CL-HCLO=H+CLO-2HCLO+CLO-CLO3-+2CL-+2H+(五)电解主要控制指标国外精盐水杂质量分数达

6、210-8（钙、镁、硫酸根、溴化物、硼化物、其他杂质等），盐水要求，电槽温度 50左右，电解液氯化钠浓度 90g/l，氯酸钠 625g/l。（六）工艺流程示意如下：原盐纯烧碱盐泥压滤机膜过滤除钙盐泥硭硝化盐池粗制盐膜法除树脂塔盐包回收母液成品干燥重铬酸钠晶真空结晶系电解完成阳电解槽阴氢气处精盐水配盐酸(七)主要设备：化盐池、盐水预处理器、盐水膜过滤器、膜除硝装置、树脂塔装置、整流装置、氯酸钠电解槽、真空结晶系统、离心机、气流干燥、氢气处理装置、板框压滤机、冷却水塔、各类贮槽。（八）初步投资估算：据氯酸钠产品经济规模及市场情况，建设 5万吨氯酸钠产品生产装置。氯酸钠生产分盐水精制、电解、结晶干燥

7、等三个工段。主要原料是需要量及供应方式序 号12345名称氯化钠烧碱盐酸重铬酸钠过氧化氢%30%31%规格单 位tttkgkg单耗6副产氢气Nm3600公用工程需要量序 号123456公用工程冷却水工艺水（脱盐水）直流电动力电蒸汽氮气（开停车用）单 位ttkWhkWht单 耗37524590420小时耗量2343.752625建设投资及静态经济指标序 号12345678项目名称建设投资年销售收入年总成本年利税额年所得税前利润投资利税率投资利润率投资回收期单 位万元万元万元万元万元%年数 量1500017500价格 3500 元/吨备 注133002660 元t4175180332147包括建设

8、期 2 年氯酸钠成本表产量(t/a)序 号一123456891011二原材料原盐(NaCl97wt%)纯碱(Na2CO398wt%)氯化钡(BaCl298wt%)离子交换膜螯合树脂三氯化铁盐酸（31%）烧碱（30%）重铬酸钠过氧化氢燃料及动力项目ttkgm2kgkgttkgkg单位240024501000125000年消耗定额1367154811商品量(t/a)不含税价格元吨费用元年费用万元819税金万元%附表 1备 注序 号123三四123五六六外购电项目单位kwhtt36年消耗定额10000020000不含税价格元吨费用元18072年费用万元900360税金万元备 注%新鲜水(25)蒸汽工

9、资及福利制造费用折旧费修理费其他副产品制造成本制造成本氯酸钠%100%（九）就近配套二氧化氯生产装置情况下，氯酸钠可直接管道输送至二氧化氯装置，无须结晶干燥。二氧化氯生产方法如下：（1）以SO2为还原剂制备ClO2的R1法。（2）以盐酸为还原剂的方法为R2法。（3）用甲醇为还原剂为根据芒硝不同回收方式分为R8法和R8改进R10法。(4)用H2O2作还原剂制备二氧化氯为R11法。主要以R8及R8改进R10法为主：R8法流程如下图：R8/R10流程如下：R8 及 R8/R10 消耗对比表如下原料原料氯酸钠t/tClO2硫酸t/tClO2甲醇t/tClO2氢氧化钠t/tClO2蒸汽t/tClO2电kWh/tClO2副产品副产品硫酸钠t/tClO2ClO2中Cl2g/L以上所述内容仅供参考。ERCO R867250300硫酸钠t/tClO2原料氯酸钠t/tClO2硫酸t/tClO2甲醇t/tClO2氢氧化钠t/tClO2蒸汽t/tClO2电kWh/tClO2