电解法生产高浓度液碱的系统的制作方法

1.本实用新型涉及液碱生产系统的技术领域，具体涉及一种电解法生产高浓度液碱的系统。


背景技术：

2.氢氧化钠，化学式为naoh，俗称烧碱、火碱、苛性钠，是一种具有强腐蚀性的强碱， 一般为片状或颗粒形态，易溶于水（溶于水时放热）并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气发生潮解，易于空气中的二氧化碳反应而变质。
3.现有技术中，工业上氢氧化钠的生产方式主要是以电解饱和食盐水为主，在精制饱和食盐水电解的过程中，通常将精制饱和食盐水输送到电解槽，通过电解后生成30%低浓度液碱，30%低浓度液碱经浓缩蒸发后得到50%高浓度液碱，而在制备50%高浓度液碱的过程中，其蒸发液输送至化盐使用或者外排入冷却水系统，造成水资源的浪费，使生产成本提高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种电解法生产高浓度液碱的系统，以解决在制备50%高浓度液碱的过程中，浓缩蒸发的蒸发液浪费的技术问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种电解法生产高浓度液碱的系统，包括依次连接的精制盐水储罐、电解槽、蒸发浓缩单元，所述电解槽设置阴极、阳极，所述阴极设置阴极入口，所述阴极入口设置纯水管道，所述蒸发浓缩单元包括：一效蒸发器、二效蒸发器、冷凝器，所述一效蒸发器的入口与所述电解槽连接，所述一效蒸发器的塔釜与所述二效蒸发器的入口连接，所述二效蒸发器的塔顶与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述纯水管道连接，进入所述阴极入口，将所述二效蒸发器的蒸发液冷却后输送至阴极补水。
6.优选地，所述二效蒸发器的塔底设置50%高浓度液碱出料管。
7.优选地，所述冷凝器的出口设置中间储罐，所述中间储罐出口与所述纯水管道连接。
8.优选地，所述电解槽阴极设置30%低浓度液碱出口及氢气出口，所述30%低浓度液碱出口与所述一效蒸发器入口连接。
9.优选地，所述电解槽阳极设置阳极入口，所述阳极入口与所述精制盐水储罐出口连接。
10.优选地，所述电解槽阳极设置淡盐水出口及氯气出口。
11.优选地，所述电解法生产高浓度液碱的系统还包括依次连接的化盐槽、除硬单元，所述化盐槽与所述淡盐水出口连接，所述除硬单元与所述精制盐水储罐连接。
12.优选地，所述除硬单元包括：加药模块及树脂吸附塔，所述加药模块位于所述树脂吸附塔的入口处，所述树脂吸附塔的塔顶与所述化盐槽出口连接，所述树脂吸附塔的塔釜
与所述精制盐水储罐连接。
13.优选地，所述化盐槽上设置进水管及原盐加入口，所述进水管上设置阀门。
14.优选地，所述纯水管道上设置控制阀。
15.由上述技术方案可知，所述精制盐水储罐与所述电解槽连接，所述电解槽设置阴极、阳极，所述阴极设置阴极入口，所述阴极入口设置纯水管道，所述蒸发浓缩单元包括：一效蒸发器、二效蒸发器、冷凝器，所述一效蒸发器的入口与所述电解槽连接，所述一效蒸发器的塔釜与所述二效蒸发器的入口连接，所述二效蒸发器的塔顶与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述纯水管道连接；当所述精制盐水储罐的盐水进入所述电解槽的阳极，纯水通过所述纯水管道进入所述阴极，精制盐水在所述电解槽内发生电解生成30%低浓度液碱，30%低浓度液碱进入所述一效蒸发器的入口，所述30%低浓度液碱通过所述一效蒸发器的蒸发浓缩，一效蒸发器的浓缩液进入所述二效蒸发器，通过所述二效蒸发器得到50%高浓度液碱，而二效蒸发器的蒸发液经冷凝器冷凝后通过所述纯水管道进入所述阴极，补充电解槽电解所需要的纯水；对30%低浓度液碱通过两次蒸发浓缩，既可以得到50%高浓度液碱，也使二效蒸发器的蒸发液符合纯水的标准，可以将二效蒸发器的蒸发液用于电解槽阴极补水，节约了纯水的用量，避免了水资源的浪费。
附图说明
16.图1为电解法生产高浓度液碱的系统的示意图。
17.图中：电解法生产高浓度液碱的系统10、精制盐水储罐100、电解槽200、阴极210、阴极入口211、30%低浓度液碱出口212、氢气出口213、阳极220、阳极入口221、淡盐水出口222、氯气出口223、纯水管道230、控制阀231、蒸发浓缩单元300、一效蒸发器310、二效蒸发器320、50%高浓度液碱出料管321、冷凝器330、中间储罐340、化盐槽400、进水管410、阀门411、原盐加入口420、除硬单元500、加药模块510、树脂吸附塔520。
具体实施方式
18.以下结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
19.请参看图1，一种电解法生产高浓度液碱的系统，一种电解法生产高浓度液碱的系统，包括依次连接的精制盐水储罐、电解槽200、蒸发浓缩单元300，所述电解槽200设置阴极210、阳极220，所述阴极210设置阴极入口211，所述阴极入口211设置纯水管道230，所述蒸发浓缩单元300包括：一效蒸发器310、二效蒸发器320、冷凝器330，所述一效蒸发器310的入口与所述电解槽200连接，所述一效蒸发器310的塔釜与所述二效蒸发器320的入口连接，所述二效蒸发器320的塔顶与所述冷凝器330的入口连接，所述冷凝器330的出口与所述纯水管道230连接，进入所述阴极入口211；当所述精制盐水储罐的盐水进入所述电解槽200的阳极，所述纯水通过所述纯水管道230进入所述阴极，所述精制盐水在所述电解槽200内发生电解生成30%低浓度液碱，30%低浓度液碱进入所述一效蒸发器310的入口，所述30%低浓度液碱通过所述一效蒸发器310的蒸发浓缩，一效蒸发器310的浓缩液进入所述二效蒸发器320，通过所述二效蒸发器320得到所述50%高浓度液碱，而二效蒸发器320的蒸发液经冷凝器330冷凝后通过所述纯水管道230进入所述阴极，补充电解槽200电解所需要的纯水；对电
解产物通过两次蒸发浓缩，既可以得到50%高浓度液碱，也使二效蒸发器320的蒸发液符合纯水的标准，可以将二效蒸发器320的蒸发液用于电解槽200阴极补水，节约了纯水的用量，避免了水资源的浪费。
20.进一步的，电解槽200内电解食盐水的原理如下：
21.在电解槽200内，精制食盐水里的氯化钠完全电离，生成na

、cl
‑
，水分子微弱电离的，生成h

、oh
‑
离子。即：
22.nacl= na

cl
‑
23.h2o
⇌ꢀ
h

oh
‑
（可逆）
24.在电场的作用下，带负电的oh
‑
和cl
‑
移向阳极，带正电的na

和h

移向阴极。
25.在阳极，发生氧化反应，cl
‑
比oh
‑
容易失去电子被氧化成氯原子，氯原子两两结合成氯分子放出氯气。即：2cl
‑
‑
2e=cl2↑
。
26.在阴极，发生还原反应，h

比na

容易得到电子，故h

不断从阴极获得电子被还原为氢原子，氢原子两两结合成氢分子从阴极放出氢气。即：2h

2e=h2↑ꢀ
。
27.h

在阴极上不断得到电子而生成氢气放出，破坏了阴极210水的电离平衡，因而水分子大量电离成h

和oh
‑
，且生成oh
‑
的快慢远大于oh
‑
向阳极定向运动的速率。因此，阴极附近的oh
‑
大量增加，使溶液中产生氢氧化钠，即：oh
‑
na

= naoh
28.所以电解饱和食盐水的总的化学方程式可以表示如下：2nacl 2h2o=通电=2naoh h2↑
cl2↑
。
29.进一步的，所述二效蒸发器320的塔底设置50%高浓度液碱出料管321，经二效蒸发器320蒸发浓缩，二效蒸发器320的塔底得到50%高浓度液碱，50%高浓度液碱从所述50%高浓度液碱出料管321排出。
30.再进一步的，所述冷凝器330的出口设置中间储罐340，所述中间储罐340出口与所述纯水管道230连接，当二效蒸发器320的蒸发液过多时，可将其存放至中间储罐340中。
31.进一步的，所述电解槽200阴极210设置30%低浓度液碱出口212及氢气出口213，所述30%低浓度液碱出口212与所述一效蒸发器310入口连接。
32.进一步的，所述电解槽200阳极220设置阳极入口221，所述阳极入口221与所述精制盐水储罐出口连接，精制食盐水通过所述阳极入口221进入所述阳极220。
33.进一步的，所述电解槽200阳极220设置淡盐水出口222及氯气出口223。
34.具体的，所述电解法生产高浓度液碱的系统还包括依次连接的化盐槽400、除硬单元500，所述化盐槽400与所述淡盐水出口222连接，所述除硬单元500与所述精制盐水储罐连接，所述原盐在所述化盐槽400溶解得到饱和粗盐水，将饱和粗盐水溶解后输送至除硬单元500，除去饱和粗盐水内的钙、镁离子及杂质得到精制食盐水，精制食盐水再输送至精制盐水储罐中，以备电解槽200电解使用，通过除硬单元500对所述饱和粗盐水进行除硬、除杂，进而得到精制食盐水，降低了输送管道结垢的风险，且精制食盐水进入电解槽200内，对电解槽200内的阳离子交换膜损坏降低。
35.进一步的，所述除硬单元500包括：加药模块510及树脂吸附塔520，所述加药模块510位于所述树脂吸附塔520的入口处，所述树脂吸附塔520的塔顶与所述化盐槽400出口连接，所述树脂吸附塔520的塔釜与所述精制盐水储罐连接；所述加药模块510为氢氧化钠、三氯化铁，当所述饱和粗盐水进入所述树脂吸附塔520时，加入氢氧化钠、氢氧化钠，使饱和粗
盐水中的钙、镁离子生成相应的沉淀，在树脂吸附塔520中将其除去，得到精制食盐水，精制食盐水的浓度为20ppm。
36.进一步的，所述化盐槽400上设置进水管410及原盐加入口420，所述进水管410上设置阀门411。
37.进一步的，所述纯水管道230上设置控制阀231。
38.以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。