[发明专利]一种利用废氯气制备碱式次氯酸镁的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉属于化工技术领域，涉及一种制备碱式次氯酸镁的方法，尤其涉及一种以电解过程或其它过程中产生的氯气为主要原料生产碱式次氯酸镁的方法；本发明同时还涉及一种利用废氯气制备碱式次氯酸镁的装置。

背景技术

碱式次氯酸镁(basic magnesium hypochlorite简称BMH)是一种白色粉末，难溶于水，在水中溶解度约为0.02％，不吸湿，在空气中相当稳定，加热到200℃以上才能分解。BMH遇酸分解生成新生态氧：

Mg₂ClO(OH)₃H₂O+H⁺＝MgCl₂+HClO+2H₂O

HClO＝HCl+O(活性氧)

因而BMH具有良好的消毒、杀菌和漂白作用，这些作用温和而持久。BMH可作为杀菌剂、防霉剂、防腐剂、脱臭剂、保鲜剂等，在工业、农业、日常生活等方面有广泛的用途。

目前碱式次氯酸镁的制备，一般采用氧化镁氯化法或者硫酸镁和次氯酸钙复分解法，但这两种方法的收率较低，不超过50％。

在电解工业及其它工业生产中，会副产大量的氯气或含氯尾气，对于这些氯气或含氯尾气的处理，根据所产生的含氯气体的数量和成分的不同，厂区附近资源配置和产业结构的不同，可以采用不同的处理方法。这些方法主要包括制备液氯(如果所产生的氯气量大且纯度较高)，用氢氧化钠溶液吸收制备次氯酸钠溶液、用氢氧化钠和氢氧化钙溶液吸收制备次氯酸钙固体、用氯化亚铁溶液吸收制备氯化铁溶液等(如果产生的氯气含量小且纯度较低)。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用电解工业或其它工业生产过程中产生的含氯气体为主要原料，生产碱式次氯酸镁的方法。

本发明的另一目的是提供一种实现利用废氯气制备碱式次氯酸镁的装置。

本发明利用废氯气制备碱式次氯酸镁的方法，是首先用氢氧化钠溶液吸收含氯气体中的氯得到次氯酸钠溶液，然后使次氯酸钠溶液与氯化镁溶液反应得到碱式次氯酸镁固体产物。具体制备工艺如下：

(1)将废氯气冷却至20～40℃后送入碱液吸收塔内，采用质量浓度15～30％的氢氧化钠溶液吸收氯气，得到含有次氯酸钠的氢氧化钠溶液；其反应式如下：

2NaOH+Cl₂＝NaClO+NaCl+H₂O

由于氯化反应是放热反应，在吸收氯气时采用温度较低的碱液，必要时对吸收循环液进行冷却。为了避免次氯酸根按如下反应分解，氯化吸收反应的温度控制在35℃以下：

3ClO^-＝ClO3^-+2Cl^-

2ClO^-＝2Cl^-+O₂

(2)当吸收氯气后的碱液中有效氯含量达到10％以上，且氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为2:1～4:1时，将含有次氯酸钠的氢氧化钠溶液送入反应器，与氯化镁溶液反应3～6小时，得到碱式次氯酸镁沉淀。

所述氯化镁溶液采用盐湖提钾后副产的老卤(以氯化镁为主的饱和溶液)或从盐湖老卤中自然蒸发而析出的水氯镁石。氯化镁溶液的质量浓度在95～285g/L，其加入量为其加入量为次氯酸根摩尔量的1～3倍。其反应方程式如下：

2MgCl₂+3NaOH+NaClO+H₂O＝Mg₂ClO(OH)₃H₂O+4NaCl

(3)将碱式次氯酸镁沉淀的料液离心分离后，水洗、烘干即得碱式次氯酸镁固体产品。

本发明制备的碱式次氯酸镁固体产品中，有效氯含量为38～42％，镁含量为28～32％，有效氯收率85～95％。

本发明利用废氯气制备碱式次氯酸镁的设备，依次包括换热器，水冷却器，碱液吸收塔，储液槽，反应器和离心机；其中换热器通过管道连接水冷却器，水冷却器通过管道、风机连接碱液吸收塔的底部；所述储液槽设置在碱液吸收塔的一侧，且储液槽通过液下泵及管道与碱液吸收塔的顶部连通，储液槽的下部通过送液泵及管道与反应器连接；所述反应器内安装有搅拌器，反应器的底部设置有阀门，反应器的正下方设置有离心机。

所述碱液吸收塔可以根据废氯中氯的含量的不同，设置两个或者多个，以保证从吸收塔顶部排出的尾气中氯含量达到排放标准。