[发明专利]用于从金属盐溶液中产生或回收盐酸的方法和设备

权利要求书

1.一种用于从包含一种或更多种金属氯化物的溶液中回收或产生盐酸的方法，所述方法包括：

1.将包含至少一种金属氯化物的进料溶液供应至电解池，所述电解池包括容纳阳极的阳极室和容纳阴极的阴极室，所述阳极室与所述阴极室由阴离子交换膜隔开；其中将所述进料溶液供应至所述阴极室；

2.向所述电解池施加足以在所述阴极处产生气态氢和氢氧根离子的电流，其中所述金属氯化物解离以形成金属离子和氯离子，所述金属离子与所述氢氧根离子反应以形成金属氢氧化物而所述氯离子穿过所述阴离子交换膜；其中所述氯离子在所述阳极室中在所述阳极处经历氧化以形成气态氯；并且其中使所述气态氯与所述气态氢在其从所述电解池中移除时混合，并且所述气态氯和所述气态氢通过施加负压来收集；

3.通过负压使所述气态氯和所述气态氢与活性炭催化剂相接触，并且在所述催化剂存在下使所述气态氯与所述气态氢在170℃至200℃下反应以形成气态氯化氢；以及

4.在一个或更多个冷凝室中冷凝所述气态氯化氢，其中所述一个或更多个冷凝室包括水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料溶液包含氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰、氯化钙、氯化铁、氯化亚铁、氯化锌、氯化镍、氯化铜、氯化锶、氯化钡和氯化铝中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述进料溶液还包含盐酸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述金属氢氧化物沉淀在所述阴极上并在所述阴极上收集。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使所述气态氯与所述气态氢在从所述电解池中收集和移除之后在混合室中混合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述气态氯与所述气态氢的反应在180℃至200℃的温度下发生。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所产生的盐酸是浓盐酸。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法在处理包含金属氯化物的水性组合物中的用途。

9.根据权利要求8所述的用途，其中所述水性组合物包含氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰、氯化钙、氯化铁、氯化亚铁、氯化锌、氯化镍、氯化铜、氯化钡、氯化锶和氯化铝中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的用途，其中所述水性组合物得自于工业过程。

11.根据权利要求10所述的用途，其中所述工业过程是金属表面精整过程、金属腐蚀过程、金属提取过程、矿物加工过程、煤层气提取过程、页岩气提取过程或页岩油提取过程。

12.根据权利要求8所述的用途，其中所述水性组合物是环境危害。

13.根据权利要求8所述的用途，其中所述水性组合物是酸洗废液。

14.根据权利要求8或9所述的用途，其中所述水性组合物是来自煤层气提取或页岩气体提取的盐水溶液废产物。

15.根据权利要求8所述的用途，其中所述水性组合物是海水。

16.一种用于回收或产生盐酸的设备，其包括：

1.电解池，其包括:

a.包括阳极、入口和出口的阳极室，

b.包括阴极、入口和出口的阴极室，其中所述入口用于将包含至少一种金属氯化物的进料溶液供应至所述阴极室，

c.将所述阳极室与所述阴极室隔开的阴离子交换膜；

2.用于使气态氢与气态氯反应的包括催化剂的催化反应器，其中所述催化剂是活性炭；所述反应器具有与所述阴极室的所述出口和所述阳极室的所述出口连接的入口以及与至少一个冷凝室连接的出口；以及

其中所述阳极室的所述出口和所述阴极室的所述出口合并成单个管线或者二者进入同一管线中，以使得能够在气态氢和气态氯离开所述电解池时并且在气态氢和气态氯进入所述催化反应器之前将气态氢和气态氯混合；以及

3.用于冷凝气态氯化氢的所述至少一个冷凝室，所述冷凝室包括水；以及

4.用于在所述设备内施加负压的泵，其中所述负压将气态氢和气态氯从所述电解池中抽出并使其与所述催化剂相接触。

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述活性炭催化剂位于所述催化反应器中的所述入口与所述出口之间。