[发明专利]一种电解槽出口淡盐水的催化脱氯工艺

说明书

本发明属于氯碱处理的技术领域，尤其涉及一种电解槽出口淡盐水的催化脱氯工艺，包括：(a)将电解槽出口淡盐水与碱溶液混合；(b)将碱性淡盐水自下而上通入1#反应器，经初次催化分解后，生成气态料流I和液态料流I；1#反应器的催化剂床层上设有1#催化剂；(c)液态料流I从1#反应器的上部流出，并自下而上进入2#反应器，经二次催化分解后，生成气态料流II和液态料流II；2#反应器的催化剂床层上设有2#催化剂；(d)液态料流II与亚硫酸钠溶液反应；1#催化剂和2#催化剂各自独立地选自负载型镍/铜双金属催化剂。本发明工艺可对不同浓度的有效氯进行彻底、有效分解，同时保证处理后的出水中金属杂质离子含量很低。

技术领域

本发明属于氯碱处理的技术领域，尤其涉及一种电解槽出口淡盐水的催化脱氯工艺。

背景技术

氯碱工厂电解饱和盐水产烧碱工艺中，维持盐水的循环利用是一个重要的课题。饱和盐水经过电解产生烧碱与氯气后，会产生约占饱和盐水75wt％的淡盐水需要进行回收利用，以提高氯碱工艺的水利用率，降低水消耗。

电解过程中的主要设备——电解槽出口的淡盐水主要组分通常为20％左右的氯化钠以及含有500-1000mg/L(ppm)的有效氯，有效氯的存在会氧化、腐蚀盐水精制系统中的管道和设备，阻碍盐水精制工序中沉淀物的形成，损害二次盐水过滤元件和树脂塔中的树脂。即使采用化学手段将淡盐水调整至碱性后，也会产生刺激性气味，对现场人员及环境产生不利影响。因此，将淡盐水中的有效氯脱除是非常必要的。

目前，对于淡盐水有效氯脱除的方式，常见的有空气吹出法工艺及真空脱氯工艺。空气吹出法工艺采用空气汽提的方式将淡盐水中的氯气带出，在碱洗塔中采用14-16％碱液对含有氯气的尾气进行吸收，得到低有效氯含量的碱液，可作为氯碱厂中次氯酸钠生产的原料。采用空气吹出法工艺可以有效回收淡盐水中的氯气，将氯气转化为次氯酸钠，避免了氯气的浪费。

另外，采用真空脱氯工艺可以将淡盐水中的氯气直接回收至电解单元产物氯气系统中，提高氯气收率。例如，专利文件CN206395971U、CN210085047U和CN209507650U均公开了真空脱氯的装置及其工艺，通过加酸装置加入酸性物质以调整含氯淡盐水的酸性，使得淡盐水中的有效氯向氯气转化，并在真空加热条件下将淡盐水中的有效氯脱除。

然而，采用空气吹出法工艺或真空脱氯工艺处理淡盐水中的有效氯，需要在强酸性条件下进行，并产生气态氯气，这会存在腐蚀设备管道以及产生泄漏的风险；而且这些工艺中涉及到泵等动力设备，也会存在设备故障风险；另外，加入酸脱氯后还需再次加入碱液调整pH，造成大量的酸碱消耗。

为此，本领域又进一步开发出了淡盐水中有效氯的催化分解工艺。将电解槽淡盐水的pH直接调至碱性，在碱性条件下催化分解有效氯，使得次氯酸钠分解为氯化钠和氧气。脱氯后的淡盐水加入亚硫酸钠中和后，直接送至化盐池。相较于真空脱氯工艺及空气吹出工艺，该工艺避免了淡盐水进一步加酸降低pH后再调节至碱性过程中酸碱的过量消耗，不需要调动设备、设备空间较小、运行操作简单、处理效果好，具有流程及设备简单、安全性高的特点。近年来，国内在该领域也进行了很多研究。

例如，专利文件CN103801297A、CN102626636A、CN102698770A等均公开了将次氯酸钠降解为氯化钠和氧气的催化剂及工艺。CN103801297A公开了一种铜镍氧化物催化剂的制备方法，在60℃条件下和10分钟内可以使质量含量为8％的次氯酸钠溶液分解率达到99％以上。CN102698770A公开了一种纳米二氧化锰复合氧化铜催化剂及其应用，在50℃～70℃下处理3～7％次氯酸钠溶液，分解率可达到99.9％。CN102698770A公开了一种二氧化锰复合金属氧化物催化剂的制备方法，在60～75℃条件下，使用0.5％左右的催化剂可使质量含量为10％的次氯酸钠水溶液在5～15分钟内得到分解，分解率达99.5％以上。