专利汇可以提供高铁酸盐现场制备工艺及其装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高 铁 酸盐现场制备工艺及其装置。该装置主要是由隔膜 电解 槽 、环流反应器、流量计、 水 射器、 泵 和回流水槽等组成。该工艺是在隔膜 电解槽 中电解饱和食盐溶液, 阳极 生成的氯气被水射器吸入,并与来自回流水槽的Fe(OH)3混合,在环流反应器内进行充分的反应;多次循环回流,制备出高铁酸钠。该发明的优点是克服了现有电解法制备高铁酸钠产物浓度低、 电流 效率低等 缺陷 ;便于操作、 稳定性 高、使用性强,可直接进行大批量的工业化生产。,下面是高铁酸盐现场制备工艺及其装置专利的具体信息内容。
1、一种高铁酸盐现场制备工艺,其特征在于:在隔膜电解槽(1)中电 解饱和食盐溶液,阳极(2)生成的氯气被水射器(11)吸入,并与来自回流 水槽(13)的Fe(OH)3混合,在环流反应器(8)内进行充分的反应;在阴极 (4)区得到的NaOH溶液通过管道(22)送入回流水槽(13)参与配制FeCl3 +NaOH料液;环流反应器(8)中逸出的氯气用管道(20)送入回流水槽(13), 被回流水槽(13)中的Fe(OH)3溶液所吸收;环流反应器(8)中的反应混合 液经管道(19)回流至回流水槽(13),再通过泵(12)、流量计(9)进入环 流反应器(8)中,经多次循环回流,直至得到规定浓度的高铁酸盐溶液,从 回流水槽(13)中排出。
2、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于:在料液配制中FeCl3 的投放量10~40g/l。
3、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于:Cl2与Fe(OH)3反应 时,NaOH浓度为5~14mol/l。
4、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于:隔膜电解槽(1)极 板装填密度为0.01~0.03cm2/cm3,电流密度4~9A/dm2。
5、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于:该工艺中所使用的 氯气是电解制得的,或者由氯气瓶提供。
6、根据权利要求1至5之一所述的制备工艺的制备装置,其特征在于: 它主要是由隔膜电解槽(1)、环流反应器(8)、流量计(9)、水射器(11)、 泵(12)和回流水槽(13)组成;隔膜电解槽(1)阳极室的上端设有气体出 口,该出口通过气体管道(7)与水射器(11)的进气口(25)相连,该电解 槽(1)阴极室的下端设有溶液出口,通过管道(22)和阀门(16)与回流水 槽(13)相连;环流反应器(8)的排液口(27)通过管道(19)与回流水槽 (13)相连,该环流反应器(8)排气管(29)通过管道(20)与回流水槽(13) 底部相连;回流水槽(13)底部设有溶液循环口,通过泵(12)、流量计(9) 与水射器(11)下端相连,该回流水槽(13)还安装有排液阀门(21)。
7、根据权利要求6所述的制备装置,其特征在于:隔膜电解槽(1)内安 装有阳极(2)、隔膜(3)及阴极(4);隔膜(3)为高分子离子交换膜,或 者用改性石棉隔膜。
8、根据权利要求6所述的制备装置,其特征在于:环流反应器(8)主要 包括内环管(24)、外环管(23)和水射器(11);环流反应器(8)底板(26) 上固定有水射器(11),其顶盖(28)上设有排气管(29),上端设有排液口 (27)。
9、根据权利要求6或7所述的制备装置,其特征在于:隔膜电解槽(1) 的阳极(2)采用网状RuO-Ti或石墨,阴极(4)采用铁网,极距10~25mm。
10、根据权利要求6或8所述的制备装置,其特征在于:环流反应器(8) 的外环管(23)直径是DR,内环管(24)的直径是DE,内环管的高度是L; 内环管的直径与外环管的直径其比例为DE/DR=0.5~0.8,内环管的高度与外 环管的直径其比例为L/DR=2~5。
本发明涉及废水及饮用水的处理,特别涉及现场制备多功能水处理剂高铁 酸盐的工艺及其装置。
技术背景
高铁酸盐是六价铁的化合物,其化学式为MFeO4(M:碱金属或碱土金属), 常见化合物有高铁酸钾(K2FeO4)、高铁酸钠(Na2FeO4)。由于高铁酸盐特殊 的化学性质,它在水处理过程中有很高的应用价值,是一种集消毒、氧化、 絮凝、吸附以及助凝为一体的、无毒副作用的高效多功能水处理化学药剂, 具有重要的研究开发和推广应用前景。
高铁酸盐作为高效水处理药剂应用的关键是其稳定产品的合成,但迄今还 没有获得理想结果。目前高铁酸盐的制备方法有三种:(1)次氯酸盐氧化法; (2)热融法;(3)电解法。由于次氯酸盐氧化法和热融法制备过程复杂,操 作过程较难控制,加之高铁酸盐氧化性很强,易于分解,当今学者倾向于发 展其现场制备工艺,电解法是此类工艺的代表。美国专利1984年4435256、 4435257公开了用电解法制备高铁酸盐的工艺方法。但是,该电解法仍存在以 下缺点:
a、产物浓度低。Na2FeO4碱性饱和溶液浓度约为20g/l,目前绝大多数结 果都低于5g/l,远未达到饱和。
b、电流效率低且不稳,操作稳定性差。多数条件下电流效率低于50%, 且最高电流效率很难稳定保持,易受电势、电流密度、温度等因素的影响。
c、整个电解过程对设备及原料的要求较严。如必须使用特殊性能的膜, 原料中的还原性杂质必须严格排除等。由于以上原因,现有电解装置均为实 验室规模。
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