发明名称 包含含水酸化氯酸离子溶液与二氧化氯之制造方法
摘要 注入发生器的钠离子供给物质,经由电化加工将钠离子移出而加入氢离子,则以硫酸为基剂之二氧化氯发生制程中,硫酸钠副产物的形成会减少,甚至完全不产生。氢氧化钠可以副产物形态生成。此方法一般应用于硷金属氯酸盐、硷金属硫酸盐及其混合物的电化加工,以生产酸性溶液用来提供二氧化氯发生制程中的氯酸盐进料或其他目的。
申请公布号 TW270151 申请公布日期 1996.02.11
申请号 TW080104963 申请日期 1991.06.26
申请人 史特林加拿大公司 发明人 吉拉德.考利;艾德华.杰.比奇伯格;兹比尼.塔瓦多斯基;马克.利普斯塔杰;理查.史温迪勒斯
分类号 C25B1/26 主分类号 C25B1/26
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造用于二氧化氯生产方法之含酸性氯酸根离子水溶液之方法,其中氯酸根离子在水性酸介质中还原成二氧化氯,其特征为:由固相物质中形成至少一种硷金属盐的水溶液,该硷金属盐系选自硷金属氯酸盐、硷金属硫酸盐及硷金属氯酸盐与硷金属硫酸盐的混合物,水溶液中,提供硷金属离子相对氢离子之莫耳比为1000:1至1:5之硷金属离子浓度下,电化酸化至少一种硷金属盐之该水溶液以提供至少约70%的电流效率,当该硷金属盐系选自硷金属氯酸盐,硷金属氯酸盐与硷金属硫酸盐混合物时,自该水溶液中电化移去硷金属离子,以制造一种酸性硷金属盐溶液作为该含酸性氯离子的水溶液,当该硷金属盐为硷金属硫酸盐时,将硷金属氯酸盐加入该酸化硷金属盐溶液以提供该酸性含氯酸根离子水溶液。2.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为:电化酸化至少含一种硷金属盐的水溶液且电化移出硷金属离子,双重步骤立即完成:其条件为:一种由阳离子交换薄膜组成的电解电解槽,此膜将该电解槽隔成阳极间隔及阴极间隔,前述阳极间隔电解产生氢离子,而同时硷金属阳离子立即自阳极间隔通过前述阳离子交换薄膜到达阴极间隔以完成迁移,且将前述酸性硷金属盐溶液自阳极间隔移出且,自由选择是否将该酸性硷金属盐溶液于阳极间隔再循环,直到达到须要地酸度。3.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为:前述至少含一种硷金属盐水溶液的电化酸化及硷金属离子的电化移出,双重步骤立即完成:其条件为:一种由第一个及第二个阳离子交换薄膜组成的电解电解槽,此二膜将该电解槽隔成阳极间隔、中央间隔、阴极间隔,注入前述至少含一种硷金属盐的水溶液于中央间隔,前述阳极间隔电解产生氢离子,该氢离子通过一个阳离子交换薄膜迁移至中央间隔,而同时硷金属阳离子立即自中央间隔通过另一个阳离子交换薄膜到达阴极间隔以完成迁移,且将前述酸性硷金属盐溶液自中央间隔移出且,自由选择是否将该酸性硷金属盐溶液于中央间隔再循环,直到达到须要地浓度。4.根据申请专利范围第3项之方法,其特征为:将硫酸水溶液注入该阳极间隔中且,自由选择地在阳极间隔中,将硫酸氧化成过硫酸。5.根据申请专利范围第1至4项中任一项之方法,其特征为:前述之硷金属硫酸盐可自中性硫酸钠,二硫酸氢钠、硫酸氢钠及以上之混合物中任择其一。6.根据申请专利范围第2至4项中任一项之方法,其特征为:前述阳极间隔内含足够之硷金属离子使前述电解产生氢离子时,其电流效率至少达约80%。7.根据申请专利范围第2至4项中任一项之方法,其特征为:电解产生氢离子时,是在膜电流密度为约0.01到约10仟安培/平方公尺,较佳地则在约1到5仟安培1平方公尺下完成。8.根据申请专利范围第2项之方法,其特征为:羟离子自阴极间隔电解生成同时氢离子自阳极间隔电解产生,且自由选择将硷金属氢氧化物溶液,最好是氢氧化钠溶液,从阴极间隔移出,当该硷金属氢氧化物溶液移去时,可自由选择将该溶液重回阴极间隔再循环,直到所须要地浓度达成。9.根据申请专利范围第8项之方法,其特征为:阴极间隔产生的羟离子,具越过阳离子交换薄膜的逆迁移会减少。10.根据申请专利范围第9项之方法,其特征为:硫酸钠酸式盐,此盐最好至少部份来自二氧化氯发生制程之副产物组成,注入阴极间隔,且部份盐会与阴极间隔产生的羟离子中和。11.根据申请专利范围第8项之方法,其特征为:碳酸钠加入阴极槽中,以降低阴极电解液的硬度。12.根据申请专利范围第9项之方法,其特征为:阴极间隔内电化还原亚硫酸氢根离子以电化合成硫代硫酸钠,而阳极间隔内电化还原二氧化氯以电化合成亚氯酸钠。13.根据申请专利范围第9项之方法,其特征为:另一个阳离子交换薄膜加入电解电解槽,于阳极间隔与阴极间隔中产生一中央间隔,且注入相对于羟离子的缓冲电解液,此液可以是硫酸钠酸式盐水溶液,最好至少部份来自二氧化氯发生制程之副产物,于中央间隔中。14.根据申请专利范围第13项之方法,其特征为:氯酸钠与硫酸钠水溶液注入中央间隔作为缓冲电解液,并且移向阳极间隔。15.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为:至少含一种硷金属盐的水溶液由硫酸钠盐和氯酸钠盐水溶液组成,并可以浆料型式,最好在两种盐的饱和状态,而硫酸钠盐最好由硫酸钠组成,更加则是来自以硫酸为基剂之二氧化氯发生制程的二硫酸氢钠组成。16.根据申请专利范围第15项之方法,其特征为:硫酸钠及氯酸钠水溶液中包含足够多的钠离子使电解产生氢离子时,能维持阳极间隔中钠离子:氢离之莫耳比例至少在约1000:1到约1:5。17.根据申请专利范围第15项之方法,其特征为:于阳极间隔之阳极及进料流液间,加入一外加分离器。18.根据申请专利范围第15至17项中任一项之方法,其特征为:电解槽由数个单位电槽所组成,每一个单位电槽由双极膜所分隔,在此单位电槽组两端之末端间隔内,存在阳极及阴极,且前述之硫酸钠、氯酸钠水溶液,以平行流液注入每一个单位电槽的酸间隔中,而前述之酸化溶液亦以平行流液自每一个单位电槽的酸间隔移出,可自由选择地使羟离子在每个单位电槽的硷间隔电解产生,同时在每个单位电槽的酸间隔内,电解生成氢离子,而氢氧化钠水溶液可自每个单位电槽的硷间隔移出。19.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为:电化酸化前述至少含一种硷金属盐水溶液乃是将阳极氢气氧化成氢离子,将该氢离子加入前述之水溶液以达成,而电化移出硷金属离子之方法则是,硷金属离子由该水溶液通过阳离子交换薄膜抵达接受介质中,此时可选择氧气在阴极的电化还原,则阴阳极反应组成燃料电池产生电能,或领受介质之水的阴极还原,则产生氢气与羟离子,与迁迁移至的硷金属离子形成硷金属氢氧物的水溶液而氢气则注入阳极之氢气氧化作用。20.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为:电化酸化前述至少含一种硷金属盐水溶液乃是将该溶液之水于阳极氧化成氢离子及氧气,而电化移出硷金属离子的方法则是,硷金属由该水溶液通过阳离子交换薄膜抵达接受介质中,此时可以将阳极之氧气在阴极作电化还原。21.一种制造二氧化氯的方法,其步骤之特征为:于反应区内,提供一种含硫酸及硷金属离子之二氧化氯发生反应介质之酸性水溶液,电化酸化一种硷金属盐水溶液,该硷金属盐至少自下列一组的物种中选择,硷金属氯酸盐、硷金属硫酸盐、硷金属氯酸盐与硷金属硫酸盐的混合物,自该水溶液电化移出硷金属离子,以产生酸性硷金属盐溶液,当该硷金属盐是自硷金属氯酸盐、硷金属氯酸盐与硷金属硫酸盐的混合物选择时,将该酸性硷金属盐水溶液视为酸性氯酸根水溶液,输入反应区以提供氯酸根离子及氢离子反应物予前述二氧化氯发生反应介质之酸性水溶液中,当该硷金属盐为硷金属硫酸盐时,加入硷金属氯酸盐于该酸化硷金属盐溶液,将产生的酸性氯酸根溶液,输入反应区以提供氯酸根离子及氢离子反应物予前述二氧化氯发生反应介质之酸性水溶液中,且自该反应区回复为硷金属硫酸盐。图示简单说明:图一乃根据本发明之一具体实施例制作的二氧化氯发生制程的流程图;图二是双极薄膜槽的概要图解,此槽可使用于图一所示的二氧化氯发生制程;图三以图形表示实验资料,说明在不同的硷金属盐浓度时,酸当量浓度与电流效率之关系;图四亦以图形表示实验数据。进一步说明不同阴极电解其
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