背景技術(shù)

氫氧化鈉，化學(xué)式為NaOH，俗稱(chēng)燒堿、火堿、苛性鈉，為一種具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿，一般為片狀或顆粒形態(tài)，易溶于水(溶于水時(shí)放熱)并形成堿性溶液，另有潮解性，易吸取空氣中的水蒸氣(潮解)和二氧化碳(變質(zhì))，可加入鹽酸檢驗(yàn)是否變質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)上氫氧化鈉的生產(chǎn)方式主要是以電解飽和食鹽水為主，其主要運(yùn)用在先今的氯堿工業(yè)中。

但與此同時(shí)，由于在電解飽和精制食鹽水的時(shí)候，陰極室產(chǎn)生的氫氧根離子會(huì)逐漸地集聚到陰極室一側(cè)的陽(yáng)離子交換膜上，隨著氫氧根在該處的濃度不斷的增加，從而就有可能越過(guò)陽(yáng)離子交換膜，從而就會(huì)造成陽(yáng)極室氯氣產(chǎn)量銳減等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有助于提高氫氧化鈉濃度的制備氫氧化鈉的方法。

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:一種制備氫氧化鈉的方法，包括以下步驟，

51、將精制的飽和氯化鈉溶液加入到預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為47°C?63°C;

52、將預(yù)熱后的飽和氯化鈉溶液轉(zhuǎn)移到電解槽陽(yáng)極室中，而陰極室則通入蒸餾水，并打開(kāi)電源通電，當(dāng)電路的電流達(dá)到5.3KA時(shí)，向陽(yáng)極室中加入酸，并保持陰極室的pH值為2?3;

53、將電解槽的溫度升高至62°C?73°C，并進(jìn)行保溫通電反應(yīng)；

54、對(duì)陰極室和陽(yáng)極室進(jìn)行抽氣處理，并保持陰極室和陽(yáng)極室的壓力為47.35 X 103Pa?53.41X103Pa;

55、將陰極室側(cè)面產(chǎn)生得到的氫氧化鈉溶液部分回流至陰極室中，陰極室的電極上方產(chǎn)出氫氣，陽(yáng)極室的電極上方產(chǎn)出氯氣。

通過(guò)上述方法，首先是將精制的飽和氯化鈉進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以使得飽和氯化鈉進(jìn)入到電解槽后能夠快速地進(jìn)行電解，提高了電解的效率。

其次，通過(guò)在陽(yáng)極室中加酸的方式，提高溶液的pH值，這樣可以有效地防止陰極室產(chǎn)生的氫氧根低量透過(guò)陽(yáng)離子交換膜，而造成對(duì)陽(yáng)極室中氯氣的吸收，從而不僅減少了氯氣的產(chǎn)率，同時(shí)，也引入新的物質(zhì)。

由于在70°C情況下的水的飽和蒸汽壓為31.18 X 13Pa,將電解槽的壓力調(diào)整到47.35X 13Pa?53.41 X 13Pa,這樣可以有效地提高氫氣和氯氣從溶液中脫離出來(lái)的效率，從而有利于提高氫氣和氯氣的正常產(chǎn)出，并且也可以減少氯氣回溶到飽和氯化鈉溶液中的量，而且也有利于提高氫氧化鈉產(chǎn)出的量。

通過(guò)將產(chǎn)出的氫氧化鈉部分回流到陰極室中，這樣可以有效地提高氫氧化鈉的濃度，濃度的大小可以通過(guò)回流量來(lái)控制，而且在增加陰極室的氫氧化鈉濃度時(shí)，也提高了整個(gè)電解槽的導(dǎo)電能力，從而有利于提高氫氧化鈉的產(chǎn)生量。

作為優(yōu)選，將S5產(chǎn)出的氫氣部分沿著陽(yáng)離子交換膜的表面通入到陰極室中。

作為優(yōu)選，通過(guò)陰極室中的氫氣的量為產(chǎn)生氫氣總量的30%?40%。

這樣通過(guò)氫氣的沿著陽(yáng)離子交換膜的表面通入到陰極室中，可以有效地對(duì)陽(yáng)離子交換膜表面的溶液和陰極室中的其他部分的溶液造成紊流，從而有利于降低氫氧根在陽(yáng)離子交換膜的表面聚集，進(jìn)而也就可以更進(jìn)一步減少氫氧根透過(guò)陽(yáng)離子交換膜的可能性。

作為優(yōu)選，S3中在陰極室中開(kāi)啟攪拌槳進(jìn)行攪拌，攪拌槳的轉(zhuǎn)速為60?70轉(zhuǎn)/min。

由于氫離子的產(chǎn)生后會(huì)以氣泡的形式附著在陰極上，從而就會(huì)在陰極的表面產(chǎn)生一層氣膜，這樣就會(huì)降低陰極與溶液的堿溶液接觸的面積，從而就造成堿溶液導(dǎo)電量的下降，進(jìn)而不利于氫氧化鈉的產(chǎn)生。通過(guò)攪拌的方式，可以有效的提高陰極室中氫氧化鈉的流動(dòng)量，從而可以消除氫氣附著在陰極上，提高了氫氣產(chǎn)生的效率。

而60?70轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速可以保證陰極室中的氫氧化鈉溶液的流速不至于過(guò)大，從而對(duì)陽(yáng)離子交換膜造成影響。

作為優(yōu)選，氫氧化鈉溶液的回流量為其總產(chǎn)出量的1/5?3/5。

作為優(yōu)選，S3中在陽(yáng)極室中開(kāi)啟攪拌槳進(jìn)行攪拌，攪拌槳的轉(zhuǎn)速為40?45轉(zhuǎn)/min。

將陽(yáng)極室中的飽和氯化鈉溶液進(jìn)行攪拌，主要也是為了減少氯氣附著在陽(yáng)極上，并且40?45轉(zhuǎn)/min轉(zhuǎn)速能夠保證氯氣氣泡正常脫離陽(yáng)極的同時(shí)，也可以避免氯氣氣泡自身破裂而再次溶解于飽和氯化鈉溶液中。

作為優(yōu)選，S2中加入的酸為鹽酸。

鹽酸不僅可以有效地提高陽(yáng)極室的氫離子的濃度，同時(shí)，其也不會(huì)將新的離子濃度引入，這樣可以避免其他雜質(zhì)對(duì)氯氣的純度以及飽和氯化鈉溶液的導(dǎo)電能力的影響。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:

1.通過(guò)降低電解槽中的壓力，可以有效地減少溶液上方氫氣和氯氣的濃度，從而有利于氫氣和氯氣的產(chǎn)出，進(jìn)而也就有利于提高氫氧化鈉的產(chǎn)量；

2.通過(guò)攪拌的方式，消除了氫氣和氯氣在電極上的附著，從而大大提高了整個(gè)電解槽的導(dǎo)電性能，進(jìn)而有利于提高氫氧化鈉的產(chǎn)量。

3.通過(guò)加入鹽酸不僅能夠控制陽(yáng)極室中溶液的pH值，同時(shí)也不會(huì)引入新的雜質(zhì)元素。

具體實(shí)施方式

將精制的飽和氯化鈉溶液以流量為200m3/h加入到預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為47°C?63°C ;將預(yù)熱后的飽和氯化鈉溶液轉(zhuǎn)移到電解槽陽(yáng)極室中，以300 m3/h的流量加入到電解槽陰極室中，并打開(kāi)電源通電，當(dāng)電路的電流達(dá)到5.3KA時(shí)，向陽(yáng)極室中加入鹽酸，并保持陰極室的PH值為2?3;將電解槽的溫度升高至62°C?73°C，并進(jìn)行保溫通電反應(yīng)，同時(shí)，陰極室的攪拌轉(zhuǎn)速為60?70轉(zhuǎn)/min，陽(yáng)極室的攪拌轉(zhuǎn)速為40?45轉(zhuǎn)/min;對(duì)陰極室和陽(yáng)極室進(jìn)行抽氣處理，并保持陰極室和陽(yáng)極室的壓力為47.35 X 103Pa?53.41 X 103Pa;陰極室的電極上方產(chǎn)出氫氣，陽(yáng)極室的電極上方產(chǎn)出氯氣，分別收集到氫氣罐和氯氣罐中，將陰極室側(cè)面產(chǎn)生得到的氫氧化鈉溶液的1/5回流至陰極室中，將陰極室上方產(chǎn)生的氫氣總量的30%回流到陰極室中。最終產(chǎn)得氫氧化鈉的量為100m3/h，質(zhì)量濃度為34%，氫氧化鈉的產(chǎn)率為97.5%。