一种制备氢氧化钠的方法

背景技术

氢氧化钠，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质)，可加入盐酸检验是否变质。

现有技术中，工业上氢氧化钠的生产方式主要是以电解饱和食盐水为主，其主要运用在先今的氯碱工业中。

但与此同时，由于在电解饱和精制食盐水的时候，阴极室产生的氢氧根离子会逐渐地集聚到阴极室一侧的阳离子交换膜上，随着氢氧根在该处的浓度不断的增加，从而就有可能越过阳离子交换膜，从而就会造成阳极室氯气产量锐减等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有助于提高氢氧化钠浓度的制备氢氧化钠的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种制备氢氧化钠的方法，包括以下步骤，

51、将精制的饱和氯化钠溶液加入到预热器中进行预热，预热温度为47°C〜63°C;

52、将预热后的饱和氯化钠溶液转移到电解槽阳极室中，而阴极室则通入蒸馏水，并打开电源通电，当电路的电流达到5.3KA时，向阳极室中加入酸，并保持阴极室的pH值为2〜3;

53、将电解槽的温度升高至62°C〜73°C，并进行保温通电反应；

54、对阴极室和阳极室进行抽气处理，并保持阴极室和阳极室的压力为47.35 X 103Pa〜53.41X103Pa;

55、将阴极室侧面产生得到的氢氧化钠溶液部分回流至阴极室中，阴极室的电极上方产出氢气，阳极室的电极上方产出氯气。

通过上述方法，首先是将精制的饱和氯化钠进行预热，这样可以使得饱和氯化钠进入到电解槽后能够快速地进行电解，提高了电解的效率。

其次，通过在阳极室中加酸的方式，提高溶液的pH值，这样可以有效地防止阴极室产生的氢氧根低量透过阳离子交换膜，而造成对阳极室中氯气的吸收，从而不仅减少了氯气的产率，同时，也引入新的物质。

由于在70°C情况下的水的饱和蒸汽压为31.18 X 13Pa,将电解槽的压力调整到47.35X 13Pa〜53.41 X 13Pa,这样可以有效地提高氢气和氯气从溶液中脱离出来的效率，从而有利于提高氢气和氯气的正常产出，并且也可以减少氯气回溶到饱和氯化钠溶液中的量，而且也有利于提高氢氧化钠产出的量。

通过将产出的氢氧化钠部分回流到阴极室中，这样可以有效地提高氢氧化钠的浓度，浓度的大小可以通过回流量来控制，而且在增加阴极室的氢氧化钠浓度时，也提高了整个电解槽的导电能力，从而有利于提高氢氧化钠的产生量。

作为优选，将S5产出的氢气部分沿着阳离子交换膜的表面通入到阴极室中。

作为优选，通过阴极室中的氢气的量为产生氢气总量的30%〜40%。

这样通过氢气的沿着阳离子交换膜的表面通入到阴极室中，可以有效地对阳离子交换膜表面的溶液和阴极室中的其他部分的溶液造成紊流，从而有利于降低氢氧根在阳离子交换膜的表面聚集，进而也就可以更进一步减少氢氧根透过阳离子交换膜的可能性。

作为优选，S3中在阴极室中开启搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为60〜70转/min。

由于氢离子的产生后会以气泡的形式附着在阴极上，从而就会在阴极的表面产生一层气膜，这样就会降低阴极与溶液的碱溶液接触的面积，从而就造成碱溶液导电量的下降，进而不利于氢氧化钠的产生。通过搅拌的方式，可以有效的提高阴极室中氢氧化钠的流动量，从而可以消除氢气附着在阴极上，提高了氢气产生的效率。

而60〜70转/min的转速可以保证阴极室中的氢氧化钠溶液的流速不至于过大，从而对阳离子交换膜造成影响。

作为优选，氢氧化钠溶液的回流量为其总产出量的1/5〜3/5。

作为优选，S3中在阳极室中开启搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为40〜45转/min。

将阳极室中的饱和氯化钠溶液进行搅拌，主要也是为了减少氯气附着在阳极上，并且40〜45转/min转速能够保证氯气气泡正常脱离阳极的同时，也可以避免氯气气泡自身破裂而再次溶解于饱和氯化钠溶液中。

作为优选，S2中加入的酸为盐酸。

盐酸不仅可以有效地提高阳极室的氢离子的浓度，同时，其也不会将新的离子浓度引入，这样可以避免其他杂质对氯气的纯度以及饱和氯化钠溶液的导电能力的影响。

综上所述，本发明具有以下有益效果:

1.通过降低电解槽中的压力，可以有效地减少溶液上方氢气和氯气的浓度，从而有利于氢气和氯气的产出，进而也就有利于提高氢氧化钠的产量；

2.通过搅拌的方式，消除了氢气和氯气在电极上的附着，从而大大提高了整个电解槽的导电性能，进而有利于提高氢氧化钠的产量。

3.通过加入盐酸不仅能够控制阳极室中溶液的pH值，同时也不会引入新的杂质元素。

具体实施方式

将精制的饱和氯化钠溶液以流量为200m3/h加入到预热器中进行预热，预热温度为47°C〜63°C ;将预热后的饱和氯化钠溶液转移到电解槽阳极室中，以300 m3/h的流量加入到电解槽阴极室中，并打开电源通电，当电路的电流达到5.3KA时，向阳极室中加入盐酸，并保持阴极室的PH值为2〜3;将电解槽的温度升高至62°C〜73°C，并进行保温通电反应，同时，阴极室的搅拌转速为60〜70转/min，阳极室的搅拌转速为40〜45转/min;对阴极室和阳极室进行抽气处理，并保持阴极室和阳极室的压力为47.35 X 103Pa〜53.41 X 103Pa;阴极室的电极上方产出氢气，阳极室的电极上方产出氯气，分别收集到氢气罐和氯气罐中，将阴极室侧面产生得到的氢氧化钠溶液的1/5回流至阴极室中，将阴极室上方产生的氢气总量的30%回流到阴极室中。最终产得氢氧化钠的量为100m3/h，质量浓度为34%，氢氧化钠的产率为97.5%。