本發明專利技術涉及一種使用含鹽原水RW制備氯化氫HCl或其水溶液的方法，該方法包括以下步驟：a)提供第一電解液E1，其中所述第一電解液E1含有氯離子Cl”；b)進行電滲析，其中所述第一電解液E1經歷陰極還原，由此得到陰極電解液K，其中在所述第一電解液E1中氯離子Cl”濃度下降，其中在所述第一電解液E1中氫氧根離子OH”濃度上升，并其中生成氯化氫HCl或其水溶液形式的產物P；c)處理至少部分量的所述陰極電解液K，由此得到所述第一電解液E1，其中使用含鹽原水RW，其中在所述陰極電解液K中氯離子Cl”濃度上升，并且其中在所述陰極電解液K中氫氧根離子OH”濃度下降；和d)至少部分地再利用根據步驟(c)處理過的陰極電解液K來作為步驟(b)中的第一電解液E1。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及根據權利要求1使用含鹽原水制備氯化氫(HCl)或其水溶液(即氫氯酸或鹽酸)的方法，還涉及根據權利要求15的由此制備的產品，根據權利要求17的產品的用途和根據權利要求18的電滲析系統。
技術介紹
在眾多
中使用到鹽酸。而其到達使用地點的送貨有時是嚴重的問題。特別地會存在使用地點處于難于到達的使用區域的情況。在此鹽酸例如能夠在海水脫鹽裝置中用作大規模的阻垢劑和清潔劑。此外，為了提高輸送效率，鹽酸在石油鉆孔中用于打開巖石孔隙，并且用于在碳酸鹽巖中產生二氧化碳。此外，鹽酸還在遠程驅動中被用作清潔劑、消毒劑或酸洗液。尤其是對于使用地點位于難以到達的地區，例如偏僻的大陸地區或者島嶼這種情況，濃縮的鹽酸將用于前述目的。使用濃縮鹽酸的優點一方面在于能夠將待輸送的量保持得很小。但是另一方面，始終有如下危險，即相應的運輸容器未密封。此外濃縮的發煙鹽酸在運輸過程中始終向環境排放揮發性HCl氣體。由此其能夠在運輸容器的環境中引發腐蝕。可選地，在很多情況中還優選使用工業硫酸。其基本上高度濃縮，并且具有大約三倍高的以val/L計的當量濃度。盡管鹽酸對于規定的工藝常常有更好的能力，但是優選使用不發煙的、對環境無害的且較低腐蝕的硫酸。然而硫酸與堿土金屬離子Ca2+、Sr2+和Ba2+形成難溶鹽。這可能導致所不希望的沉淀。由于技術原因，以及由于前述安全方面原因，所以也在難以到達的應用區域嘗試使用稀釋的鹽酸，例如在海水脫鹽裝置或者石油鉆井平臺中。
技術實現思路
因此本專利技術的任務在于，使用含鹽原水直接在使用地制備氯化氫或其水溶液(wasserige Losung) ο該任務通過具有權利要求1特征的制備氯化氫或者其水溶液的方法、具有權利要求15特征的由此所制備的產品、具有權利要求17特征的產品用途和具有權利要求18特征的電滲析系統得以完成。依據本專利技術建議一種在使用含鹽原水的情況下制備氯化氫或者其水溶液(即鹽酸)的方法，其中該方法包括以下步驟: a)提供第一電解液，其中所述第一電解液含有氯離子；b)進行電滲析，其中所述第一電解液經歷陰極還原，由此得到陰極電解液，其中在所述第一電解液中氯離子濃度下降，其中在所述第一電解液中氫氧根離子濃度上升，并且其中生成氯化氫或其水溶液形式的產物；c)處理或準備至少部分量的陰極電解液，由此得到所述第一電解液，其中使用含鹽原水，其中在所述陰極電解液中氯離子濃度上升，并且其中在所述陰極電解液中氫氧根離子濃度下降；和d)至少部分地再利用根據步驟(C)處理過的陰極電解液來作為步驟(b)中的第一電解液。在此首次設置了如下實施電滲析法，其中制備氯化氫或其水溶液即鹽酸的形式的產品。對此，使用含鹽原水處理至少部分量的在電滲析中形成的陰極電解液。如此處理或準備的陰極電解液將作為第一電解液而至少部分地在步驟(b)中再次利用。由此有利地避免了對電滲析時所產生的陰極電解液的繁瑣昂貴的處置。此外，因為至少部分地再次利用經處理的陰極電解液，本專利技術方法實現了放棄使用額外的化學試劑，尤其是濃縮酸如濃縮鹽酸。這樣不僅降低了用于電滲析的原料花費，而且還能夠放棄使用額外的化學試劑。因此根據本專利技術能夠從常見的無害的天然鹽水中直接在使用地點制備氯化氫或鹽酸。這樣通過本專利技術方法能夠在難于到達的使用地點或者在使用地點提供氯化氫或其水溶液，它們以前僅能以化學品昂貴的物流花費來運貨。依據本專利技術，電解液理解為傳導離子的液體，尤其是鹽水溶液。陰極電解液理解為如下電解液，即在其中借助陰極還原來產生電化學影響。陽極電解液理解為如下電解液，即在其中借助陽極氧化來產生電化學影響。依據本專利技術制備方法的有利實施方式為從屬權利要求2至14的主題。含鹽原水可以是天然水或者人造鹽水，優選的是海水、咸水、地下水、泉水、天然的或人工的鹵水(Sole)，或者是它們的混合物或濃縮物。實際上所有天然存在或者人造的含鹽水都能用作本專利技術方法的原水。所以依據本專利技術的方法使用基本上隨處可見的原料，由此得到地理上更廣的使用范圍。此類含鹽水體實際上隨處可見并且使用上經濟實惠。此外，含鹽原水可以具有一定的鹽含量，特別是具有一定含量的堿金屬氯化物，最大至飽和，優選的范圍在0.4至25重量％、更優選2至10重量％、尤其是2.8至4.6重量％。由此有利的是，在依據本專利技術方法的范圍中使用含鹽高的水，例如含鹽高的工業廢水，海水濃縮物，或者例如具有鹽濃度高的天然海水，如死海的水。另一方面，也能夠毫無問題得使用一般的海水作為本專利技術方法 的原水。另外，在步驟(a)中可以用含鹽原水制備第一電解液。根據步驟(C)對陰極電解液和/或第一電解液的處理可以分批或者連續地實施。在此，通過分批處理能夠實現較高完成程度的第一電解液，以及因此實現更高的系統效率。而當連續處理陰極電解液時，這樣為了實施本方法有利地需要較小的容器尺寸和/或較少的容器數量。此外可以在電滲析槽中進行電滲析。電滲析槽在此具有三個腔室，即容納陰極的陰極室、構成為中間室的產物室和容納陽極的陽極室。這樣，首次為了實施電滲析來獲得氯化氫或者鹽酸，尤其是為了實施本專利技術方法而建議使用三室電滲析槽。即便其伴有如下缺陷，即與傳統上使用的四室電滲析槽相比，通過附加的膜并不能將所產生的氯離子和氫氧根離子分開。因此并不能夠獲得不含氯離子的NaOH。另一方面，使用三室電滲析槽具有如下優點，即能夠放棄使用附加的膜。電滲析槽的造型也因此在結構上得以簡化，并且更佳經濟實惠。此外，能夠在較低的槽電壓下實施依據本專利技術的電滲析方法，由此有利的降低了能量消耗。另外，第一電解液和/或陰極電解液至少在步驟(b)期間循環通過電滲析槽的陰極室并經由用于陰極電解液和/或第一電解液的存儲容器。憑借該循環，第一電解液和/或陰極電解液得到勻化以平衡不同的濃度。此外，通過循環簡化了對第一電解液和/或陰極電解液的條件處理。條件處理(Konditionieren)在這里被理解`為調節例如氯離子和/或氫氧根離子的預定pH值、預定溫度和/或預定濃度。濃度調節能夠通過有目的的引出使用過的陰極電解液，并通過有目的的加入新的或者優選處理過的電解液來調節。此外，能夠在步驟(a)至(d)期間調節第一電解液和/或陰極電解液的溫度，尤其是冷卻。因此通過調節為較高的溫度可以得到更好的電解液的傳導性。然而通過將電解液溫度調節為最大45°C，例如通過冷卻電解液和/或陰極電解液，可以保護安裝在電滲析槽中的膜不受熱損害。至少在步驟(a)至(d)中的一個步驟期間，第一電解液和/或陰極電解液排出氣體，尤其是氫氣。通過從陰極電解液中排放氣態反應產物如氫氣，電滲析反應會因為陰極電解液較高的電導性而得以改善，和/或使產物濃度或分壓的降低變得簡單。此外，只要在第一電解液和/或陰極電解液中的氯離子濃度為步驟(a)中第一電解液中氯離子濃度的30至70%、優選33至50%、尤其是37至43%范圍的濃度時，就能夠實施步驟(C)。由此一方面已經能夠在進行電滲析期間開始根據本專利技術方法步驟(C)的陰極電解液的處理。通過至少部分地平行運行電滲析和處理陰極電解液，可以縮短整個方法所要求的時長。另一方面甚至能夠依據本專利技術設置如下，即依據本專利技術方法根據步驟(C)的處理已經隨著電滲析反應的開始而開始。通過至少部分地同時實施電滲析和處理，有利避免了電滲析槽在較低本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.21 DE 102010017491.21.使用含鹽原水(RW)制備氯化氫(HCl)或其水溶液的方法，該方法包括以下步驟: a)提供第一電解液(El)， 其中所述第一電解液(El)含有氯離子(Cl—)； b)進行電滲析， 其中所述第一電解液(El)經歷陰極還原，由此得到陰極電解液(K)， 其中在所述第一電解液(El)中氯離子(Cl—)濃度下降， 其中在所述第一電解液(El)中氫氧根離子(0H_)濃度上升，并且 其中生成氯化氫(HCl)或其水溶液形式的產物(P)； c)處理至少部分量的所述陰極電解液(K)， 由此得到所述第一電解液(El)， 其中使用含鹽原水(RW)， 其中在所述陰極電解液(K)中氯離子(CD濃度上升，并且 其中在所述陰極電解液⑷中氫氧根離子(0H_)濃度下降；和 d)至少部分地再利用根據步驟(c)處理過的陰極電解液(K)來作為步驟(b)中的第一電解液(El)。2.根據權利要求1所 述的方法，其特征在于，所述含鹽原水(RW)是天然的或人工制備的鹽水，優選為海水、咸水、地下水、泉水，天然或者人工制備的鹵水，或者它們的混合物或濃縮物。3.根據權利要求1或2中任意一項所述的方法，其特征在于，所述含鹽原水(RW)含有鹽，尤其是含有堿金屬氯化物，含量最大為飽和，優選的范圍為0.4至25重量％，更優選2至10重量％，特別是2.8至4.6重量％。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中從含鹽原水生成第一電解液(El)。5.根據權利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，按照步驟(c)對陰極電解液和/或第一電解液(El)的處理以分批或者連續的方式實現。6.根據權利要求1至5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述電滲析在電滲析槽(2)中進行， 其中，所述電滲析槽(2)具有三個室， 即，容納陰極(22)的陰極室(12)、 構成中間室的產物室(14)、和 容納陽極(24)的陽極室(16)。7.根據權利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，所述第一電解液(El)和/或陰極電解液⑷至少在步驟(b)期間循環通過電滲析槽(2)的陰極室(12)，并且經由用于陰極電解液(K)和/或第一電解液(El)的儲存容器⑷。8.根據權利要求1至7中任意一項所述的方法，其特征在于，在步驟(a)至(d)中的一個步驟期間調節第一電解液(El)和/或陰極電解液(K)的溫度，尤其是冷卻。9.根據權利要求1至8中任意一項所述的方法，其特征在于，在步驟(a)至(d)中的一個步驟期間第一電解液(El)和/或陰極電解液⑷排放氣體，尤其是氫氣(H2)。10.根據權利要求1至9中任意一項所述的方法，其特征在于，只要在第一電解液(El)和/或陰極電解液⑷中的氯離子(CD濃度達到步驟(a)中第一電解液(El)中的氯離子(CF)濃度的30至70%、優選33至50%、特別是37至43%范圍的濃度時，就進行步...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R赫斯，
申請(專利權)人：WME風能發電海水淡化有限責任公司，
類型：
國別省市：
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