CN110344075A - 氢碘酸制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢碘酸制备装置，涉及化工技术领域，用于解决现有技术中存在的处理效率不高的技术问题。本发明的氢碘酸制备装置，其包括原料箱、电氧化还原反应器和提纯浓缩单元，通过使电氧化还原反应器中的溶液发生电化学反应以生成氢碘酸，且整个过程液相循环还原，产品纯度高、浓度高，其转化率高，并且无危废液产生，有利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，特别地涉及一种氢碘酸制备装置。
背景技术
氢碘酸是碘化氢的水溶液，有强烈刺激性的酸味，属于强酸，是无放射性无氧酸中酸性最强的，在空气中易被氧化而析出游离碘，是氢卤酸中还原性最强者。现有技术中，对氢碘酸制备的披露大都是以磷来制取氢碘酸，该方法收率一般，纯度低、浓度低，并且会产生危废液，不利于环保。
发明内容
本发明提供一种氢碘酸制备装置，用于解决上述技术问题。
根据本发明的第一个方面，本发明的氢碘酸制备装置，其包括：
原料箱，其用于承载单质碘；
电氧化还原反应器，其与所述原料箱相连，用于进行电化学反应以获得氢碘酸；以及
提纯浓缩单元，其用于提纯所述电氧化还原反应器中输出的氢碘酸。
在一个实施方式中，所述电氧化还原反应器包括阳膜以及分别设置在所述阳膜两侧的阳极板和阴极板；
其中，所述阳极板和所述阳膜构成限定阳极室的侧壁，所述阴极板和所述阳膜构成限定阴极室的侧壁。
在一个实施方式中，所述阴极板为抑氢电极板。
在一个实施方式中，所述阳极室与催化剂箱相连，所述催化剂箱用于向所述阳极室中添加催化剂。
在一个实施方式中，所述催化剂为稀硫酸或磷酸。
在一个实施方式中，所述阳极室的上方和下方分别有阳极室输入口和阳极室输出口；所述阴极室的的上方和下方分别有阴极室输入口和阴极室输出口。
在一个实施方式中，所述原料箱和所述电氧化还原反应器之间还设置有第一氢碘酸箱，所述第一氢碘酸箱的两个输出口分别与所述电氧化还原反应器的输入口和所述提纯浓缩单元的输入口相连；所述第一氢碘酸箱的两个输入口分别与所述电氧化还原反应器的输出口和所述原料箱的输出口相连。
在一个实施方式中，所述原料箱通过螺杆进料泵与所述第一氢碘酸箱的其中一个输入口相连。
在一个实施方式中，所述第一氢碘酸箱的其中一个输出口通过循环泵与所述电氧化还原反应器的输入口相连。
在一个实施方式中，所述提纯浓缩单元包括蒸馏器，所述第一氢碘酸箱的其中一个输出口通过酸泵与所述蒸馏器的输入口相连。
现有技术相比，本发明的优点在于：通过使电氧化还原反应器中的溶液发生电化学反应以生成氢碘酸，且整个过程液相循环还原，理论上原料碘全部转化，其转化率高，产品纯度高、浓度高，并且无危废液产生，有利于环保。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的氢碘酸制备装置的结构示意图；
图2是图1所示的电氧化还原反应器的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-原料箱；2-电氧化还原反应器；3-提纯浓缩单元；4-氢碘酸箱；5-催化剂箱；6-螺杆进料泵；7-酸泵；8-第二氢碘酸箱；9-循环泵；
21-阳膜；22-阳极板；23-阴极板；25-电源；
211-阳极室；212-阴极室。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种氢碘酸制备装置，其包括用于承载单质碘的原料箱1、电氧化还原反应器2和其用于提纯电氧化还原反应器2中输出的氢碘酸的提纯浓缩单元3。其中，电氧化还原反应器2与原料箱1相连，用于进行电化学反应以获得氢碘酸。
具体地，如图2所示，电氧化还原反应器2包括阳膜21以及分别设置在阳膜21两侧的阳极板22和阴极板23；其中，阳极板22和阳膜21构成限定阳极室211的侧壁，阴极板23和阳膜21构成限定阴极室212的侧壁。
进一步地，阴极板23为抑氢电极板。电氧化还原反应器2的阳极室211与催化剂箱5相连，催化剂箱5用于向阳极室211中添加催化剂。可选地，催化剂为稀硫酸。
具体地，电氧化还原反应器2进行电化学反应以获得氢碘酸的过程如下：
当电氧化还原反应器2与直流电源25相连时，电氧化还原反应器2发生氧化还原反应，其阴极室212内的碘得到电子发生还原反应，由于阴极板23采用抑氢电极板，因而碘被还原成碘离子。而阳极室211则水电解成氢氧根离子及氢离子，同时发生氧化反应放出氧气及产生氢离子，催化剂箱5通过循环泵9向阳极室中输入催化剂，使氢离子在电场作用下透过阳膜21与阴极室212内的碘离子结合成氢碘酸。
氧化室211内的反应式为：2H2O＝2OH-+2H+＝O2+2H+；
还原室212的反应式为：I-+H+＝HI。
此外，阳极室211的上方和下方分别有阳极室输入口和阳极室输出口；阴极室212的的上方和下方分别有阴极室输入口和阴极室输出口。
阳极室输入口和阳极室输出口分别与催化剂箱5的输出端和输出端相连，即催化剂箱5通过阳极室输出口向阳极室211输入催化剂，并且催化剂通过阳极室输出口又返回至催化剂箱5中，使催化剂在催化剂箱5和阳极室211之间循环，以提高催化的效率。如图2中左侧箭头所示为催化剂的流向。
如图1所示，原料箱1和电氧化还原反应器2之间还设置有第一氢碘酸箱4，第一氢碘酸箱4的两个输出口分别与电氧化还原反应器2的输入口和提纯浓缩单元3的输入口相连；第一氢碘酸箱4的两个输入口分别与电氧化还原反应器2的输出口和原料箱1的输出口相连。
进一步地，单质碘通过螺杆进料泵6输入至第一氢碘酸箱4中，第一氢碘酸箱4起到缓冲和暂存的作用。通过第一氢碘酸箱4的其中一个输出口向电氧化还原反应器2中输入单质碘，其在电氧化还原反应器2中发生氧化还原反应，并生成氢碘酸。
具体地，原料箱1通过螺杆进料泵6与第一氢碘酸箱4的其中一个输入口相连。电氧化还原反应器2的第阴极室输出口与第一氢碘酸箱4的一个输入口相连，使生成的氢碘酸输入至第一氢碘酸箱4中；第一氢碘酸箱4的其中一个输出口通过循环泵9与电氧化还原反应器2的阴极室输入口相连，使第一氢碘酸箱4中的溶液进入电氧化还原反应器2的阴极室212中；从而溶液在第一氢碘酸箱4和电氧化还原反应器2之间循环，以提高产出的效率。如图2中右侧箭头所示为单质碘的流向。
提纯浓缩单元3包括蒸馏器，第一氢碘酸箱4的其中一个输出口通过酸泵7与蒸馏器的输入口相连，蒸馏器的输出口与第二氢碘酸箱8相连，通过蒸馏器将生成的氢碘酸进行蒸馏提纯后输出至第二氢碘酸箱8中。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种氢碘酸制备装置，其特征在于，包括：
原料箱(1)，其用于承载单质碘；
电氧化还原反应器(2)，其与所述原料箱(1)相连，用于进行电化学反应以获得氢碘酸；以及
提纯浓缩单元(3)，其用于提纯所述电氧化还原反应器(2)中输出的氢碘酸。
2.根据权利要求1所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述电氧化还原反应器(2)包括阳膜(21)以及分别设置在所述阳膜(21)两侧的阳极板(22)和阴极板(23)；
其中，所述阳极板(22)和所述阳膜(21)构成限定阳极室(211)的侧壁，所述阴极板(23)和所述阳膜(21)构成限定阴极室(212)的侧壁。
3.根据权利要求2所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述阴极板(23)为抑氢电极板。
4.根据权利要求2或3所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述阳极室(211)与催化剂箱(5)相连，所述催化剂箱(5)用于向所述阳极室(211)中添加催化剂。
5.根据权利要求4所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述催化剂为稀硫酸。
6.根据权利要求2或3所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述阳极室(211)的上方和下方分别有阳极室输入口和阳极室输出口；所述阴极室(212)的的上方和下方分别有阴极室输入口和阴极室输出口。
7.根据权利要求2或3所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述原料箱(1)和所述电氧化还原反应器(2)之间还设置有第一氢碘酸箱(4)，所述第一氢碘酸箱(4)的两个输出口分别与所述电氧化还原反应器(2)的输入口和所述提纯浓缩单元(3)的输入口相连；所述第一氢碘酸箱(4)的两个输入口分别与所述电氧化还原反应器(2)的输出口和所述原料箱(1)的输出口相连。
8.根据权利要求7所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述原料箱(1)通过螺杆进料泵(6)与所述第一氢碘酸箱(4)的其中一个输入口相连。
9.根据权利要求7所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述第一氢碘酸箱(4)的其中一个输出口通过循环泵(9)与所述电氧化还原反应器(2)的输入口相连。
10.根据权利要求7所述的氢碘酸制备装置，其特征在于，所述提纯浓缩单元(3)包括蒸馏器，所述第一氢碘酸箱(4)的其中一个输出口通过酸泵(7)与所述蒸馏器的输入口相连。
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