申请/专利权人：成都子辰储能化工设备有限责任公司

申请日：2019-11-19

公开（公告）日：2020-01-07

公开（公告）号：CN110656343A

主分类号：C25B1/14(20060101)

分类号：C25B1/14(20060101);C25B1/16(20060101);C01F11/46(20060101);C25B11/06(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.23#授权;2020.02.04#实质审查的生效;2020.01.07#公开

摘要：本发明提供一种利用PCET反应以芒硝和石灰石制取两碱联产高纯石膏的方法，属于低能耗两碱的生产技术领域。将阳离子交换膜置于电解槽中，阳极区加入弱酸性钠盐溶液和化合物QH作为阳极电催化剂，阴极区加入碳酸钠或氢氧化钠，并加入化合物Q作为阴极电催化剂，在阴阳电极之间施加直流电源，电解过程中，QH被氧化为Q，并释放H+，阳极液中的Na+透过阳离子交换膜到达阴极区与阴极液中的OH‑结合生成NaOH，或进一步吸收CO2转变为Na2CO3；电解生成含有大量H+的阳极液和石灰石发生溶解反应，H+消耗生成Ca2+，SO42‑与Ca2+结合生成高纯CaSO4沉淀。本发明利用具有PCET反应性质的化合物作为电催化剂，Q为其氧化态，QH为其还原态，以芒硝和石灰石为原料，实现纯碱、烧碱和石膏的制备。

主权项：1.利用PCET反应以芒硝和石灰石制取两碱联产高纯石膏的方法，其特征在于，所述方法为将阳离子交换膜置于电解槽中将电解槽分为阳极区和阴极区，阳极区加入弱酸性钠盐溶液作为阳极电解液，阴极区加入碳酸钠或氢氧化钠作为阴极电解液，同时在阴极区加入具有PCET反应性能的化合物Q作为阴极电催化剂，阳极区加入具有PCET反应性能的化合物QH作为阳极电催化剂，并在阳极电极和阴极电极之间施加直流电源：在电流作用下，当生产纯碱时，阴极区通入的CO2电离为H+和CO32-，H+在阴极电极与电催化剂Q结合形成QH，阴极液中形成富含CO32-的溶液；当生产烧碱时，阴极液中的Q与水电离出的H+结合生成QH，在阴极液中形成富含OH-的溶液；与此同时，阳极区的QH在阳极电极上被氧化为Q，并释放出H+，使得阳极液形成富含H+的酸性溶液；将弱酸性钠盐溶液预置入阳极区，生成大量弱酸溶液的同时Na+透过阳离子交换膜到达阴极区与OH-或CO32-结合生成NaOH溶液或Na2CO3溶液，进一步蒸发结晶获取固体烧碱或纯碱；阳极液制取高纯石膏的同时再生弱酸性钠盐溶液，包括溶解和沉淀过程：①溶解过程：含有大量弱酸的阳极液和石灰石发生溶解反应，在H+不断消耗的同时生成Ca2+，实现了CaCO3的快速溶解；②沉淀过程：石灰石溶解后生成的Ca2+与芒硝化盐后的SO42-结合生成高纯CaSO4沉淀，芒硝中的Na+与阳极液中的弱酸根离子结合再生弱酸性钠盐循环至阳极区，当产物为纯碱时，溶解过程释放的CO2循环至阴极区用于纯碱的生产。

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权利要求：

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