專利名稱：二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，特別涉及大型化學法二氧化氯復合 消毒劑發(fā)生器及其使用方法。
背景技術(shù)：
二氧化氯是一種廣譜性的殺菌消毒劑，可廣泛應(yīng)用于飲用水、游泳池水、醫(yī)院污水 的殺菌消毒處理；工業(yè)循環(huán)冷卻水殺菌滅藻處理；工業(yè)含氰、含酚廢水的消毒處理；食品管 道的消毒及水果蔬菜的保鮮等領(lǐng)域。目前，對于大型自來水廠的殺菌消毒；城市污水處理廠 的殺菌、脫色、除臭處理；化工污染廢水的降解COD和脫色處理等應(yīng)用領(lǐng)域，我國還主要依 靠液氯進行處理。由于液氯不僅殺菌效果低于二氧化氯，加之使用不安全、管理不方便，而 且液氯在水中易生成大量的有機鹵代物，而造成水體二次污染，特別是飲用水，對人體的健 康產(chǎn)生潛在危害。實驗表明，由于二氧化氯和氯氣具有協(xié)同殺菌、脫色的作用，處理效果更 為理想。因此，二氧化氯復合消毒劑更適合這些領(lǐng)域的應(yīng)用。但是，國內(nèi)現(xiàn)有制備方法還不 能滿足這些領(lǐng)域的需求。二氧化氯發(fā)生器按二氧化氯產(chǎn)生方法通常分為兩大類化學法和電解法。現(xiàn) 有技術(shù)，如中國專利ZL99205151.7(名稱為多單元二氧化氯發(fā)生器)及中國專利 ZL99213301. 7 (名稱為一種二氧化氯發(fā)生器)，均采用電解法發(fā)生二氧化氯。這種方法存在 著耗電量大、設(shè)備壽命短、維護費用高等缺點?；瘜W法按所用原料又可分為亞氯酸鈉法和氯 酸鈉法。目前國內(nèi)外采用的化學法二氧化氯發(fā)生裝置主要有兩種高純型和復合型。高純 型多采用亞氯酸鈉為原料發(fā)生二氧化氯。由于亞氯酸鈉的價格比氯酸鈉價格高數(shù)倍，所以 該方法運行成本很高。復合型二氧化氯發(fā)生器是以氯酸鈉為原料發(fā)生二氧化氯，具有運行 成本低等特點。中國專利ZL93111202. 8和中國專利ZL97233737. 7，公開了負壓曝氣二氧化 氯發(fā)生器生產(chǎn)工藝技術(shù)，該技術(shù)以氯酸鈉為氧化劑、鹽酸為還原劑，生產(chǎn)二氧化氯與氯氣的 復合消毒劑，該發(fā)生裝置采用單級反應(yīng)器，采用PVC制作發(fā)生器。由于PVC的導熱性較差，反 應(yīng)器的反應(yīng)溫度僅能達到50-55°C，與該反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度70-80°C相差較大，因此原料 在發(fā)生器中反應(yīng)不完全，原料的利用率較低，并且屬于小型二氧化氯發(fā)生裝置?，F(xiàn)有的單級 或多級二氧化氯發(fā)生器多是冬季運行時由于冷空氣曝氣進入反應(yīng)器大大降低了反應(yīng)溫度， 多級二氧化氯發(fā)生器多為多級曝氣，大大降低了氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提供一種原料利用率 高、操作簡單的大型化學法二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器。本發(fā)明的另一目的是提供該種二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的使用方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，包括原料罐、緩沖罐、水射器，原料罐、緩沖罐均與第一級反應(yīng)器相連，第一級反應(yīng)器通過連接管與第二級反應(yīng)器相連，第一級反應(yīng)器與第二級 反應(yīng)器之間設(shè)有氣相平衡管相通，第二級反應(yīng)器下面設(shè)有加熱水箱，第二級反應(yīng)器連有水 射器。所述的原料罐包括濃鹽酸原料罐和氯酸鈉原料罐，兩者分別通過計量泵與第一級 反應(yīng)器相連。所述的第一級反應(yīng)器和第二級反應(yīng)器上均設(shè)有防爆口。所述的緩沖罐連有空氣進口管。所述的第二級反應(yīng)器采用搪玻璃材料制作，其底部為橢圓封頭封閉結(jié)構(gòu)。上述二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的使用方法，包括如下步驟由水射器噴射產(chǎn)生負壓，在負壓條件下氯酸鈉水溶液和濃鹽酸分別由計量泵以一 定流量連續(xù)加至第一級反應(yīng)器中，反應(yīng)液從第一級反應(yīng)器經(jīng)連接管進入第二級反應(yīng)器中進 一步反應(yīng)；空氣由系統(tǒng)負壓經(jīng)緩沖罐從第一級反應(yīng)器的反應(yīng)液下部引入，進行負壓曝氣，將 反應(yīng)生成的二氧化氯和氯氣混合氣體帶出；由第一級反應(yīng)器產(chǎn)生的二氧化氯和氯氣混合氣 體，以及由第二級反應(yīng)器產(chǎn)生的混合氣體、反應(yīng)液進入水射器，與水混合生產(chǎn)出二氧化氯復 合消毒劑水溶液。所述的第一級反應(yīng)器采用PVC材料制作，反應(yīng)溫度為常溫。第二級反應(yīng)器反應(yīng)溫度為70 80°C。氯酸鈉水溶液中氯酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為25 36%，濃鹽酸濃度為27 31%，氯 酸鈉水溶液和工業(yè)濃鹽酸的進料體積比為1 0. 98 1. 08。本發(fā)明反應(yīng)器中反應(yīng)以氯酸鈉為氧化劑，以鹽酸為還原劑，在鹽酸介質(zhì)中進行反 應(yīng)，其反應(yīng)如下NaC103+2HCl = = = C102+l/2Cl2+NaCl+H20本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了原有技術(shù)采用PVC材質(zhì)(或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯) 導熱性差的缺點；采用第一級反應(yīng)器負壓曝氣，第二級反應(yīng)器不進行曝氣技術(shù)，克服了反應(yīng) 溫度低時的原料利用低的缺點(特別是冬季運行由于冷空氣曝氣進入反應(yīng)器大大降低了 反應(yīng)溫度，降低了氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率)；克服了原有設(shè)備反應(yīng)液易泄露的缺點；采用多級反應(yīng) 克服了原有單級反應(yīng)器反應(yīng)停留時間短，反應(yīng)不充分，原料轉(zhuǎn)化率低的缺點。本發(fā)明技術(shù)具 有如下優(yōu)點二氧化氯復合消毒劑的生產(chǎn)能力大、反應(yīng)溫度高、生產(chǎn)成本低、原料利用率高、 設(shè)備投資少等優(yōu)點；得到的消毒劑可直接應(yīng)用于大型自來水廠、污水處理廠的殺菌消毒，化 工廢水的脫色及COD降解處理。


圖1本發(fā)明二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的連接結(jié)構(gòu)圖。其中1為濃鹽酸原料罐，2為氯酸鈉原料罐，3為濃鹽酸計量泵，4為氯酸鈉計量泵， 5為空氣進口管，6為緩沖罐，7為防爆口 A，8氣相平衡管，9為第一級反應(yīng)器，10為連接管， 11為防爆口 B，12為水射器，13為第二級反應(yīng)器，14為加熱水箱，15為電器控制器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細說明
二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，包括原料罐(濃鹽酸原料罐1，氯酸鈉原料罐2)、緩 沖罐6、水射器12，原料罐、緩沖罐均與第一級反應(yīng)器9相連，第一級反應(yīng)器9通過連接管10 與第二級反應(yīng)器13相連，第一級反應(yīng)器9與第二級反應(yīng)器13之間設(shè)有氣相平衡管8相通， 第二級反應(yīng)器13下面設(shè)有加熱水箱14，第二級反應(yīng)器13連有水射器12。所述的原料罐包括濃鹽酸原料罐1和氯酸鈉原料罐2，兩者分別通過計量泵(濃鹽 酸計量泵3，氯酸鈉計量泵4)，與第一級反應(yīng)器9相連。所述的第一級反應(yīng)器9和第二級反應(yīng)器13上均設(shè)有防爆口(防爆口 A 7，防爆口 Bll)。所述的緩沖罐6連有空氣進口管5。所述的第二級反應(yīng)器采用搪玻璃材料制作，其底部為橢圓封頭封閉結(jié)構(gòu)。以氯酸鈉為氧化劑，鹽酸為還原劑，在鹽酸介質(zhì)中進行反應(yīng)，在二級反應(yīng)器中整個 反應(yīng)過程溫度控制在從室溫升至70-8(TC。濃鹽酸從濃鹽酸原料罐1經(jīng)濃鹽酸計量泵3以 一定流量連續(xù)加入到第一級反應(yīng)器9中。氯酸鈉水溶液從氯酸鈉原料罐2經(jīng)氯酸鈉計量泵 4以一定流量連續(xù)加入到第一級反應(yīng)器9中。氯酸鈉和鹽酸在第一級反應(yīng)器9中反應(yīng)生成 二氧化氯和氯氣復合消毒劑。反應(yīng)液經(jīng)連接管10從第一級反應(yīng)器9溢流到第二級反應(yīng)器 13中進一步反應(yīng)。二氧化氯和氯氣等混合氣體經(jīng)氣相平衡管8、第二級反應(yīng)器13的氣相空 間進入水射器12，與工藝水混合吸收生產(chǎn)出二氧化氯復合消毒劑水溶液進行水的處理。第 二級反應(yīng)器13中的反應(yīng)液也進入水射器12，與工藝水混合吸收生產(chǎn)出二氧化氯復合消毒 劑水溶液。整個系統(tǒng)的負壓由水射器12產(chǎn)生，依靠負壓將大氣中的空氣經(jīng)空氣進口管5、 緩沖罐6進入第一級反應(yīng)器9進行負壓曝氣，將反應(yīng)生成的二氧化氯和氯氣由空氣稀釋經(jīng) 氣相平衡管8、第二級反應(yīng)器13的氣相空間進入水射器12。第二級反應(yīng)器13不進行曝氣。 在第一級反應(yīng)器9和第二級反應(yīng)器13上部分別安裝有防爆口 A 7和防爆口 Bll，以保證發(fā) 生器的安全運行。第二級反應(yīng)器13安裝在加熱水箱14中，以保證第二級反應(yīng)器13的反應(yīng) 溫度。濃鹽酸計量泵3和氯酸鈉計量泵4的流量控制，以及加熱水箱14的溫度控制由電器 控制器15來完成。氯酸鈉水溶液中氯酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為25 36%，鹽酸為工業(yè)合成濃鹽酸，濃度 為27 31%，氯酸鈉水溶液和工業(yè)濃鹽酸的進料體積比為1 0. 98 1. 08。第一級反應(yīng) 器9的反應(yīng)溫度為常溫，第二級反應(yīng)器13的反應(yīng)溫度為70 80°C。實施例1 :31.01kg/h 二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器生產(chǎn)工藝，33%的氯酸鈉水溶 液、29%工業(yè)濃鹽酸分別以47. 16L/h和49. 20L/h的進料量加至第一級反應(yīng)器9中，在二級 反應(yīng)器中反應(yīng)溫度從常溫升至75°C。反應(yīng)器中生成的二氧化氯和氯氣復合氣體在水射器 12中與處理水體混合。有效氯產(chǎn)量可達到31. 01kg/h，氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率為89. 8%。
權(quán)利要求
二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，包括原料罐、緩沖罐、水射器，其特征是，原料罐、緩沖罐均與第一級反應(yīng)器相連，第一級反應(yīng)器通過連接管與第二級反應(yīng)器相連，第一級反應(yīng)器與第二級反應(yīng)器之間設(shè)有氣相平衡管相通，第二級反應(yīng)器下面設(shè)有加熱水箱，第二級反應(yīng)器連有水射器。
2.按照權(quán)利要求1所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，其特征是，所述的原料罐包括 濃鹽酸原料罐和氯酸鈉原料罐，兩者分別通過計量泵與第一級反應(yīng)器相連。
3.按照權(quán)利要求1所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，其特征是，所述的第一級反應(yīng) 器和第二級反應(yīng)器上均設(shè)有防爆口。
4.按照權(quán)利要求1所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，其特征是，所述的緩沖罐連有 空氣進口管。
5.按照權(quán)利要求1所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，其特征是，所述的第二級反應(yīng) 器底部為橢圓封頭封閉結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器，其特征是，所述的第二級反 應(yīng)器采用搪玻璃材料制作。
7.權(quán)利要求1所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的使用方法，其特征是，包括如下步驟由水射器噴射產(chǎn)生負壓，在負壓條件下氯酸鈉水溶液和濃鹽酸分別由計量泵以一定流 量連續(xù)加至第一級反應(yīng)器中，反應(yīng)液從第一級反應(yīng)器經(jīng)連接管進入第二級反應(yīng)器中進一步 反應(yīng)；空氣由系統(tǒng)負壓經(jīng)緩沖罐從第一級反應(yīng)器的反應(yīng)液下部引入，進行負壓曝氣，將反應(yīng) 生成的二氧化氯和氯氣混合氣體帶出；由第一級反應(yīng)器產(chǎn)生的二氧化氯和氯氣混合氣體， 以及由第二級反應(yīng)器產(chǎn)生的混合氣體、反應(yīng)液進入水射器，與水混合生產(chǎn)出二氧化氯復合 消毒劑水溶液。
8.按照權(quán)利要求7所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的使用方法，其特征是，所述的 第一級反應(yīng)器反應(yīng)溫度為常溫，第二級反應(yīng)器反應(yīng)溫度為70 80°C。
9.按照權(quán)利要求7所述的二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的使用方法，其特征是，所述的 氯酸鈉水溶液中氯酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為25 36%，濃鹽酸濃度為27 31%，氯酸鈉水溶 液和工業(yè)濃鹽酸的進料體積比為1 0. 98 1. 08。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器及其使用方法，該種發(fā)生器在第一級反應(yīng)器后加設(shè)第二級反應(yīng)器，第一級反應(yīng)器與第二級反應(yīng)器之間設(shè)有氣相平衡管和連接管相通，第二級反應(yīng)器下面設(shè)有加熱水箱；該發(fā)生器以氯酸鈉和濃鹽酸為原料，采用二級反應(yīng)和一級負壓曝氣技術(shù)制得消毒劑。本發(fā)明具有生產(chǎn)能力大、反應(yīng)溫度高、生產(chǎn)成本低、原料利用率高、設(shè)備投資少等優(yōu)點；得到的消毒劑可直接應(yīng)用于大型自來水廠、污水處理廠的殺菌消毒，化工廢水的脫色及COD降解處理。
文檔編號C01B11/02GK101891153SQ20101022831
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者巴換粉, 施來順, 謝朝仁, 郭芳 申請人:山東大學