專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)一種復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝，屬于二氧化氯的制備和應(yīng) 用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
二氧化氯作為一種強(qiáng)氧化劑被用作消毒領(lǐng)域已經(jīng)被人們所熟知，其廣泛的被運(yùn)用 于飲用水、醫(yī)院污水、游泳池水的消毒領(lǐng)域，還被用于循環(huán)冷卻水的殺菌滅藻、城鎮(zhèn)生活污 水及中水的回用、有機(jī)廢水處理、印染脫色、除臭等各個(gè)方面。目前復(fù)合法制備二氧化氯的生產(chǎn)方法和設(shè)備普遍存以下缺點(diǎn)原料轉(zhuǎn)化率低、二 氧化氯純度和收率偏低；應(yīng)用場(chǎng)所受到限制，投加點(diǎn)的背壓、投加管路的長(zhǎng)短，直接影響到 水力噴射器的運(yùn)行狀況，進(jìn)而影響到曝氣量、轉(zhuǎn)化率、純度、甚至是設(shè)備的安全運(yùn)行等方面。公開(kāi)號(hào)為CN1062715C的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種二氧化氯的制備方法及其發(fā)生設(shè) 備，其中氯酸鈉和鹽酸進(jìn)入第一級(jí)和第二級(jí)進(jìn)行反應(yīng)，沒(méi)有酸度梯度，在鹽酸濃度較高時(shí) 容易發(fā)生副反應(yīng)只生成氯氣，其化學(xué)反應(yīng)式NaC103+6HCl = 3Cl2+NaCl+3H20 ；反應(yīng)后進(jìn)入 95°C集氣室，二氧化氯在溫度較高時(shí)分解加劇，其化學(xué)反應(yīng)式2C102 = Cl2+202。因此中國(guó) 專(zhuān)利CN1062715C所述的方法生產(chǎn)的混合氣體中二氧化氯純度偏低，兩級(jí)反應(yīng)也不能保證 反應(yīng)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化率。但本發(fā)明采用多級(jí)反應(yīng)器(3-8級(jí))，通過(guò)改變各級(jí)反應(yīng)器內(nèi)的酸度和 溫度，有效降低副反應(yīng)，生成的氣體被迅速帶走，盡量減少二氧化氯的分解，有效保證了原 料的高轉(zhuǎn)化率和二氧化氯的收率。公開(kāi)號(hào)為CN100445198C的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種梯級(jí)二氧化氯發(fā)生器，梯級(jí)反應(yīng) 器實(shí)際為兩級(jí)反應(yīng)器，原料均進(jìn)入一級(jí)，但不能保證反應(yīng)物料的梯度；采用固體原料進(jìn)料和 液體(硫酸)進(jìn)料，混合無(wú)法保證充分均勻，易形成酸的聚集造成熱點(diǎn)，造成二氧化氯分解。公開(kāi)號(hào)為CN100424004C的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種二氧化氯發(fā)生器，其中，所有原料 自第一級(jí)加入，后續(xù)沒(méi)有補(bǔ)充，雖有六級(jí)反應(yīng)疊合，但各級(jí)反應(yīng)的濃度、酸度、溫度、壓力等 沒(méi)有區(qū)別，僅僅只是延長(zhǎng)了反應(yīng)時(shí)間，從化學(xué)反應(yīng)參數(shù)來(lái)說(shuō)，實(shí)際為一級(jí)反應(yīng)。而二氧化氯 的產(chǎn)生與氯酸鹽濃度、酸度、溫度、壓力的關(guān)聯(lián)性較高，僅延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間無(wú)法解決提高氯酸 鈉轉(zhuǎn)化率和二氧化氯的收率。本發(fā)明采用鹽酸和液體氯酸鹽進(jìn)料，解決了反應(yīng)器內(nèi)熱點(diǎn)的 問(wèn)題，采用鹽酸分配器，使鹽酸分別進(jìn)入各級(jí)反應(yīng)器，真正形成反應(yīng)物流的梯度，形成反應(yīng) 物濃度、酸度、溫度各不相同的梯度差，從化學(xué)反應(yīng)參數(shù)上真正分為3-8級(jí)，切實(shí)保證了反 應(yīng)物的高轉(zhuǎn)化率和二氧化氯的收率。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種反應(yīng)充分、原料轉(zhuǎn)化率高、二氧化氯收率 高的復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝。本發(fā)明的復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備包括氯酸鹽輸送泵、鹽酸輸送泵、反應(yīng)器、 氣體分配器、單向閥、水力噴射器、靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵，其中氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵的出口分別與反應(yīng)器相連通，氣體分配器與反應(yīng)器的進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器的 氣相出口通過(guò)單向閥與水力噴射器相連，水力噴射器的出口與靜態(tài)混合器的進(jìn)口相連，靜 態(tài)混合器的出口通過(guò)二氧化氯溶液輸送泵分別與投加點(diǎn)和水力噴射器的進(jìn)水口相連，其特 征在于，所述的反應(yīng)器是多級(jí)反應(yīng)器，所述的氯酸鹽輸送泵的出口與多級(jí)反應(yīng)器的一級(jí)反 應(yīng)室相連，鹽酸輸送泵的出口和反應(yīng)器之間接鹽酸分配器，鹽酸輸送泵的出口接鹽酸分配 器的鹽酸進(jìn)口，鹽酸分配器的多個(gè)鹽酸出口分別與多級(jí)反應(yīng)器的各級(jí)反應(yīng)室相連。此處設(shè) 計(jì)采用鹽酸分配器與多級(jí)反應(yīng)器相連這一技術(shù)特征，控制多級(jí)反應(yīng)器中的酸度和溫度逐步 遞增，使氯酸鹽和鹽酸在不同溫度及酸度的情況下逐步充分反應(yīng)，不但能減少二氧化氯的 分解，而且能大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化率及二氧化氯的收率。優(yōu)選的，所述的多級(jí)反應(yīng)器的殘液出口連接純化器，純化器的進(jìn)氣口與氣體分配 器的出口相連，純化器的氣相出口通過(guò)單向閥連接水力噴射器。此處設(shè)計(jì)采用純化器分離 殘液，殘液被空氣吹脫二氧化氯后安全排放，從而使排放到水體中的氯酸鹽及亞氯酸鹽大 大減少，高效環(huán)保。優(yōu)選的，所述的靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵之間設(shè)一個(gè)氣液分離器，氣液 分離器的氣相出口與氣體分配器相連，氣液分離器的液相出口與二氧化氯溶液輸送泵相 連。此處設(shè)計(jì)采用氣液分離器將靜態(tài)混合器輸出的二氧化氯溶液進(jìn)一步的氣液分離，使得 氣體不再被輸送到投加點(diǎn)，不但解決了二氧化氯浪費(fèi)及散失造成的腐蝕問(wèn)題，而且有效避 免了設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)的情況。 優(yōu)選的，所述的氣液分離器還設(shè)有一個(gè)尾氣排放口，其與尾氣吸收裝置相連。此處 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，解決分離出的氣體直接排放而污染環(huán)境的問(wèn)題。優(yōu)選的，所述的多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)為3 8級(jí)。所述的鹽酸分配器包括鹽酸出口、微型流量計(jì)、微型調(diào)節(jié)閥、鹽酸緩沖罐和鹽酸 進(jìn)口，鹽酸進(jìn)口通過(guò)鹽酸緩沖罐、微型調(diào)節(jié)閥、微型流量計(jì)和鹽酸出口相連通。鹽酸通過(guò)鹽 酸輸送泵進(jìn)入鹽酸分配器的鹽酸進(jìn)口，經(jīng)鹽酸緩沖罐的緩沖進(jìn)入微型流量計(jì)，工作人員可 以根據(jù)微型流量計(jì)的讀數(shù)，調(diào)節(jié)微型調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)反應(yīng)室的鹽酸分配，通過(guò)鹽酸出口 進(jìn)入各級(jí)反應(yīng)室。各微型流量計(jì)的流量范圍根據(jù)設(shè)備出力及反應(yīng)器級(jí)數(shù)不同而不同，每個(gè) 微型流量計(jì)的流量介于總鹽酸進(jìn)量的10-50%。所述的多級(jí)反應(yīng)器包括鹽酸進(jìn)料口、氯酸鹽進(jìn)料口、氣相出口、防爆口、曝氣孔、反 應(yīng)液出口、各級(jí)反應(yīng)室、加熱水箱、殘液出口、進(jìn)氣口。氯酸鹽溶液通過(guò)氯酸鹽進(jìn)料口進(jìn)入 一級(jí)反應(yīng)室，鹽酸通過(guò)鹽酸進(jìn)料口分別進(jìn)入各級(jí)反應(yīng)室，逐步提高各級(jí)反應(yīng)室的酸度，一級(jí) 反應(yīng)室反應(yīng)后的反應(yīng)液通過(guò)反應(yīng)液出口進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)室，在二級(jí)反應(yīng)室中提高酸度和溫度 后繼續(xù)反應(yīng)，依次類(lèi)推，直到最后一級(jí)，反應(yīng)完全后的殘液通過(guò)殘液出口排出；加熱水箱將 最后一級(jí)反應(yīng)室內(nèi)的反應(yīng)液加熱到72-82°C ；曝氣用空氣通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入最后一級(jí)，曝氣 的同時(shí)被加熱到70-80°C，空氣攜帶二氧化氯形成氣體產(chǎn)物流，通過(guò)曝氣孔進(jìn)入上一級(jí)，給 上一級(jí)曝氣的同時(shí)加熱反應(yīng)液，同時(shí)氣體產(chǎn)物流得以冷卻，以減少二氧化氯分解，依次類(lèi) 推，直到一級(jí)反應(yīng)室，在一級(jí)反應(yīng)室，反應(yīng)液被加熱到35-42°C，同時(shí)氣體產(chǎn)物流被冷卻至 37-45 0C。通過(guò)該方案，原料轉(zhuǎn)化率達(dá)到最佳，二氧化氯分解率最低，二氧化氯的收率大大提 高；反應(yīng)后的總產(chǎn)物流通過(guò)氣相出口進(jìn)入水力噴射器；為了減少不正常運(yùn)行時(shí)二氧化氯積 聚造成的安全問(wèn)題，在多級(jí)反應(yīng)器上設(shè)置防爆口進(jìn)行泄壓，保證設(shè)備安全運(yùn)行。反應(yīng)器根據(jù)設(shè)備的出力大小分為3-8級(jí)，總產(chǎn)量在50g/h-30kg/h之間。一種利用以上裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝方法，具體步驟如下1)將氯酸鹽配置成濃度在350 650g/l的溶液，鹽酸采用濃度為29 31%的工 業(yè)合成鹽酸，以上兩種物料分別通過(guò)氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵按體積比1 (0. 7 2) 的比例進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器，其中鹽酸通過(guò)鹽酸分配器進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器；2)氣體分配器分別向多級(jí)反應(yīng)器和純化器中通入一定的空氣，分別對(duì)反應(yīng)液和反 應(yīng)殘液進(jìn)行攪拌和吹脫二氧化氯氣體；3)氯酸鹽和鹽酸依次進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器的各級(jí)反應(yīng)室反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的二氧化氯 氣體經(jīng)多級(jí)反應(yīng)器的氣相出口、單向閥進(jìn)入水力噴射器；反應(yīng)后的殘液進(jìn)入純化器，被空氣 吹脫二氧化氯后排放，吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥進(jìn)入水力噴射器；4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥進(jìn)入水力噴射器及靜態(tài)混合器形成摻雜 有氣體的二氧化氯溶液；5)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器后形成的二氧化氯溶液及氣體進(jìn)入氣液分離器，在其中氣體 和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對(duì)二氧化氯溶液進(jìn)行加壓，其壓力為0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點(diǎn)，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為100 500ppm ；另一部分回流至水力噴射器作為動(dòng)力水源循環(huán)吸收二氧化氯氣體；6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進(jìn)入氣體分配 器作為設(shè)備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置處理后排放。所述的氯酸鹽優(yōu)選氯酸鈉。優(yōu)選的，所述的多級(jí)反應(yīng)器中，每級(jí)反應(yīng)室中酸度的范圍是2. 4 6. 6N，酸度逐級(jí) 遞增，溫度范圍是45 80°C，溫度逐級(jí)遞增。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是4級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度 逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是2. 4 2. 6N，溫度45 °C ；二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55 °C ；三級(jí) 酸度4. 6 4. 8N，溫度是65 °C ；四級(jí)酸度5. 5N，溫度75 °C。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是6級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度 逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是3. 0 3. 2N，溫度45°C ；二級(jí)酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C ；三級(jí) 酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C ；四級(jí)酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級(jí)酸度6. 0 6. 2N，溫 度67 V ；六級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度75 °C。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是8級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度 逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是3.0 3. 2N，溫度40°C;二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C ；三級(jí)酸 度3. 9 4. 1N，溫度是49°C ；四級(jí)酸度4. 4 4. 6N，溫度53 °C ；五級(jí)酸度5. 0 5. 2N，溫度 57 0C ；六級(jí)酸度5. 5 5. 7N，溫度64°C ；七級(jí)酸度6. 0 6. 2N，溫度72 °C ；八級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度 80 0C ο優(yōu)選的，步驟3)、4)和5)中所述的水力噴射器的負(fù)壓為-25 _5kPa。綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)多級(jí)反應(yīng)，使氯酸鹽和鹽酸在不同溫度及酸度 的情況下逐步反應(yīng)，大幅度提高了原料轉(zhuǎn)化率及二氧化氯純度，減小了二氧化氯的分解；采 用純化器進(jìn)行分離殘液，使進(jìn)入水體的氯酸鹽及亞氯酸鹽大大減少；通過(guò)氣液分離器，解決 了氣水混輸問(wèn)題和多投加點(diǎn)分配問(wèn)題，使得氣體不再被輸送到投加點(diǎn)，進(jìn)而解決了二氧化 氯浪費(fèi)及二氧化氯散失造成的腐蝕問(wèn)題；增加了氣液分離器，使水射器吸收與投加分離，有效避免了因投加而引起的設(shè)備不穩(wěn)定情況。


圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖；圖2是鹽酸分配器的示意圖；圖3是多級(jí)反應(yīng)器的示意圖。在圖1 3中，1、氯酸鹽輸送泵；2、二氧化氯溶液輸送泵；3、鹽酸分配器；4、多級(jí) 反應(yīng)器；5、純化器；6、單向閥；7、水力噴射器；8、靜態(tài)混合器；9、氣體分配器；10、氣液分離 器；11、尾氣吸收裝置；12、投加點(diǎn)；13、鹽酸輸送泵；14、鹽酸進(jìn)口 ；15、鹽酸緩沖罐；16、微 型調(diào)節(jié)閥；17、微型流量計(jì)；18、鹽酸出口 ；19、鹽酸進(jìn)料口 ；20、氯酸鹽進(jìn)料口 ；21、氣相出 口 ；22、防爆口 ；23、曝氣孔；24、反應(yīng)液出口 ；25、各級(jí)反應(yīng)室；26、加熱水箱；27、殘液出口 ； 28、進(jìn)氣口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。實(shí)施例1，一種復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備包括氯酸鹽輸送泵1、鹽酸輸送泵 13、多級(jí)反應(yīng)器4、氣體分配器9、單向閥6、水力噴射器7、靜態(tài)混合器8和二氧化氯溶液輸 送泵2，其中氯酸鹽輸送泵1的出口與多級(jí)反應(yīng)器4的一級(jí)反應(yīng)室相連通，鹽酸輸送泵13的 出口通過(guò)鹽酸分配器3與多級(jí)反應(yīng)器4的各級(jí)反應(yīng)室25相連；氣體分配器9與多級(jí)反應(yīng)器4的進(jìn)氣口相連，多級(jí)反應(yīng)器4的氣相出口 21通過(guò)單 向閥6與水力噴射器7相連，水力噴射器7的出口與靜態(tài)混合器8的進(jìn)口相連，靜態(tài)混合器 8的出口通過(guò)二氧化氯溶液輸送泵2分別與投加點(diǎn)12和水力噴射器7的進(jìn)水口相連；多級(jí)反應(yīng)器4的殘液出口 27連接純化器5，純化器5的進(jìn)氣口與氣體分配器9的 出口相連，純化器5的氣相出口通過(guò)單向閥6連接水力噴射器7 ；靜態(tài)混合器8和二氧化氯溶液輸送泵2之間設(shè)一個(gè)氣液分離器10，氣液分離器10 的氣相出口與氣體分配器9相連，液相出口與二氧化氯溶液輸送泵2相連；氣液分離器10還設(shè)有一個(gè)尾氣排放口，與尾氣吸收裝置11相連；所述的多級(jí)反應(yīng)器4的級(jí)數(shù)為4級(jí)。利用上述設(shè)備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在415g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料分別通過(guò)氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1的比例進(jìn)入多級(jí)反 應(yīng)器4，兩種物料的流量根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)能調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0-601/h。其中鹽酸通過(guò)鹽酸分 配器3進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4，通過(guò)控制進(jìn)入4個(gè)級(jí)室的鹽酸量的不同，控制各個(gè)級(jí)室的酸度，使 酸度逐級(jí)增加一級(jí)酸度是2. 4 2. 6N，溫度45°C ；二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55°C ； 三級(jí)酸度4. 6 4. 8N，溫度是65 °C ；四級(jí)酸度5. 5N，溫度75 °C。2)氣體分配器9分別向多級(jí)反應(yīng)器4和純化器5中通入一定的空氣，氣體壓力 為-lO-lOkPa，優(yōu)選常壓，空氣分別對(duì)反應(yīng)液和反應(yīng)殘液進(jìn)行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4的4級(jí)反應(yīng)室反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的二 氧化氯氣體經(jīng)多級(jí)反應(yīng)器的氣相出口 21、單向閥6進(jìn)入水力噴射器7，其中氣相出口 21的
7二氧化氯的濃度為5%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為212ppm ； 反應(yīng)后的殘液進(jìn)入純化器5，在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放殘液中的氯酸 根濃度為18g/l，酸度為5. 1N，二氧化氯含量為107ppm;吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥6 進(jìn)入水力噴射器7，水力噴射器的負(fù)壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進(jìn)入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進(jìn)入氣液分離器10，其中 氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵2對(duì)二氧化氯溶液進(jìn)行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點(diǎn)12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為 220ppm,輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器7作為動(dòng)力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補(bǔ)水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器10分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進(jìn)入氣體分 配器9作為設(shè)備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣吸收裝 置11的氣體流量為0. 7L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測(cè)定，利用本發(fā)明所述的設(shè)備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉(zhuǎn)化率為91%，二氧化氯 收率為79%。實(shí)施例2，多級(jí)反應(yīng)器4的級(jí)數(shù)為6級(jí)，其它設(shè)備均與實(shí)施例1相同。利用上述設(shè)備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在450g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料用分別通過(guò)氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1.4的比例進(jìn)入多 級(jí)反應(yīng)器4，其中鹽酸通過(guò)鹽酸分配器3進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4，通過(guò)控制進(jìn)入6個(gè)級(jí)室的鹽酸 量的不同，控制各個(gè)級(jí)室的反應(yīng)酸度，使酸度逐級(jí)增加一級(jí)酸度是3. 0 3. 2N，溫度45°C; 二級(jí)酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C;三級(jí)酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C;四級(jí)酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級(jí)酸度6. 0 6. 2N，溫度67V ；六級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度75°C。2)氣體分配器9分別向多級(jí)反應(yīng)器4和純化器5中通入一定的空氣，分別對(duì)反應(yīng) 液和反應(yīng)殘液進(jìn)行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4的6級(jí)反應(yīng)室反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的 二氧化氯氣體經(jīng)多級(jí)反應(yīng)器的氣相出口 21、單向閥6進(jìn)入水力噴射器7，其中氣相出口 21 的二氧化氯的濃度為6. 5%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為 240ppm ；反應(yīng)后的殘液進(jìn)入純化器5，殘液在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放 殘液中的氯酸根濃度為17g/l，酸度為5. 3N，二氧化氯含量為112ppm。吹脫出的二氧化氯 氣體經(jīng)單向閥6進(jìn)入水力噴射器7 ；水力噴射器的負(fù)壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進(jìn)入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進(jìn)入氣液分離器10，在其中 氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵2對(duì)二氧化氯溶液進(jìn)行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點(diǎn)12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為248ppm，輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器作為動(dòng)力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補(bǔ)水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進(jìn)入氣體分配 器作為設(shè)備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣處理裝置11 的氣體流量為0. 8L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測(cè)定，利用本發(fā)明所述的設(shè)備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉(zhuǎn)化率為92%，二氧化氯 收率為81%。實(shí)施例3，多級(jí)反應(yīng)器4的級(jí)數(shù)為8級(jí)，其它設(shè)備均與實(shí)施例1相同。利用上述設(shè)備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在540g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料用分別通過(guò)氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1.8的比例進(jìn)入多 級(jí)反應(yīng)器4，其中鹽酸通過(guò)鹽酸分配器3進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4，通過(guò)控制進(jìn)入8個(gè)級(jí)室的鹽酸 量的不同，控制各個(gè)級(jí)室的反應(yīng)酸度，使酸度逐級(jí)增加一級(jí)酸度是3. 0 3. 2N，溫度40°C; 二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C;三級(jí)酸度3. 9 4. 1N，溫度是49 °C;四級(jí)酸度4. 4 4. 6N，溫度53°C ；五級(jí)酸度5. 0 5. 2N，溫度57°C ；六級(jí)酸度5. 5 5. 7N，溫度64°C ；七級(jí) 酸度6. 0 6. 2N，溫度72°C ；八級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度80°C。2)氣體分配器9分別向多級(jí)反應(yīng)器4和純化器5中通入一定的空氣，分別對(duì)反應(yīng) 液和反應(yīng)殘液進(jìn)行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器4的8級(jí)反應(yīng)室反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的二 氧化氯氣體經(jīng)多級(jí)反應(yīng)器的氣相出口 21、單向閥6進(jìn)入水力噴射器7，其中氣相出口 21的 二氧化氯的濃度為7%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為320ppm ； 反應(yīng)后的殘液進(jìn)入純化器5，殘液在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放殘液中的 氯酸根濃度為16g/l，酸度為5. 3N，二氧化氯含量為104ppm。吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單 向閥6進(jìn)入水力噴射器7 ；水力噴射器的負(fù)壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進(jìn)入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進(jìn)入氣液分離器10，在其 中氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對(duì)二氧化氯溶液進(jìn)行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點(diǎn)12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為 342ppm,輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器作為動(dòng)力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補(bǔ)水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器10分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進(jìn)入氣體分 配器作為設(shè)備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣吸收裝置 11的氣體流量為0. 9L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測(cè)定，利用本發(fā)明所述的設(shè)備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉(zhuǎn)化率為93%，二氧化氯 收率為83%。
權(quán)利要求
一種復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備包括氯酸鹽輸送泵、鹽酸輸送泵、反應(yīng)器、氣體分配器、單向閥、水力噴射器、靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵，氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵的出口分別與反應(yīng)器相連通，氣體分配器與反應(yīng)器的進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器的氣相出口通過(guò)單向閥與水力噴射器相連，水力噴射器的出口與靜態(tài)混合器的進(jìn)口相連，靜態(tài)混合器的出口通過(guò)二氧化氯溶液輸送泵分別與投放點(diǎn)和水力噴射器的進(jìn)水口相連，其特征在于，所述的反應(yīng)器是多級(jí)反應(yīng)器，所述的氯酸鹽輸送泵的出口與多級(jí)反應(yīng)器的一級(jí)反應(yīng)室相連，鹽酸輸送泵的出口和反應(yīng)器之間接鹽酸分配器，鹽酸分配器的多個(gè)出口分別與多級(jí)反應(yīng)器的各級(jí)反應(yīng)室相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述的多級(jí)反應(yīng) 器的殘液出口連接純化器，純化器的進(jìn)氣口與氣體分配器的出口相連，純化器的氣相出口 通過(guò)單向閥連接水力噴射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述的靜態(tài)混 合器和二氧化氯溶液輸送泵之間設(shè)一個(gè)氣液分離器，氣液分離器的氣相出口與氣體分配器 相連，液相出口與二氧化氯溶液輸送泵相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述的氣液分離 器還設(shè)有一個(gè)尾氣排放口，其與尾氣吸收器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述的多級(jí)反應(yīng) 器的級(jí)數(shù)為3 8級(jí)。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的復(fù)合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)二氧化氯溶液的 工藝，具體步驟如下1)將氯酸鹽配置成濃度在350 650g/l的溶液，鹽酸采用濃度為29 31%的工業(yè)合 成鹽酸，以上兩種物料分別通過(guò)氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵按體積比1 (0.7 2)的比 例進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器，其中鹽酸通過(guò)鹽酸分配器進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器；2)氣體分配器分別向多級(jí)反應(yīng)器和純化器中通入一定的空氣，分別對(duì)反應(yīng)液和反應(yīng)殘 液進(jìn)行攪拌和吹脫二氧化氯氣體；3)氯酸鹽和鹽酸依次進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)器的各級(jí)反應(yīng)室反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的二氧化氯氣體 經(jīng)多級(jí)反應(yīng)器的氣相出口、單向閥進(jìn)入水力噴射器，反應(yīng)后的殘液進(jìn)入純化器，在純化器中 被空氣吹脫二氧化氯后排放，吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥進(jìn)入水力噴射器；4)二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥進(jìn)入水力噴射器及靜態(tài)混合器形成摻雜有氣 體的二氧化氯溶液；5)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器后形成的二氧化氯溶液及氣體進(jìn)入氣液分離器，在其中氣體和二氧 化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對(duì)二氧化氯溶液進(jìn)行加壓，其壓力為0. 15 0. 4MPa, 一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點(diǎn)，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為100 500ppm ’另 一部分回流至水力噴射器作為動(dòng)力水源循環(huán)吸收二氧化氯氣體；6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進(jìn)入氣體分配器作 為設(shè)備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置處理后排放。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，所述的氯酸鹽優(yōu)選 氯酸鈉；所述的多級(jí)反應(yīng)器中，每級(jí)反應(yīng)室中酸度的范圍是2. 4 6. 6N,酸度逐級(jí)遞增，溫 度范圍是45 80°C，溫度逐級(jí)遞增。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的多 級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是4級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是2. 4 2. 6N，溫 度45 °C ；二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55 °C ；三級(jí)酸度4. 6 4. 8N，溫度是65°C ；四級(jí)酸 度 5. 5N，溫度 75 0C ο
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的 多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是6級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是3. 0 3. 2N, 溫度45°C ；二級(jí)酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C ；三級(jí)酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C ；四級(jí) 酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級(jí)酸度6. 0 6. 2N，溫度67V ；六級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度 75 °C。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的 多級(jí)反應(yīng)器的級(jí)數(shù)是8級(jí)，在多級(jí)反應(yīng)器中酸度和溫度逐級(jí)增加，一級(jí)酸度是3. 0 3. 2N, 溫度40°C ；二級(jí)酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C ；三級(jí)酸度3. 9 4. 1N，溫度是49°C ；四級(jí) 酸度4. 4 4. 6N，溫度53 °C ；五級(jí)酸度5. 0 5. 2N，溫度57 °C ；六級(jí)酸度5. 5 5. 7N，溫度 640C ；七級(jí)酸度6. 0 6. 2N，溫度72°C ；八級(jí)酸度6. 4 6. 6N，溫度80°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于二氧化氯的制備和應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝，方法中采用多級(jí)反應(yīng)，使堿金屬氯酸鹽和鹽酸兩種物料在不同的酸度和溫度環(huán)境中順序進(jìn)行反應(yīng)，大幅度提高原料轉(zhuǎn)化率及二氧化氯純度；采用純化器，使進(jìn)入水體的氯酸鹽及亞氯酸鹽大大減少；通過(guò)氣液分離，解決了氣水混輸和多投加點(diǎn)分配問(wèn)題；水射器吸收與投加分離，保證設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。
文檔編號(hào)C01B11/02GK101880029SQ20101022661
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者傅士盛, 王永芳, 章藝 申請(qǐng)人:章藝