專利名稱：二氧化氯的制備裝置及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化氯的制備領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化氯微負(fù)壓曝氣制備工藝及直O(jiān)背景技術(shù)
二氧化氯因?yàn)槠渚哂袣⒕芰?qiáng)，對(duì)人體及動(dòng)物沒有危害以及對(duì)環(huán)境不造成二次污染等特點(diǎn)而備受人們的青睞。二氧化氯不僅是一種不產(chǎn)生致癌物的廣譜環(huán)保型殺菌消毒劑，而且還在殺菌、食品保鮮、除臭等方面表現(xiàn)出顯著的效果。二氧化氯還可以用于漂白，如紡織與造紙?jiān)捎寐葰馄椎亩伎梢杂枚趸忍娲?。而且目前，?guó)家規(guī)定禁止新上項(xiàng)目采用液態(tài)氯漂白工藝，因此無液態(tài)氯的漂白技術(shù)得到大量推廣。
在國(guó)際上眾多的二氧化氯制備方法中，若從方法上分，可分為化學(xué)法和電解法；若從原料上分，可分為氯酸鈉法和亞氯酸鈉法；若從還原劑上分，可分為三大類=Mathieson 法、Solvey法和R法，其中R法是系列方法，現(xiàn)已從Rl發(fā)展到R13法?？v觀二氧化氯制備技術(shù)的發(fā)展歷程可知，高負(fù)壓工藝都得到了很好的發(fā)展，特別是代表當(dāng)今國(guó)際上的主流線路的是R8法(SVP)，就屬于高負(fù)壓工藝，而微負(fù)壓工藝未在國(guó)內(nèi)進(jìn)行推廣使用。而國(guó)內(nèi)由于中小型紙廠較多，還都采用氯氣漂白，市場(chǎng)需求量很大。因而，開發(fā)該類型裝置用于中小型紙廠的漂白可以減少環(huán)境污染，提高紙漿質(zhì)量。用于水廠消毒，可以避免產(chǎn)生致癌物質(zhì)，確保水質(zhì)的安全。所以，很有必要進(jìn)行該類型裝置的開發(fā)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種效率高的二氧化氯制備裝置及其工藝。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種二氧化氯制備裝置，包括反應(yīng)器、二氧化氯冷卻器、吸收裝置、母液濃縮分離裝置，所述反應(yīng)器至少分為三級(jí)，包括一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器；所述一級(jí)應(yīng)器、 二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器之間的頂部通過氣體管路連通，底部通過液體管路連通；所述一級(jí)反應(yīng)器還連接有預(yù)混器；所述二級(jí)反應(yīng)器還連接有風(fēng)機(jī)；所述三級(jí)反應(yīng)器依次連接有濃縮系統(tǒng)、固液分離、母液罐和返混系統(tǒng)，經(jīng)返混系統(tǒng)后再與一級(jí)反應(yīng)器連接，所述一級(jí)應(yīng)器、 二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器都與二氧化氯冷卻器連接，所述二氧化氯冷卻器再依次連接吸收系統(tǒng)和二氧花氯儲(chǔ)罐，所述吸收系統(tǒng)還依次通過尾氣回收系統(tǒng)、活化罐與二氧花氯儲(chǔ)罐連接。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是；
作為優(yōu)選上述預(yù)混器的入口設(shè)置有氯酸鈉計(jì)量泵。
作為優(yōu)選上述預(yù)混器的入口設(shè)置有雙氧水計(jì)量泵。
作為優(yōu)選上述一級(jí)應(yīng)器的入口設(shè)置有硫酸計(jì)量泵。
作為優(yōu)選上述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器上都設(shè)置有空氣分配盤，所述空氣分配盤上鉆有孔。
作為優(yōu)選上述吸收系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)系統(tǒng)和吸收塔。
作為優(yōu)選上述反應(yīng)器還連接有負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)和安全在線檢測(cè)系統(tǒng)。
作為優(yōu)選上述吸收塔的出口安裝二氧化氯濃度在線檢測(cè)傳感器。
本發(fā)明還可以是
一種應(yīng)用上述的二氧化氯制備裝置的二氧化氯的制備工藝，包括以下步驟
步驟一、按比例將氯酸鈉、硫酸、雙氧水三種原料加入反應(yīng)器，其中氯酸鈉和雙氧水通過預(yù)混器預(yù)混后加入一級(jí)反應(yīng)器，硫酸進(jìn)入口與反應(yīng)器曝氣口連通加入反應(yīng)器。
步驟二、當(dāng)各級(jí)反應(yīng)器內(nèi)形成負(fù)壓后，空氣經(jīng)過各級(jí)反應(yīng)器的空氣分配盤上的孔進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，用于吹除液體中的ClA和稀釋反應(yīng)器上部空間的ClO2，并使反應(yīng)原料得以充分?jǐn)嚢?、迅速反?yīng)。
步驟三、將發(fā)生器內(nèi)生成的二氧化氯氣體送入二氧化氯冷卻器；反應(yīng)殘液通過濃縮系統(tǒng)、固液分離系統(tǒng)分離出酸性芒硝，經(jīng)濃縮處理后的母液通過母液罐收集后通過返混系統(tǒng)再送回至一級(jí)反應(yīng)器。
步驟四、二氧化氯進(jìn)入吸收系統(tǒng)內(nèi)，吸收系統(tǒng)內(nèi)部通過風(fēng)機(jī)抽吸形成微負(fù)壓，通過反應(yīng)系統(tǒng)將經(jīng)過二氧化氯冷卻器的二氧化氯氣體吸收，制得第一二氧化氯溶液。
步驟五、經(jīng)反應(yīng)系統(tǒng)出來的尾氣經(jīng)過尾氣回收系統(tǒng)處理后的液體進(jìn)入活化罐，通過活化罐的活化反應(yīng)，制得第二二氧化氯溶液。
步驟六、第一二氧化氯溶液和第二二氧化氯溶液匯總進(jìn)入二氧化氯儲(chǔ)罐供使用。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述一級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度控制在52-55°C，二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器的溫度控制在70-75°C。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明相對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)相比，工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力及反應(yīng)效率高、原料消耗低、產(chǎn)量變化適應(yīng)性大、二氧化氯純度高、氯氣含量少，不產(chǎn)生環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
如圖1所示，一種二氧化氯制備裝置，包括反應(yīng)器和二氧化氯冷卻器，所述反應(yīng)器至少分為三級(jí)，包括一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器；所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器之間的頂部通過氣體管路連通，底部通過液體管路連通；所述一級(jí)反應(yīng)器還連接有預(yù)混器；所述二級(jí)反應(yīng)器還連接有風(fēng)機(jī)；所述三級(jí)反應(yīng)器依次連接有濃縮系統(tǒng)、固液分離、母液罐和返混系統(tǒng)，經(jīng)返混系統(tǒng)后再與一級(jí)反應(yīng)器連接，所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器都與二氧化氯冷卻器連接，所述二氧化氯冷卻器再依次連接吸收系統(tǒng)和二氧花氯儲(chǔ)罐，所述吸收系統(tǒng)還依次通過尾氣回收系統(tǒng)、活化罐與二氧花氯儲(chǔ)罐連接。
上述預(yù)混器的入口設(shè)置有氯酸鈉計(jì)量泵；上述預(yù)混器的入口設(shè)置有雙氧水計(jì)量泵；上述一級(jí)應(yīng)器的入口設(shè)置有硫酸計(jì)量泵；上述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器上都設(shè)置有空氣分配盤，所述空氣分配盤上鉆有孔；上述吸收系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)系統(tǒng)和吸收塔；上述反應(yīng)器還連接有負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)；上述吸收塔的出口安裝二氧化氯濃度在線檢測(cè)傳感器。
一種應(yīng)用上述的二氧化氯制備裝置的二氧化氯的制備工藝，包括以下步驟
步驟一、按比例將氯酸鈉、硫酸、雙氧水三種原料加入反應(yīng)器，其中氯酸鈉和雙氧水通過預(yù)混器預(yù)混后加入一級(jí)反應(yīng)器，硫酸進(jìn)入口與反應(yīng)器曝氣口連通加入反應(yīng)器。
氯酸鈉、硫酸和雙氧水三種原料一經(jīng)在發(fā)生器內(nèi)接觸便會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)式所表述的反應(yīng)
2NaC103+H202+2H2S04 — 2C102+2NaHS04+2H20+02
加熱發(fā)生器，并將發(fā)生器的溫度控制在52_55°C，二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器的溫度控制在70-75 °C。
步驟二、當(dāng)各級(jí)反應(yīng)器內(nèi)形成負(fù)壓后，空氣經(jīng)過各級(jí)反應(yīng)器的空氣分配盤上的孔進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，用于吹除液體中的ClA和稀釋反應(yīng)器上部空間的ClO2，并使反應(yīng)原料得以充分?jǐn)嚢?、迅速反?yīng)。
步驟三、將發(fā)生器內(nèi)生成的二氧化氯氣體送入二氧化氯冷卻器，使氣體中的大部分水蒸氣被冷凝，二氧化氯的濃度得到提高；反應(yīng)殘液通過濃縮系統(tǒng)、固液分離系統(tǒng)分離出酸性芒硝，經(jīng)濃縮處理后的母液通過母液罐收集后通過返混系統(tǒng)再送回至一級(jí)反應(yīng)器。
在二氧化氯氣體進(jìn)入吸收塔前，首先根據(jù)用戶設(shè)定的產(chǎn)量及二氧化氯溶液的濃度按量向吸收塔送入冷凍水，并在吸收塔的出口安裝二氧化氯濃度在線檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)溶液濃度并反饋回控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷凍水流量。當(dāng)二氧化氯氣體進(jìn)入吸收塔后，用 5°C-7°C的冷凍水吸收二氧化氯氣體，制得二氧化氯液體，并通過調(diào)節(jié)冷凍水的流量以獲得不同濃度的二氧化氯液體。
系統(tǒng)尾氣進(jìn)入吸收系統(tǒng)中的尾氣吸收塔中，洗滌回收尾氣中的二氧化氯后排入大氣。另外，經(jīng)過母液濃縮罐后分離出的副產(chǎn)品芒硝則采用造紙廠堿性濃黑液溶解稀釋，再泵至堿回收車間黑液，回收工段作硫平衡補(bǔ)充使用。
步驟四、二氧化氯進(jìn)入吸收系統(tǒng)內(nèi)，吸收系統(tǒng)內(nèi)部通過風(fēng)機(jī)抽吸形成微負(fù)壓，通過反應(yīng)系統(tǒng)將經(jīng)過二氧化氯冷卻器的二氧化氯氣體吸收，制得第一二氧化氯溶液。
步驟五、經(jīng)反應(yīng)系統(tǒng)出來的尾氣經(jīng)過尾氣回收系統(tǒng)處理后的液體進(jìn)入活化罐，通過活化罐的活化反應(yīng)，制得第二二氧化氯溶液。
步驟六、第一二氧化氯溶液和第二二氧化氯溶液匯總進(jìn)入二氧化氯儲(chǔ)罐供使用， 得到6 8g/L濃度的二氧化氯漂液，供給紙漿生產(chǎn)線漂白使用，尾氣經(jīng)尾氣吸收系統(tǒng)吸收后達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求
1.一種二氧化氯制備裝置，包括反應(yīng)器和二氧化氯冷卻器，其特征在于所述反應(yīng)器至少分為三級(jí)，包括一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器；所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器之間的頂部通過氣體管路連通，底部通過液體管路連通；所述一級(jí)反應(yīng)器還連接有預(yù)混器；所述二級(jí)反應(yīng)器還連接有風(fēng)機(jī)；所述三級(jí)反應(yīng)器依次連接有濃縮系統(tǒng)、固液分離、母液罐和返混系統(tǒng)，經(jīng)返混系統(tǒng)后再與一級(jí)反應(yīng)器連接，所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器都與二氧化氯冷卻器連接，所述二氧化氯冷卻器再依次連接吸收系統(tǒng)和二氧花氯儲(chǔ)罐，所述吸收系統(tǒng)還依次通過尾氣回收系統(tǒng)、活化罐與二氧花氯儲(chǔ)罐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述預(yù)混器的入口設(shè)置有氯酸鈉計(jì)量泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述預(yù)混器的入口設(shè)置有雙氧水計(jì)量泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述一級(jí)應(yīng)器的入口設(shè)置有硫酸計(jì)量泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器上都設(shè)置有空氣分配盤，所述空氣分配盤上鉆有孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述吸收系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有反應(yīng)系統(tǒng)和吸收塔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述反應(yīng)器還連接有負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化氯制備裝置，其特征在于所述吸收塔的出口安裝二氧化氯濃度在線檢測(cè)傳感器。
9.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備裝置的二氧化氯的制備工藝，其特征在于包括以下步驟步驟一、按1 1 0.5比例將氯酸鈉、硫酸、雙氧水三種原料加入反應(yīng)器，其中氯酸鈉和雙氧水通過預(yù)混器預(yù)混后加入一級(jí)反應(yīng)器，硫酸進(jìn)入口與反應(yīng)器曝氣口連通加入一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器。步驟二、當(dāng)各級(jí)反應(yīng)器內(nèi)形成負(fù)壓后，空氣經(jīng)過各級(jí)反應(yīng)器的空氣分配盤上的孔進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，用于吹除液體中的CW2和稀釋反應(yīng)器上部空間的ClO2，并使反應(yīng)原料得以充分?jǐn)嚢?、迅速反?yīng)。步驟三、將發(fā)生器內(nèi)生成的二氧化氯氣體送入二氧化氯冷卻器；反應(yīng)殘液通過濃縮系統(tǒng)、固液分離系統(tǒng)分離出酸性芒硝，經(jīng)濃縮處理后的去除芒硝后的母液通過母液罐收集后通過返混系統(tǒng)再送回至一級(jí)反應(yīng)器。步驟四、二氧化氯進(jìn)入吸收系統(tǒng)內(nèi)，吸收系統(tǒng)內(nèi)部通過風(fēng)機(jī)抽吸形成微負(fù)壓，通過反應(yīng)系統(tǒng)將經(jīng)過二氧化氯冷卻器的二氧化氯氣體吸收，制得第一二氧化氯溶液。步驟五、經(jīng)反應(yīng)系統(tǒng)出來的尾氣經(jīng)過尾氣回收系統(tǒng)處理后的液體進(jìn)入活化罐，通過活化罐的活化反應(yīng)，制得第二二氧化氯溶液。步驟六、第一二氧化氯溶液和第二二氧化氯溶液匯總進(jìn)入二氧化氯儲(chǔ)罐供使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化氯的制備工藝，其特征在于所述一級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度控制在52-55°C，二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器的溫度控制在70-75°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二氧化氯的制備裝置及其工藝，包括反應(yīng)器和二氧化氯冷卻器，所述反應(yīng)器至少分為三級(jí)，包括一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器；所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器之間的頂部通過氣體管路連通，底部通過液體管路連通；所述一級(jí)反應(yīng)器還連接有預(yù)混器；所述二級(jí)反應(yīng)器還連接有風(fēng)機(jī)；所述三級(jí)反應(yīng)器依次連接有濃縮系統(tǒng)、固液分離、母液罐和返混系統(tǒng)，經(jīng)返混系統(tǒng)后再與一級(jí)反應(yīng)器連接，所述一級(jí)應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)反應(yīng)器都與二氧化氯冷卻器連接。本發(fā)明相對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)相比，工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力及反應(yīng)效率高、原料消耗低、產(chǎn)量變化適應(yīng)性大、二氧化氯純度高、氯氣含量少，不產(chǎn)生環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C01B11/02GK102502507SQ20111034509
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者向德明, 穆超銀 申請(qǐng)人:成都齊力水處理科技有限公司