一種二氧化氯氣體發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種二氧化氯氣體發(fā)生器（1），所述二氧化氯氣體發(fā)生器（1）進(jìn)口端側(cè)的高度低于出口端并通過返混管（4）與所述出口端相連，使出口端處高于進(jìn)口端側(cè)高度的溶液通過所述返混管（4）回到進(jìn)口端側(cè)；所述二氧化氯氣體發(fā)生器（1）內(nèi)部包括設(shè)置在進(jìn)口端的集流管（2）和設(shè)置在出口端的護(hù)流板（3），使高于所述返混管（4）的溶液不受負(fù)壓影響通過所述返混管（4）回到出口端側(cè)，所述二氧化氯氣體發(fā)生器（1）與曝氣管（8）相連通，所述二氧化氯氣體發(fā)生器（1）為U型或S型。三元物料在U型或S型的二氧化氯氣體發(fā)生器中反應(yīng)，改變?cè)瓉砹黧w的流動(dòng)、混合狀態(tài)，提高了反應(yīng)效率。
【專利說明】一種二氧化氯氣體發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種制備二氧化氯專用設(shè)備，即二氧化氯氣體發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化氯作為國際上公認(rèn)的新一代廣譜強(qiáng)力殺菌消毒劑，在社會(huì)上已被廣泛應(yīng)用于飲用水消毒、循環(huán)水及污水處理等領(lǐng)域。由于二氧化氯殺菌迅速、效果好，無殘留，無副作用，所以，越來越得到人們的認(rèn)可。
[0003]制備二氧化氯的發(fā)生器在國內(nèi)已有近20年的歷史了，在各方面都有了很大的發(fā)展，其行業(yè)規(guī)模也得到了不斷發(fā)展壯大，在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但是，目前市場(chǎng)上的二氧化氯氣體發(fā)生器主要都是以復(fù)合型發(fā)生器為主，高純型的發(fā)生器很少，尤其是三元法工藝(即氯酸鈉、硫酸、過氧化氫)制備的就更少了，有的高純型也只是亞氯酸鈉法制備，由于消毒成本高，很難推廣。之所以出現(xiàn)這種局面，主要有以下問題所致:
[0004]1.三元法制備的二氧化氯純度高，一般ClO2純度可達(dá)到99.9%，如有不慎，極易發(fā)生分解爆炸，與復(fù)合型發(fā)生器的控制、操作都是不能等同的，需要一定技術(shù)的支持，資金的投入，研制中并具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。
[0005]2.三元法高純型二氧化氯氣體發(fā)生器因使用硫酸作為酸介質(zhì)，這就對(duì)設(shè)備材質(zhì)、制備操作、生產(chǎn)管理等都帶來了嚴(yán)格的要求，如有疏漏，也同樣會(huì)帶來各種問題，產(chǎn)生不安全因素。
[0006]3.硫酸參與反應(yīng)過程中，由于與其他原料混合時(shí)其稀釋熱很大，對(duì)材質(zhì)、操作都帶來不利因素，所以，必須采取合理的技術(shù)措施，才能得到有效的控制，設(shè)備才能正常、穩(wěn)定運(yùn)行，否則，該制備根本無法實(shí)施。
[0007]當(dāng)前，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高純二氧化氯氣體發(fā)生器對(duì)許多水體的殺菌、消毒，特別是特殊要求水體的處理等方面都有著一定的市場(chǎng)需求，是復(fù)合二氧化氯氣體發(fā)生器不能比擬的，因此，高純型發(fā)生器的研發(fā)已勢(shì)在必行，是水處理領(lǐng)域不可缺少的產(chǎn)品類型。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種高效制備高純度二氧化氯的二氧化氯氣體發(fā)生器。
[0009]一種二氧化氯氣體發(fā)生器，其進(jìn)口端側(cè)的高度低于出口端并通過返混管與所述出口端相連，使出口端處高于進(jìn)口端側(cè)高度的溶液通過所述返混管回到進(jìn)口端側(cè)；所述二氧化氯氣體發(fā)生器內(nèi)部包括設(shè)置在進(jìn)口端的集流管和設(shè)置在出口端的護(hù)流板，使高于所述返混管的溶液不受負(fù)壓影響通過所述返混管回到出口端側(cè)，所述二氧化氯氣體發(fā)生器與曝氣管相連通，所述二氧化氯氣體發(fā)生器為U型或S型。三元物料在U型或S型的二氧化氯氣體發(fā)生器中反應(yīng)，改變?cè)瓉砹黧w的流動(dòng)、混合狀態(tài)，強(qiáng)化了宏觀混合狀態(tài)，以提高反應(yīng)效率，同時(shí)，保證了反應(yīng)液的勻速流動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)的內(nèi)在波動(dòng)，滿足了反應(yīng)歷程中各階段的條件，保證了反應(yīng)的連續(xù)性，提高整體反應(yīng)效果。[0010]本實(shí)用新型所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其中所述護(hù)流板為長方形的板狀，其板狀面與所述返混管的管口相對(duì)，所述護(hù)流板頂部與所述返混管側(cè)的氣體發(fā)生器內(nèi)壁之間通過封口板封閉，所述護(hù)流板的寬度不小于所述氣體發(fā)生器的直徑的1/3，所述護(hù)流板的底部不高于所述返混管的高度，頂部高于所述返混管?？勺柚狗磻?yīng)器出口負(fù)壓對(duì)護(hù)流板內(nèi)的液體的影響，與護(hù)流板另一側(cè)的液體形成二種流動(dòng)狀態(tài)。在反應(yīng)中，護(hù)流板內(nèi)的液體在出口端高液位的靜壓下，并在不受負(fù)壓抽力的影響下，通過返混管緩慢流向進(jìn)口端，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)液的內(nèi)返混作用。
[0011]本實(shí)用新型所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其中所述護(hù)流板的寬度同所述氣體發(fā)生器的直徑相同，將所述出口側(cè)的氣體發(fā)生器內(nèi)腔分隔成兩個(gè)半圓形空間，其中靠近所述返混管側(cè)的半圓形空間頂部由封口板封閉，所述封口板高于所述返混管5-lOcm。
[0012]本實(shí)用新型所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其中所述曝氣管通過限流器分為兩條支路，一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器的進(jìn)口端相連通，設(shè)置在集流管的入口端，另一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器的出口端側(cè)的底部相連通；本實(shí)用新型采用雙曝氣的方式，在所述二氧化氯氣體發(fā)生器的進(jìn)口端曝氣可以使三股溶液在進(jìn)入集流管的過程中得到充分的混合，在所述二氧化氯氣體發(fā)生器出口端的底部曝氣，可以使反應(yīng)溶液在所述二氧化氯氣體發(fā)生器的內(nèi)部均勻混合并充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)宏觀混合，并均勻反應(yīng)溶液溫度。
[0013]本發(fā)明所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其中所述二氧化氯氣體發(fā)生器進(jìn)口端分別與氯化鈉輸送管、硫酸輸送管和過氧化氫輸送管相連，出口端分別與抽氣管和泄壓管相連。
[0014]本實(shí)用新型所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其中所述二氧化氯氣體發(fā)生器內(nèi)部包括多個(gè)塑料球，其隨反應(yīng)溶液的流動(dòng)而自由運(yùn)動(dòng)。所述塑料球的密度與溶液密度相當(dāng)，耐硫酸介質(zhì)，并隨反應(yīng)溶液的混合流動(dòng)而自由運(yùn)動(dòng)；在塑料球隨反應(yīng)溶液的自由運(yùn)動(dòng)下產(chǎn)生撞擊流，可實(shí)現(xiàn)微觀混合，更加速了反應(yīng)溶液的混合狀態(tài)和反應(yīng)效果。
[0015]所述二氧化氯氣體發(fā)生器采用如上的特殊結(jié)構(gòu)，通過采用一定厚度的鈦材制作的反應(yīng)器、集流管、曝氣管(雙曝氣)、返混管、護(hù)流板及三條原料輸送管，并在塑料球的作用實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溶液的充分混合和反應(yīng)，并均勻反應(yīng)溶液的溫度，防止其局部高溫，降低整體的反應(yīng)溫度，使生產(chǎn)更加安全，防止硫酸的稀釋熱過大發(fā)生危險(xiǎn)。
[0016]本實(shí)用新型所述二氧化氯氣體發(fā)生器與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:
[0017]二氧化氯發(fā)生器一般采用直形管式反應(yīng)器，由于反應(yīng)液為平推流式的，反應(yīng)效率都不是太高，本實(shí)用新型采用U型或S型二氧化氯氣體發(fā)生器，在曝氣下反應(yīng)母液得到充分?jǐn)噭?dòng)，實(shí)現(xiàn)宏觀混合，并均勻母液溫度，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.可改變反應(yīng)液的流動(dòng)狀態(tài)，強(qiáng)化宏觀混合效果，對(duì)反應(yīng)有利；
[0019]2.該結(jié)構(gòu)更易滿足反應(yīng)工程理論中工程因素的實(shí)施，同時(shí)也符合了二氧化氯發(fā)生器反應(yīng)過程的順利進(jìn)行；
[0020]3.易加工，便于成形，焊縫少，可避免焊縫多對(duì)腐蝕增加的影響；
[0021]4.設(shè)備便于固定，結(jié)構(gòu)緊湊，組裝后，發(fā)生器整體尺寸小。
[0022]采用本實(shí)用新型所述二氧化氯氣體發(fā)生器在塑料球作用下產(chǎn)生撞擊流，可實(shí)現(xiàn)微觀混合，更加速了反應(yīng)母液的混合狀態(tài)和反應(yīng)效果。并且，在雙曝氣下，通過集流管和護(hù)流板作用，利用返混管實(shí)現(xiàn)反應(yīng)母液在反應(yīng)器中的內(nèi)返混，由于以上，加快了整體反應(yīng)速率，提高了反應(yīng)效果，在該停留時(shí)間下，原料轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95%以上。在所述反應(yīng)器的進(jìn)口端曝氣可以使三股溶液在進(jìn)入集流管的過程中得到充分的混合，在所述反應(yīng)器的底部曝氣，可以使反應(yīng)溶液在所述反應(yīng)器的內(nèi)部均勻混合并充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)宏觀混合，并均勻反應(yīng)溶液溫度；所述集流管將三股輸入所述反應(yīng)器的溶液在曝氣條件下匯集在一起；當(dāng)出口端的溶液液面高于進(jìn)口端時(shí)，為克服反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的較高負(fù)壓，設(shè)置護(hù)流板，使溶液不受負(fù)壓的影響通過返混管回到進(jìn)口端處實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溶液在所述反應(yīng)器中的內(nèi)返混，加快了整體反應(yīng)速率，提聞了反應(yīng)效果。
[0023]本實(shí)用新型的高純二氧化氯發(fā)生器與原高純發(fā)生器相比，主要優(yōu)點(diǎn)是二氧化氯制備成本低，其原亞氯酸鈉法為0.035元/g，現(xiàn)三元法僅為0.012元/g，氣體純度均大于99.9%，同時(shí)自控水平高，操作簡便，安全性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，殺菌、消毒效果理想，可滿足各種場(chǎng)所的水處理需要。本實(shí)用新型專用設(shè)備與市場(chǎng)上發(fā)生器設(shè)備的最大區(qū)別就是改變了傳統(tǒng)的反應(yīng)器形式，采用了 U型或S型二氧化氯氣體發(fā)生器，結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)體積小，使反應(yīng)母液的運(yùn)動(dòng)和混合狀態(tài)發(fā)生了改變，同時(shí)，按照反應(yīng)工程理論，設(shè)置了預(yù)混段。采用了內(nèi)返混及撞擊流技術(shù)，更增強(qiáng)了反應(yīng)的快速、順利進(jìn)行，其結(jié)果可減少物料停留時(shí)間，提高了原料轉(zhuǎn)化率，是一種新型高效反應(yīng)器。通過本實(shí)用新型所述二氧化氯氣體發(fā)生器，在生產(chǎn)中可以有效地防止危險(xiǎn)的發(fā)生，不會(huì)引起分解爆炸或者因稀釋熱過大而引發(fā)危險(xiǎn)。本實(shí)用新型方法制備出高純度的二氧化氯氣體(純度大于99，9%)，應(yīng)用中將所產(chǎn)生的高純度的二氧化氯氣體連續(xù)的輸送到需要處理的水體，可有效地進(jìn)行殺菌、消毒。
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述二氧化氯氣體發(fā)生器作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型所述U型二氧化氯氣體發(fā)生器剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型所述S型二氧化氯氣體發(fā)生器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的二氧化氯氣體發(fā)生器I為U型，其進(jìn)口端分別與氯化鈉輸送管7、硫酸輸送管6和過氧化氫輸送管5相連，出口端分別與抽氣管11和泄壓管10相連，且進(jìn)口端側(cè)的高度低于出口端并通過返混管4與所述出口端相連，使出口端處高于進(jìn)口端高度的溶液通過所述返混管4回到進(jìn)口端側(cè)；所述二氧化氯氣體發(fā)生器I內(nèi)部包括設(shè)置在進(jìn)口端的集流管2和設(shè)置在出口端的護(hù)流板3 ;所述二氧化氯氣體發(fā)生器I與曝氣管8相連通。
[0029]所述護(hù)流板3為長方形的板狀，其板狀面與所述返混管4的管口相對(duì)，所述護(hù)流板3頂部與所述返混管4側(cè)的氣體發(fā)生器I內(nèi)壁之間通過封口板13封閉，所述護(hù)流板3的寬度不小于所述氣體發(fā)生器I的直徑的1/3，所述護(hù)流板3的底部不高于所述返混管4的高度，頂部高于所述返混管4。在本實(shí)施例中，所述護(hù)流板3的寬度同所述氣體發(fā)生器I的直徑相同，將所述出口側(cè)的氣體發(fā)生器I內(nèi)腔分隔成兩個(gè)半圓形空間，其中靠近所述返混管4側(cè)的半圓形空間頂部由封口板13封閉，所述封口板13為半圓形，高于所述返混管4的高度5_10cmo
[0030]所述曝氣管8通過限流器9分為兩條支路，一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器I的進(jìn)口端相連通，設(shè)置在所述集流管2的入口端，另一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器I的出口端側(cè)的底部相連通。所述二氧化氯氣體發(fā)生器I內(nèi)部包括多個(gè)塑料球12，其密度同反應(yīng)溶液的密度相當(dāng)，并隨反應(yīng)溶液的混合流動(dòng)而自由運(yùn)動(dòng)。
[0031]由于三元法制備高純二氧化氯過程中，其硫酸稀釋熱很大，加之硫酸對(duì)非金屬材料易碳化及高純二氧化氯極易分解爆炸的情況，所以，U型或S型反應(yīng)器(包括二氧化氯氣體發(fā)生器I殼體、集流管2、曝氣管8、返混管4、護(hù)流板3、氯化鈉輸送管7、硫酸輸送管6和過氧化氫輸送管5)全部采用耐二氧化氯的金屬鈦制作，散熱性好，安全性高。
[0032]實(shí)施例2
[0033]如圖2所示，所述二氧化氯氣體發(fā)生器I為S型，其他同實(shí)施例1。S型二氧化氯氣體發(fā)生器I混合、反應(yīng)空間更大，用于制備能力大一些的場(chǎng)所。
[0034]實(shí)施例3
[0035]本實(shí)用新型采用二氧化氯氣體發(fā)生器1，以氯酸鈉、硫酸和過氧化氫為原料，采用撞擊流、內(nèi)返混技術(shù)，在一定的溫度下，控制一定的原料摩爾比，使反應(yīng)母液在氣體發(fā)生器I中進(jìn)行充分反應(yīng)，制備出高純二氧化氯氣體，其反應(yīng)原理如下:
[0036]2NaC103+H2S04+H202=2C102+Na2S04+2H20+02
[0037]一種采用實(shí)施例1或2所述二氧化氯氣體發(fā)生器制備高純度二氧化氯的方法，包括如下步驟:
[0038]將40.2%的氯酸鈉溶液、75%的稀硫酸溶液和27.5%的過氧化氫溶液按照摩爾比為1:0.77?0.79:0.55?0.59的比例加入到二氧化氯氣體發(fā)生器I中進(jìn)行反應(yīng)，采用撞擊流、內(nèi)返混技術(shù)，制備中雙曝氣通過限流器9控制所述二氧化氯氣體發(fā)生器I進(jìn)口端和底部的氣量比為1: 2 (v/v)，在自動(dòng)控制下，反應(yīng)溫度控制為44?50°C。最終得到高純度的二氧化氯氣體，送到被處理水體中。
[0039]在制備過程中，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)二氧化氯氣體發(fā)生器I進(jìn)行取樣分析檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果:二氧化氯氣體純度99.92%以上，原料轉(zhuǎn)化率95.0%以上。
[0040]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)進(jìn)口端側(cè)的高度低于出口端并通過返混管(4)與所述出口端相連，使出口端處高于進(jìn)口端側(cè)高度的溶液通過所述返混管(4)回到進(jìn)口端側(cè)；所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)內(nèi)部包括設(shè)置在進(jìn)口端的集流管(2)和設(shè)置在出口端的護(hù)流板(3)，使高于所述返混管(4)的溶液不受負(fù)壓影響通過所述返混管(4)回到出口端側(cè)，所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)與曝氣管(8)相連通，所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)為U型或S型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述護(hù)流板(3)為長方形的板狀，其板狀面與所述返混管(4)的管口相對(duì)，所述護(hù)流板(3)頂部與所述返混管(4)側(cè)的氣體發(fā)生器(I)內(nèi)壁之間通過封口板(13)封閉，所述護(hù)流板(3)的寬度不小于所述氣體發(fā)生器(I)的直徑的1/3，所述護(hù)流板(3)的底部不高于所述返混管(4)的高度，頂部高于所述返混管(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述護(hù)流板(3)的寬度同所述氣體發(fā)生器(I)的直徑相同，將所述出口側(cè)的氣體發(fā)生器(I)內(nèi)腔分隔成兩個(gè)半圓形空間，其中靠近所述返混管(4)側(cè)的半圓形空間頂部由封口板(13)封閉，所述封口板(13)高于所述返混管(4) 5-lOcm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述曝氣管(8)通過限流器(9)分為兩條支路，一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)的進(jìn)口端相連通，設(shè)置在集流管(2)的入口端，另一條與所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)的出口端側(cè)的底部相連通；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)進(jìn)口端分別與氯化鈉輸送管(7)、硫酸輸送管(6)和過氧化氫輸送管(5)相連，出口端分別與抽氣管(11)和泄壓管(10)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯氣體發(fā)生器，其特征在于:所述二氧化氯氣體發(fā)生器(I)內(nèi)部包括多個(gè)塑料球(12)，其隨反應(yīng)溶液的流動(dòng)而自由運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】C01B11/02GK203411323SQ201320519698
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】崔永順, 陳祥衡, 衛(wèi)志兵 申請(qǐng)人:深圳歐泰華工程設(shè)備有限公司