專利名稱：穩(wěn)定性二氧化氯生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可連續(xù)生產(chǎn)二氧化氯的安全裝置。
二氧化氯是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑，比氯氣、臭氧等的綜合性能和效益更好，因而被國際社會公認(rèn)為氯系列消毒劑中理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品，其在工業(yè)廢水的處理、生活飲用水的消毒殺菌、織物、紙漿的漂白等均有特殊功效，用途日益廣泛。
1930年美國馬蒂遜(Marthieson)堿業(yè)公司首先實現(xiàn)二氧化氯工業(yè)化生產(chǎn)，即在硫酸介質(zhì)中用二氧化硫還原氯酸鈉產(chǎn)生二氧化氯，此法投資少，操作方便，但收率低。1967年美國阿萊德公司(Albright)開發(fā)出以甲醇為原料，采取低酸度、高真空、高溫度生產(chǎn)二氧化氯的裝置，雖然成本大大降低，但給設(shè)備和操作帶來一定難度。
由于二氧化氯的穩(wěn)定性較差，遇光和受熱容易分解生成氧和氯，引起爆炸；其次，它易溶于水逐漸分解為氯氣逸出；它還有較強腐蝕性需要低溫和避光條件下保存，給儲運帶來不便。因此，開發(fā)生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯及其設(shè)備裝置，對推廣應(yīng)用二氧化氯殺菌消毒劑具有重要意義。
70年代初，國外開發(fā)成功生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯的方法，即先制備高純度二氧化氯，然后將它通入到含穩(wěn)定劑的水溶液中直至飽和，技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇穩(wěn)定劑(或吸收劑)及吸收設(shè)備的自動控制。可制成無色、無臭、無毒、無腐蝕性的透明穩(wěn)定性二氧化氯水溶液，它不易燃，不揮發(fā)，在-5～95℃時質(zhì)量穩(wěn)定，不易分解。這種穩(wěn)定性二氧化氯水溶液，在使用時需要活化，如加入一定量的檸檬酸、鹽酸、三氯化鐵、三氯化鋁等活化劑，混勻活化后，噴灑或涂抹在需要殺菌、消毒、防霉、除臭的物品上或浸泡使用。
1997年我國已執(zhí)行了HG/T2777-96穩(wěn)定性二氧化氯溶液的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其主要指標(biāo)是
ClO2含量 ≥2％(20000ppm)密度(20℃)1.020～1.060g/cm2pH值 8.2～9.2砷(As)含量≤0.0003％重金屬(以Pb計)≤0.0002％貯存期有效期一年以上目前，全世界已有35套由Albright&Wilson American(原阿萊德公司)的生產(chǎn)裝置在運轉(zhuǎn)。因此，開發(fā)符合中國國情的小型半自動控制連續(xù)生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯的安全裝置，直接提供給用戶自產(chǎn)自用成為本實用新型的目的。
本實用新型的技術(shù)方案是穩(wěn)定性二氧化氯的生產(chǎn)裝置由蒸汽發(fā)生器(1)、冷凝分離儲液器(2)、管道式反應(yīng)加熱器(3)、空氣泵(4)、虹吸自動排料器(5)和溫度、壓力自控裝置及安全報警裝置組合成一個封閉式可生產(chǎn)純二氧化氯氣體的自控安全反應(yīng)柜(見說明書附圖
虛線框內(nèi)部分)，該裝置與現(xiàn)有技術(shù)不同的有兩個特殊部件，一個是冷凝分離儲液器，它的頂部裝有兩個冷凝器，一個與空氣泵(4)相連，另一個連接吸收裝置(6)的第一級噴淋吸收塔，在儲液器的上半部裝有填料，下半部的里面裝有虹吸裝置，與外面的虹吸自動排料器(5)相連，儲液器下半部的外面有冷卻夾套；另一個是管道反應(yīng)加熱器，管材采用厚壁鈦金屬制成，管外繞有快速加熱的電熱絲和溫控裝置，管式反應(yīng)加熱器是產(chǎn)生二氧化氯的設(shè)備。
管道反應(yīng)加熱器中發(fā)生的反應(yīng)如下主反應(yīng)
本裝置的特點是(1)使用了管道加熱反應(yīng)器產(chǎn)生二氧化氯氣體不是在儲液器(2)中，而是在管道反應(yīng)器中加熱至反應(yīng)溫度，由于反應(yīng)液量少，加上管道用厚壁鈦金屬制成，強度高，在激烈的反應(yīng)情況下，不會爆裂，保證生產(chǎn)安全。
(2)兩級加熱一級在分離儲液器(2)中，由蒸汽發(fā)生器(1)中供給蒸汽予熱，使反應(yīng)液接近反應(yīng)溫度；二級在鈦管中加進甲醇后，快速加熱到反應(yīng)溫度，使生成二氧化氯的反應(yīng)迅速完成。
(3)反應(yīng)物進行兩級冷卻反應(yīng)生成物在進入分離儲液器前，用冷凝器首先進行一次強冷卻，減緩剩余反應(yīng)物的反應(yīng)速度，確保分離儲液器的安全；二級冷卻使蒸發(fā)的甲醇冷凝回流到儲液器，繼續(xù)參加循環(huán)反應(yīng)。既提高二氧化氯的純度，又節(jié)約甲醇。
(4)用水蒸汽吸收二氧化氯在分離儲液器中用水蒸汽吸收氣體狀態(tài)的二氧化氯，消除了氣相二氧化氯見光和爆炸的危險。
(5)采用了冷卻水夾套在分離儲液器的下部外面增加了冷卻水夾套，冷卻反應(yīng)液的溫度，保障分離儲液器的安全，特別是遇到停電等事故時，可立即通水冷卻，迅速停止反應(yīng)，確保設(shè)備、人身安全。
(6)獨特的虹吸排料器虹吸排料器12的作用一是可自動控制分離儲液器內(nèi)物料的液面，二是可解決間歇停產(chǎn)排料，使小型生產(chǎn)裝置實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
本實用新型生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯的優(yōu)點在于生產(chǎn)裝置簡單，安全性好，投資少，產(chǎn)品純度高。
本實用新型的技術(shù)方案如說明書附圖所示蒸汽發(fā)生器(1)、冷凝分離儲液器(2)、管道反應(yīng)加熱器(3)、空氣泵(4)、虹吸自動排料器(5)、吸收裝置(6)及真空裝置(7)分離儲液塔的上半部裝有填料，塔頂有兩個冷凝器，一個連接空氣泵，另一個連接一級噴淋吸收塔，分離儲液塔的下半部裝有虹吸裝置，與虹吸自動排料器相連，外面有冷卻水夾套。管道反應(yīng)加熱器用厚壁鈦金屬制成，管外繞有快速加熱的電熱絲和控溫裝置。
實施例一臺生產(chǎn)純二氧化氯氣體的自控安全反應(yīng)柜，高1.8米，長0.8米，寬0.5米，里面的蒸汽發(fā)生器與一個Φ250冷凝分離儲液器相連，管道反應(yīng)器繞有電阻絲緣加熱元件和測溫元件，通過空氣泵連接儲液器頂端的冷凝器進入塔內(nèi)，空氣流量與生成物氣體的流量分別用液、氣流量計控制，儲液器和管道反應(yīng)器的溫控的數(shù)顯示表連到自控電箱，并裝有超溫超壓報警顯示裝置。由分離儲液器出來的氣體經(jīng)另一冷凝器至吸收和真空系統(tǒng)。正常運轉(zhuǎn)后，每小時可生產(chǎn)1000克二氧化氯氣體，可吸收成50kg達(dá)國標(biāo)的穩(wěn)定性二氧化氯藥液。
權(quán)利要求1．一種穩(wěn)定性二氧化氯的生產(chǎn)裝置，由蒸汽發(fā)生器、儲液器、加熱器、空氣泵、排料器、溫度和壓力自動控制及安全報警裝置組成，其特征在于本裝置是將蒸汽發(fā)生器(1)、冷凝分離儲液器(2)、管道式反應(yīng)加熱器(3)、空氣泵(4)、虹吸自動排料器(5)和溫度、壓力自控裝置及安全報警裝置組合成一個自控安全反應(yīng)柜，其中冷凝分離儲液器上有兩個冷凝器、填料、虹吸裝置和冷卻夾套；另一個關(guān)鍵部件是結(jié)構(gòu)和材質(zhì)特殊的管道式反應(yīng)加熱器。
2．按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于冷凝分離儲液器(2)的頂部有兩個冷凝器，一個與空氣泵(4)相連，另一個連接吸收裝置(6)的第一級噴啉吸收塔，在儲液器的上半部內(nèi)有填料，下半部內(nèi)有虹吸裝置，它與外面的虹吸自動排料器(5)相連，儲液器的下半部外面有冷卻夾套。
3．按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于管道式反應(yīng)加熱器的管材是采用厚壁鈦金屬制成，管外繞有快速加熱的電熱絲和溫控裝置。
專利摘要本實用新型為一種小型連續(xù)化生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯的安全裝置，本裝置由蒸汽發(fā)生器，冷凝分離儲液器，管道或反應(yīng)加熱器，空氣泵，虹吸自動排料器等組合成一個自控安全反應(yīng)柜，其中冷凝分離儲液器上有兩個冷凝器、填料、虹吸裝置和冷卻夾套，另一部件為管道式反應(yīng)加熱器，本裝置形成了具有安全性好、生產(chǎn)裝置簡單、投資費用少、產(chǎn)品純度高等特點，適于用戶自產(chǎn)自用。
文檔編號C01B11/02GK2352507SQ9722975
公開日1999年12月8日 申請日期1997年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者孫廣野 申請人:大連理工大學(xué)