用于生产高转化率的二氧化氯溶液的块状体制造技术

本发明专利技术公开了快速和安全地制备高度转化的二氧化氯溶液的块状体。当将这些块状体加入到水中时比当等当量的以粉末形式存在的成分加入到水中时产生更多的二氧化氯。本发明专利技术还公开了向水中加入块状体所产生的溶液。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于生产高转化率的二氧化氯溶液的块状体专利技术背景在溶液中的游离二氧化氯分子是控制微生物和生物膜沉积用的有效试剂。然而，生产游离二氧化氯的这类溶液的最常用的方式是使用昂贵和复杂的化学发生器(参见例如美国专利5009875)。英国专利608068教导了使用有机酸酐，将亚氯酸盐阴离子在通常的中性pH下，转化成二氧化氯。强氧化剂(如亚氯酸钠)与有机化学品的混合导致的燃烧和爆炸危险也是公知的。作为由该英国专利的组合物所产生的低转化率和组合物(该组合物混合有亚氯酸钠和有机化学品)固有的危险的结果，该英国专利的组合物几乎没有受到工业上的关注。最近，公开了含粉化的二氧化氯前体化学品的膜型器件，当器件浸渍在水中时，所述二氧化氯前体化学品产生游离二氧化氯分子溶液，参见WO99/24356。尽管该膜型器件比生产二氧化氯溶液的现有技术方法优越，但该器件具有一些缺点。它相对昂贵(由于膜的成本以及组件的成本)，且对于某些应用来说，二氧化氯的输出速率可能太低。另外，该器件可能飘浮在水/溶液的表面上(由于捕集的空气或二氧化氯气体)，这可导致一些二氧化氯气体损失在气相中。最后，优选的膜是不溶于水的，在二氧化氯的产生反应完成后需要从二氧化氯溶液中移出。从二氧化氯溶液中移出失效的膜有时可能认为是不方便的。现有技术还公开了由包括固体压缩物如料片和压块在内的固体混合物生产二氧化氯溶液的尝试，所述固体混合物由当与水接触时，产生二氧化氯气体的材料组成。美国专利2071094公开了包括压块在内的干燥固体组合物，它由水溶性亚氯酸盐和酸化剂组成，当与水接触时，随着干燥组合物开始溶解，发生“除臭反应”(参见第1栏34-38行和第2栏24-27行)。在阅读该专利时，不清楚当组合物与水接触时所产生的物质。从未涉及物质二氧化-->氯，且仅有的一次使用单词“溶液”是指亚氯酸钠的水溶液(参见第1栏58行)。因此，不能确定专利技术者是否尝试或确实曾经获得了二氧化氯水溶液，当其压块与水接触时。美国专利5342447特别地公开了一种含二氧化氯前体(如亚氯酸钠)和活化剂组分(如有机酸酐)的料片，其中在液体介质中，所述二氧化氯前体和活化剂组分的存在量足以产生(接触)透镜消毒量的二氧化氯(参见第3栏10-16行)。术语消毒量定义为在优选为10分钟或更短的时间内降低微生物含量一个对数数量级的这一用量(参见第4栏11-15行)。这一用量代表极低的游离二氧化氯，甚至低到2ppm的游离二氧化氯在15分钟内可导致6个对数的细菌降低。该专利没有公开当该专利技术的料片溶解在水中时所产生的二氧化氯的量。因此，所有的实施例使用稳定的二氧化氯的水溶液，而不是水来测试料片。美国专利5399288公开了在溶解于水中后立即释放二氧化氯的固体组合物(参见第1栏5-7行)。该组合物包括一种亚氯酸盐、一种氧化的氯气释放剂以及一种质子供体，其存在量为4∶1∶3(参见第1栏65-67行)。当从组合物中删除氧化的氯气释放剂时，所得的二氧化氯的最终产率在3天后为63％(参见实施例5)。此外且重要的是，该专利没有讨论料片的制备(参见第2栏19-21行)。因此，看起来仅公开了粉化的反应物混合物。美国专利5719100公开了在含水溶液中由含亚氯酸钠和一种酸性活化剂的料片制备二氧化氯，其中该组合物要求一种在亚氯酸钠[即在亚氯酸钠与酸性活化剂混合之前，在亚氯酸钠上形成一种保护性反应涂层(参见第4栏61-63行)]和酸性活化剂之间的防止反应的隔离层，使得两种活性成分并不一起过早地“爆炸性地反应”(参见第4栏53行)，即获得稳定的组合物(参见第4栏46行到第5栏第9行)。本专利技术提供了一种产生二氧化氯溶液用的以块状体形式存在的改进器件。这种新型器件快速提供高产率的二氧化氯溶液，并克服了产生这种溶液用的现有技术的固体组合物的缺点。专利技术描述-->本专利技术提供了一种当将其浸渍在水中时快速产生二氧化氯溶液的块状体。本专利技术还包括当将块状体浸渍在水中时所获得的溶液。此处所使用的术语“块状体”是指固体形状，优选多孔的固体形状，它包含颗粒成分的混合物，其中所含成分的颗粒尺寸基本上限于小于所述块状体的尺寸。可通过本领域已知的各种方式(如压片、压块、挤出、烧结、粒化等)形成这种块状体。形成这种块状体的优选方法是通过压缩，也称为压片。为了方便，其后关于料片和压片应当理解为通过任何方法制造的块状体的代表。料片由亚氯酸盐阴离子原料(如亚氯酸的碱金属或碱土金属盐，优选亚氯酸钠)和一种或多种干燥的固体酸原料组成。这种干燥的固体酸原料的实例包括无机酸盐(如硫酸钠、硫酸钾、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾)、含强酸阴离子和弱碱阳离子的盐(如氯化铵、硝酸铝、硝酸铈和硫酸铁)、当与水接触时能将质子释放到溶液中的固体酸(例如分子筛ETS-10的酸离子交换形式和氯化钠的混合物(参见美国专利4853202))、有机酸(如柠檬酸和酒石酸)及其混合物。优选的固体酸源是固体无机酸源，最优选是硫酸氢钠。令人惊奇地，通过使用本专利技术的料片可获得亚氯酸盐阴离子转化成二氧化氯的非常高的转化率。因此，当等当量的呈粉化形式的料片成分作为相应的料片加入到相同体积的水中时，料片比粉末产生大得多的量的二氧化氯。搅拌速率和/或水温的合理变化对这一令人惊奇的现象很少或几乎没有影响。因此，观察到本专利技术的料片快速产生高度转化的游离二氧化氯分子的溶液，这意味着转化比(亚氯酸盐阴离子：二氧化氯)＞0.25。此处所使用的术语转化比是指在产品溶液中的游离二氧化氯浓度与在产品溶液中的游离二氧化氯加上未反应的亚氯酸盐阴离子浓度之和的比值。此外，以安全和可控方式快速产生二氧化氯溶液，以及当在典型的自来水中如此产生的二氧化氯浓度处在典型的使用含量下(0.5-200ppm重量)时，该溶液将基本上不含有游离的氯气或次氯酸盐阴离子且一般地具有中性的pH(即pH为5-9)。对于术语快速产生，我们是指在小于约8小时，优选在小于约2小时，和最优选在小于约1小时的时间内获得的二氧化氯的总产量。-->视所需，本专利技术的料片可含有任选的另外的成分，它可用于例如辅助压片的加工、改善所制备的料片的物理或美学特征以及辅助料片溶解和/或获得的二氧化氯的产率。这种成分包括，但不限于填料(如硅镁土和氯化钠)；压片和料片压模乳化剂；稳定剂；染料；抗结块剂；干燥剂(如氯化钙和氯化镁)；成孔剂(如溶胀的无机粘土，例如获自Southern ClayProducts，Inc.的合成锂皂石(Laponite)粘土)；氯气生成剂(如二氯氰尿酸及其盐如钠盐(NaDCC))；和可与配方中的一种或多种成分反应，制备溶解度低的多孔框架结构的框架形成剂，其中在所述多孔框架结构中可进行二氧化氯的形成反应。可包括少量起泡剂如碳酸氢钠，但它们通过促进料片的崩裂和溶解，会降低亚氯酸盐阴离子转化成二氧化氯的转化率。一般地本专利技术的料片优于现有技术的膜器件(参见例如WO99/24356)，理由如下：料片典型地比膜器件成本低，因为可以以高的速率在商购的设备上制造料片且不要求膜起密封作用的花费；料片一般地比膜器件以较高的速率产生二氧化氯，因为料片没有限制二氧化氯逸出到溶液中的膜；膜器件当将其加入到水中时常飘浮，而本专利技术的料片沉在水中，因此向气相损失的二氧化氯很少；和在一个优选的模式中，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含金属亚氯酸盐和固体酸源的块状体，当将所述块状体加入到液态水中时会产生二氧化氯溶液，其中二氧化氯的浓度与二氧化氯和亚氯酸盐阴离子浓度之和的比大于０．２５。

【技术特征摘要】
US 2000-2-2 09/496,8031.一种含金属亚氯酸盐和固体酸源的块状体，当将所述块状体加入到液态水中时会产生二氧化氯溶液，其中二氧化氯的浓度与二氧化氯和亚氯酸盐阴离子浓度之和的比大于0.25。2.权利要求1的块状体，所述块状体可溶于水。3.权利要求1的块状体，所述块状体并不完全溶解在水中。4.权利要求1的块...

【专利技术属性】
技术研发人员：BK斯珀罗尼洛，GS科尔默，A斯安格拉杰，A莫伊尼，
申请(专利权)人：恩格尔哈德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]