梯级二氧化氯发生器制造技术

本实用新型专利技术属于环保设备领域，具体地说是一种采用特殊制备工艺、特殊结构、低成本、原料高转化率、产品高纯度的环保型二氧化氯发生器。其特征在于设有常温反应釜和加热反应釜，各反应釜之间形成浓度和温度梯度，反应更平稳、更安全，原料转化率得以大幅度提高；氯酸钠采用固体形式计量进料，极大的减少了硫酸使用量，进而减少了酸性废液产生量，更绿色环保；在出料管上装有压力检测仪、安全阀，与进料自控器联用，监视并控制系统压力，保证发生器安全可靠；在加热反应釜上设置了压力平衡管，待平衡管里液柱压力超过系统真空度时，反应残液自动溢流排液，可以实现不间断连续操作，有利于工业连续化生产。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
梯级二氧化氯发生器
：本技术属于环保设备领域，具体地说是一种采用特殊制备工艺、特殊结构、低成本、原料高转化率、产品高纯度的环保型二氧化氯发生器。
技术介绍
：二氧化氯是国际上公认的最理想的杀菌、消毒剂，是氯的最佳替代品，具有广阔的应用前景。由于二氧化氯的不稳定性、易分解爆炸性，不能罐装或压缩储运，需要现制现用。二氧化氯发生器按二氧化氯产生方法可分为两大类：化学法和电解法。化学法按所采用原料分又可分为亚氯酸钠法和氯酸钠法。电解法是以氯酸钠或氯化钠为原料，采用隔膜电解技术发生二氧化氯，所用的电解液可以是食盐溶液、亚氯酸盐溶液和氯酸盐溶液。美国虎克公司和Tetravalent公司分别获得该项技术专利。该法设备复杂、生产成本高、产气量不稳定、故障率高、耗电量大，不利于推广应用。现有技术，如ZL01205297.3，专利技术名称为二氧化氯发生器，及ZL98216459.9，名称为二氧化氯水溶液发生器，均采用亚氯酸钠法发生二氧化氯。这种方法的优点是设备构造简单、二氧化氯气体纯度较高、反应过程易操作控制，缺点是单位二氧化氯成本较高(约4.1万元/吨二氧化氯)、推广使用经济压力大。现有技术，如ZL00211534.4，专利技术名称为新型二氧化氯发生器，及ZL03215360.0，专利技术名称为二氧化氯发生器，均采用盐酸与氯酸钠反应发生二氧化氯。这种方法的优点是原料氯酸钠价格低廉易得，缺点是一次产生的二氧化氯气体纯度较低，需进行纯化处理后才能使用。现有技术200510094054.X，专利技术名称为二氧化氯发生器，采用过氧化氢在硫酸溶液中还原氯酸钠溶液的方法制得二氧化氯，克服了前两种专利技术产气不纯得缺点，但还有待改进的地方主要有：①只能使用氯酸钠溶液进料，硫酸使用量较大，一般为3.8～12.6molH2SO4/molClO2，废酸产生量较大。②原料转化率不是很高，反应时间1h时原料转化率85％以上。③未考虑自动控制系统，不利于操作和解放劳动力；未设置安全保护装置，不利于发生器安全。
技术实现思路
：-->本技术的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种低成本、原料高转化率、产品高纯度、废液产生量少、结构简单、安全可靠的环保型二氧化氯发生器。本技术的技术解决方案是：由常温反应釜5、加热反应釜10、水射式真空泵16和原料储槽21组成，其中常温反应釜5上设有固体进料系统1、液体进料计量泵22和空气进气管4，加热反应釜10上设有加热系统11、空气进气管4和压力平衡管12，常温反应釜5底部通过溢流管8与加热反应釜10中部连通，两反应釜底部通过排液管7连接，两反应釜顶部通过出料管15与水射式真空泵16连接。其中所述的发生器可由1个常温反应釜5和2个加热反应釜10构成，反应釜材质为钛材。常温反应釜5中部设有透视镜3，两反应釜的空气进气管4上设有空气流量计2和空气分布器6，空气分布器6设在反应釜的底部。加热系统11与热电偶温度探头13和加热自控器18连接；加热系统11由加热自控器18自动控制，加热自控器18的信号源来自热电偶温度探头13和人为设定的温度参数，加热自控器18根据信号源控制智能电源开关14的离合，从而控制加热系统11的运行。固体进料系统1是由智能进料开关1-1、进料器叶片1-2、螺旋进料器1-3和进料器料箱1-4组成的固体螺旋进料系统。其中所述的发生器，其特征在于反应釜出料管15上设有安全阀20、压力检测仪17；压力平衡管12和排液管7上设有阀门9。其中所述的发生器，其特征在于进料系统由进料自控器19进行自动控制，进料自控器19的信号源来自压力检测仪17和人为设定的进料参数，进料自控器19根据信号源控制固体进料系统1、液体进料计量泵22和加热系统11的运转与关闭。其中所述的发生器，其特征在于常温反应釜5采用常温条件进行反应，无加热设备，氯酸钠采用固体形式计量进料，硫酸采取60％～80％的浓硫酸计量进料，过氧化氢采取25％～50％的溶液计量进料；加热反应釜10的反应温度为50℃～85℃。有益效果：1、由于本技术采用过氧化氢在硫酸溶液中还原固体氯酸钠制备二氧化氯的工艺，该工艺保留了现有技术200510094054.X产气纯度高的优点，应用于水处理时不产生三氯甲烷等致癌物质；与现有技术200510094054.X相比进一步提高了原料转化率，减少了硫酸使用量，硫酸使用量约为2.0～3.0molH2SO4/molClO2。-->2、由于采用固体氯酸钠作为原料，减少原料带入水，从而减少了硫酸的使用量(参与反应和维持一定酸度)，进而减少了废液产生量，对环保有利。3、本技术设置常温反应釜和加热反应釜，两反应釜之间反应物浓度呈递减趋势、反应温度呈递增趋势，高浓度反应液在低温条件下进行反应，低浓度反应液在高温条件下进行反应，反应相对较安全、平稳。在常温反应釜里反应物浓度较高、反应较剧烈，为了保证安全，常温反应釜里不进行加热，在常温条件下进行反应；常温反应釜的反应残液通过溢流管溢流进入加热反应釜，在加热反应釜里，反应液浓度相对较低，反应速率较低，这时采用加热的方式提高反应速率，使反应得以充分进行，反应更彻底，原料转化率得以较大幅度提高，原料转化率大于93％。(现有技术，原料转化率大于85％)4、由于设有进料自控器、加热自控器，实现自动控制，操作更简便、更容易，反应更安全，更人性化设计。5、通过在反应釜出料管上装有压力检测仪，监视系统压力，当由于水射式真空系统发生故障、管道堵塞等原因导致系统压力增大，达到预定危险压力时，进料自控器自动关闭原料进料系统，关闭加热系统。当系统压力进一步升高，超出系统安全压力时，安全阀自动打开泄压，保证发生器安全。6、由于在加热反应釜上设置了压力平衡管，待压力平衡管里液柱压力超过系统真空度时，加热反应釜里反应残液自动向外溢流排液，可以实现不间断连续操作，有利于工业连续化生产。附图说明：图1是本技术实施例的结构示意图。图2是本技术中固体螺旋进料系统结构放大图。图中：1、固体进料系统，2、空气流量计，3、透视镜，4、空气进气管，5、常温反应釜，6、空气分布器，7、排液管，8、溢流管，9、阀门，10、加热反应釜，11、加热系统，12、平衡管，13、热电偶温度探头，14、智能电源开关，15、反应釜出料管，16、水射式真空泵，17、压力检测仪，18、加热自控器，19、进料自控器，20、安全阀，21、原料储罐，22、进料计量泵，1-1、智能进料开关，1-2、进料器叶片，1-3、螺旋进料器，1-4、进料器料箱。具体实施方式：实施例1：-->将30％的过氧化氢、65％的硫酸溶液和固体氯酸钠分别加入过氧化氢溶液储罐21、硫酸溶液储罐21和进料器料箱1-4；开启水射式真空泵16，使反应系统达到预定负压-0.01MPa；开启空气流量计2，以一定速率通入空气(≥10倍二氧化氯理论产生量)；开启加热系统11，维持加热反应釜反应温度55℃；通过进料自控器19控制开启计量泵22和固体螺旋进料系统1进料，进料速度控制在：(VH2SO4溶液/ml)∶(VH2O2溶液/ml)∶(mNaClO3/g)＝2.5∶0.7∶1，产生的二氧化氯气体被水射式真空泵16抽出溶入水中或吸收液中备用或外售。此时氯酸钠转化率93％，二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯级二氧化氯发生器，其特征在于由常温反应釜（５）、加热反应釜（１０）、水射式真空泵（１６）和原料储槽（２１）组成；其中常温反应釜（５）上设有固体进料系统（１）、液体进料计量泵（２２）和空气进气管（４），加热反应釜（１０）上设有加热系统（１１）、空气进气管（４）和压力平衡管（１２），常温反应釜（５）底部通过溢流管（８）与加热反应釜（１０）中部连接，两反应釜底部通过排液管（７）连接，两反应釜顶部通过出料管（１５）与水射式真空泵（１６）连接。

【技术特征摘要】
1、一种梯级二氧化氯发生器，其特征在于由常温反应釜(5)、加热反应釜(10)、水射式真空泵(16)和原料储槽(21)组成；其中常温反应釜(5)上设有固体进料系统(1)、液体进料计量泵(22)和空气进气管(4)，加热反应釜(10)上设有加热系统(11)、空气进气管(4)和压力平衡管(12)，常温反应釜(5)底部通过溢流管(8)与加热反应釜(10)中部连接，两反应釜底部通过排液管(7)连接，两反应釜顶部通过出料管(15)与水射式真空泵(16)连接。2、根据权利要求1所述的梯级二氧化氯发生器，其特征在于由1个常温反应釜(5)和2个加热反应釜(10)构成，反应釜材质为钛材。3、根据权利要求1所述的梯级二氧化氯发生器，其特征在于常温反应釜(5)中部设有透视镜(3)，两反应釜的空气进气管(4)上设有空气流量计(2)和空气分布器(6)，空气分布器(6)设在反应釜的底部。4、根据权利要求1所述的梯级二氧化氯发生器，其特征在于加热系统(11)与热电偶温度探头(13)和加热自控器(18)连接；加热系统(11)由加热自控器(18)自动控制，加热自控器(18)的信号源来自热电偶温度探头(13)和人为设定的温度参数，加热自控器(18)根据信号源控制智能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炎华，朱明新，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]