本发明专利技术公开了一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，包括内部形成模拟超重力环境室的壳体；安装于壳体的上端，并开设有进入环境室且相互独立的压缩空气进口、还原剂进料口和原料进料口的进料总成；安装于环境室内的模拟超重力发生旋转床总成和带动旋转床总成的电动机；本发明专利技术设计合理，结构简单，转换率高达99％,并且反应时间快,本发明专利技术设备体积小、节约投资成本和降低了能耗，并且转换效率高。并且转换效率高。并且转换效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置
[0001]本专利技术涉及环保领域，具体讲是一种一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置。
技术介绍
[0002]二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际卫生组织公认为环保、安全、无毒的第四代绿色消毒产品。
[0003]国内大多数工厂制备二氧化氯使用的化工原料一般为氯酸钠和亚氯酸钠，用盐酸和硫酸提供酸性条件，还原剂大致有盐酸、双氧水、二氧化硫、甲醇及氮肥等。只要具备这些基本条件都能制备出二氧化氯。为了提高氯酸盐中二氧化氯的转化率，除了保证反应原料的准确配方、适当的反应温度、安全的反应压力外，无一不是千方百计在提高反应原料的混合效果上下功夫。为了使化工原料充分混合，使用的方法包括：机械搅拌、曝气搅拌、梯级流动和延长反应时间等，但这些混合方法既不均匀又不充分，仅对局部反应液起到搅拌作用，液体之间的接触最多只是液体颗粒表面上点的接触，质量传递速率小，反应效率低；二氧化氯的转化率一般只有40%～80%，更少的仅有30%左右。而这些因素之所以对过程速率产生制约,都与地球引力场有关。万有引力这一自然规律是无法改变的,只能利用其他方法模拟提高引力场。基于此，本专利技术设计的一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，能极大地提高二氧化氯转换率和生产率。
技术实现思路
[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种设计合理，结构简单，转换率高达99％,并且反应时间快的模拟超重力环境下制备二氧化氯装置,本专利技术设备体积小、节约投资成本和降低了能耗，并且转换效率高。
[0005]本专利技术是这样实现的，构造一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，包括壳体，在内部形成模拟超重力的环境室；进料总成，安装于壳体的上端，并开设有进入环境室且相互独立的压缩空气进口、还原剂进料口和原料进料口；模拟超重力发生旋转床总成，安装于环境室内并可以在该环境室内转动，该旋转床总成外壁与环境室内壁形成残液分离室，并在该旋转床总成中部形成与还原剂进料口和原料进料口连通的反应室；以及电动机，安装于壳体底部，并且该电动机的动力轴与模拟超重力发生旋转床总成连接。
[0006]优选的，所述壳体包括外壳体，上下开口；上端盖，安装于外壳体的上开口，在该上端盖的中部开设有用于安装进料总成的安装部，并且开设有与残液分离室连通的二氧化氯气体排出管；以及下端盖，安装于外壳体的下开口，在中部设置有用于安装动力轴的中心孔洞，并在该中心孔洞外围设置有下凹的反应残液槽，该反应残液槽外接有反应残液排出管。
[0007]优选的，所述模拟超重力发生旋转床总成包括驱动盘，下部与动力轴连接；Ⅰ级反应转床，为网状，安装于驱动盘上端，Ⅱ级反应转床，为网状，安装于Ⅰ级反应转床外围并位于驱动盘上端，与Ⅰ级反应转床同轴，Ⅰ级反应转床与Ⅱ级反应转床之间形成模拟超重力环形空区；压盘，安装于Ⅰ级反应转床和Ⅱ级反应转床上端，通过螺栓组装固定栓与驱动盘连接，并将Ⅰ级反应转床和Ⅱ级反应转床固定于压板和驱动盘之间。
[0008]优选的，所述驱动盘中通过螺纹连接方式安装有原料初始混合杯套，在该原料初始混合杯套的上部设置有内凹的原料初始混合槽。
[0009]优选的，所述进料总成开设有还原剂进料管，与反应室连通，并位于原料初始混合槽上部；混合液分配管，位于还原剂进料管外围并形成混合液分配腔，该混合液分配腔下部螺旋向下连通于反应室，其出口位于原料初始混合槽上部，在该混合液分配腔的上部设置有具有混合液进料口的混合液进料管；以及压缩空气均压块，安装于混合液分配管外围并固定于壳体上端，并且形成有与反应室连通的压缩空气均压腔，该压缩空气均压腔具有压缩空气进口。
[0010]本专利技术的化学反应原理是：（1）当反应原料为氯酸钠、硫酸及过氧化氢时，化学反应方程式为：2NaClO3＋H2SO4＋H2O2→
2ClO2＋O2＋Na2SO4＋2H2O注:氯酸钠、硫酸先组成混合液,从氯酸盐、酸混合液进料口进入,还原剂过氧化氢从还原剂进料口进入。
[0011]（2）当反应原料为氯酸钠和盐酸时,化学反应方程式为：2NaClO3＋4HCl
→
2ClO2＋Cl2＋2NaCl＋2H2O本专利技术模拟超重力环境是由两级旋转床产生,旋转可以造成稳定的、可调节的离心力场,可以模拟引力场产生的超重力环境，能极大地提高二氧化氯转换率和生产率,旋转床能够提供超重力环境。
[0012]二氧化氯的制备是气液多相接触进行化学反应与质量传递的过程，在多相间的浓度差一定的条件下，相间质量传递的速率受到多相间的接触面积、紧邻相界面处的湍动强度和相对速度差等几个因素的限制；而这些因素之所以对过程速率产生制约,都与地球引力场有关；万有引力这一自然规律是无法改变的,只好利用其他方法模拟提高引力场。在超重力环境下,不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快得多,气—液、液—液、液—固两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和微小液滴，产生巨大的和快速更新的相界面,使相间传质速率比传统的反应器提高了1～3个数量级,微观混合和传质过程得到极大强化。同时在旋转条件下,不仅是整个反应过程的加快，气体的线速度也得到大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率得到了很大的提高，使得转换率高达99％,并且反应时间快，本专利技术设备体积小、节约投资成本和降低了能耗。
[0013]本专利技术具有如下优点：本专利技术设计合理，结构简单，使用方便，用于制备二氧化氯，采用模拟超重力环境下制
备二氧化氯,在超重力环境下,不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快得多,气—液、液—液、液—固两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面,使相间传质速率比传统的反应提高1～3个数量级,微观混合和传质过程得到极大强化。同时在旋转条件下,不仅是整个反应过程的加快，气体的线速度也得到大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率得到了很大的提高。
[0014]通过超重力的环境让物料反应接触更好，实现微观混合，所谓微观混合是指装置内物质在分子尺度上的局部均匀化过程；对于模拟超重力发生旋转床内的微观混合过程,是液体被旋转填料所分散形成的液体微元之间的相互混合直至分子尺度上均匀的过程。
附图说明
[0015]图1-1是本专利技术的结构示意图；图1-2是图1-1中B-B的剖视图；图2-1是本专利技术进料总成结构示意图；图2-2是图2-1中B-B方向的示意图；图3-1是本专利技术进料总成结构示意图；图3-2是本专利技术进料总成横向半剖示意图；图4是本专利技术压盘的半剖示意图；图5是本专利技术驱动盘的半剖示意图；图6是本专利技术原料初始混合杯套的半剖示意图；图7是本专利技术的上端盖示意图；图8是本专利技术外壳体示意图；图9是本专利技术下端盖示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本专利技术进行详细说明，对本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，其特征在于：包括壳体，在内部形成模拟超重力的环境室；进料总成，安装于壳体的上端，并开设有进入环境室且相互独立的压缩空气进口、还原剂进料口和原料进料口；模拟超重力发生旋转床总成（9），安装于环境室内并可以在该环境室内转动，该旋转床总成外壁与环境室内壁形成残液分离室（15），并在该旋转床总成中部形成与还原剂进料口和原料进料口连通的反应室（16）；以及电动机（11），安装于壳体底部，并且该电动机的动力轴（12）与模拟超重力发生旋转床总成（9）连接。2.根据权利要求1所述一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，其特征在于：所述壳体包括外壳体（8），上下开口；上端盖（7），安装于外壳体的上开口，在该上端盖的中部开设有用于安装进料总成的安装部，并且开设有与残液分离室（15）连通的二氧化氯气体排出管（14）；以及下端盖（10），安装于外壳体的下开口，在中部设置有用于安装动力轴的中心孔洞（9.6），并在该中心孔洞（9.6）外围设置有下凹的反应残液槽（9.4），该反应残液槽（9.4）外接有反应残液排出管（13）。3.根据权利要求1所述一种模拟超重力环境下制备二氧化氯装置，其特征在于：所述模拟超重力发生旋转床总成（9）包括驱动盘（3.1），下部与动力轴（12）连接；Ⅰ级反应转床（3.2），为网状，并安装于驱动盘上端，Ⅱ级反应转床（3.3），为网状，并安装于Ⅰ级...
【专利技术属性】
技术研发人员：何荣华，朱达全，吴伟成，李坤，
申请(专利权)人：四川鸿源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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