二氧化氯产生系统与方法技术方案

本发明专利技术揭示了一个二氧化氯生成系统的多种实施例。典型的该系统包括一个具有反应器容积的反应器，硫酸和亚氯酸钠根据公式I被输送到反应器容积中，公式I：(C1)(F1)＝C2，其中F1＝向至少一个反应器输送亚氯酸钠的流量(体积/时间)，C1＝向反应器输送单位量的亚氯酸钠所产生的二氧化氯量；和C2＝二氧化氯输出(数量/时间)；以及其中所述反应器容积和F1使酸化剂和亚氯酸钠之间的接触时间在大约0.5分钟到大约30分钟范围之内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种新型ニ氧化氯生产装置或反应器、ー种由商品级或其它等级的原材料生产大量ニ氧化氯的新系统以及就地使用反应器的方法。
技术介绍
在小規模和大規模漂白、氧化与消毒作业中，使用各种氯产品。这些作业的范围从提供家庭漂白和消毒用弱次氯酸钠溶液(液体漂白溶液，约含5%次氯酸钠)到向废水处理厂的废液输送纯氯气。但是，使用纯氯气的ー个问题是，若发生泄漏和事故，纯氯气对作业人员具有很闻的韋性和危险。比运输然后在现场使用氯气更安全的ー种常用大規模水浄化方法是在现场生产ニ氧化氯。这种强氧化剂用于对饮用水处理厂和废水处理厂中的水流进行氧化，以进行消毒。作为ー种强氧化剂，ニ氧化氯能够对氧化势低于它的化合物进行氧化，因而能够消灭病毒、细菌和其它微生物。为了最大限度地提高其氧化和消毒效果，在水处理系统中，优选在沉淀槽或沉淀池之后添加ニ氧化氯。ニ氧化氯(ClO2 ;CASR η 10049_04_4)在室温下是ー种黄緑色气体，在明暗处稳定，但在光照下不稳定。如上所述，它被公认为是一种极强的灭菌剂、消毒剂和氧化剂。至于ニ氧化氯在商业用水、废水和水净化应用的法规准许方面， 在1967年，美国环境保护局(“ΕΡΑ”)首先注册了液态ニ氧化氯作为ー种消毒剂和灭菌剂。在1988年，EPA注册了ニ氧化氯气体作为ー种灭菌剂。ニ氧化氯通过阻断养分穿过细胞壁的输送而杀灭微生物。ニ氧化氯是ー种气体，在水中的溶解度很高，其气味类似于氯漂白剤。但是，不应把ニ氧化氯与氯气混淆。它们是两种不同的药剂，反应特性不同，并且产生几乎完全不同的副产物。ニ氧化氯(ClO2)具有以下优点。首先，ニ氧化氯通过氧化起作用，而不是通过氯气的氯化反应方式起作用。这实际上消除了有可能増加某些癌症危险的氯化有机化合物的形成。其次，如果在现场产生ニ氧化氯，就不需要在现场存储氯气和/或运输氯气。在市场上可以买到多种ニ氧化氯发生器。其中许多产品在其产生ニ氧化氯的过程中仍利用气态氯，这种方式虽然有效，但仍存在与氯气相关的风险管理问题。
技术实现思路
许多參考文献掲示了ニ氧化氯的生产方法。但是，这些參考文献未实现采用本专利技术的反应物和条件进行生产所能达到的可靠效果和一致性作业方式。考虑到氯气使用中固有的毒性和风险，需要开发ー种在氧化和消毒应用中更安全、更可靠地使用氯气的方法。考虑到已知的ニ氧化氯生产方法在使用エ业级或商品级原材料时对生产率有所高估且对副产物有所低估，需要开发ー种能够可靠、一致地利用エ业级和商品级反应物以足够高且经济性的生产率生产ニ氧化氯，并且最大限度地减少不受欢迎的副产物的方法。编号为20050244328的美国专利公告掲示了一种ニ氧化氯发生器和ニ氧化氯生产方法。本专利技术实施例的专利技术人提出了对ニ氧化氯产生的进ー步改善和改进。在下文中所述并提出权利要求的本专利技术通过提供一种氧化和消毒用ニ氧化氯气体生产反应室、系统和方法而改进了现有技木。如下所述，本专利技术通过直接满足上述需求而改进了现有技木。 本专利技术涉及ー种可用于由商品级和エ业级反应物高效生产ニ氧化氯气体的新型反应室。本专利技术还包括可用于向需要ニ氧化氯的液流添加ニ氧化氯的系统，在该系统中布置有多个添加点，对沿液流布置的多个点进行监视，从而在起始添加点之后的点补充ニ氧化氯。因此，本专利技术的ー个目的是通过反应室的新型设计改进现有的ニ氧化氯产生技术，在该反应室中，常用的商品级和エ业级反应物受控完全反应或几乎完全反应，从而实现很高的ニ氧化氯气体生产率。一个相关方面是实现采用单个反应室产生任意量的ニ氧化氯的能力，并且在该过程中，除了改变前体药剂在反应器中的体积或数量(流量)タト，无需改变任何东西。本专利技术的另一方面是实现一种能够达到很高的ニ氧化氯气体生产率的ニ氧化氯生产方法。本专利技术的另一方面是提供一种在ニ氧化氯的使用地点(水流或其它液流的消毒地点)附近生产ニ氧化氯的装置，以减少毒药逸散和对工人、环境和附近人员造成危害的危险。上文说明了一些与本专利技术的关系较密切的方面。应理解的是，这些方面仅用于说明本专利技术的一些较显著的特征和应用。以下的详细说明和实施例仅是示例性和说明性的，不构成对权利要求中限定的本专利技术的范围的任何限制。在全面阅读详细说明、掲示的实施例、以及所附的权利要求之后，本专利技术的这些和其它目的、特征和优点将变得更加明显。本领域的一般技术人员应理解，通过对所掲示的本专利技术进行修改，能够实现许多其它有益效果和应用。这些修改应属于所附权利要求限定的本专利技术的范围。附图说明图I显示了本专利技术中的ニ氧化氯系统的ー个实施例的概括示意图(非按比例绘制)。图2显示了包含两个ニ氧化氯反应器的ニ氧化氯加药系统的一个实施例。具体实施例方式本专利技术的ー个实施例涉及ー种具有作为ー个关键组件的反应室的ニ氧化氯产生系统，其中，该系统设计为通过不同反应物组合之间的反应以最佳方式生产ニ氧化氯气体。在本文的通篇掲示中所用的反应物、前体药剂、前体材料和原材料术语定义为指同一种东西，即，被送入反应室中进行反应从而形成一种或多种反应产物或反应的最终产品。在本专利技术中所用的管道具有其普通含义，而“流道”指流体从其中流过的管道和任何明槽。本专利技术的ニ氧化氯系统的典型实施例利用ー种酸性溶液和亚氯酸盐溶液生产ニ氧化氯。例如，在实施时，为了处理城市生活废水或混合废水水流，此系统利用原水泵向就地药剂反应器(又称反应室或发生器)供水(承载介质)。在系统上电时，承载水泵开始运转，废水流过被处理废液流的主废水输送管(管道、水槽等)。在具体实施例中，可从ニ氧化氯监控器获得输入数据，并且流量开关指示系统控制器驱动加药泵。加药泵从相应的储罐抽吸各种药剂溶液，并把它们输送到药剂反应器。在更具体的实施例中，此反应器布置在受原水泵输送的水流的影响的位置。这可作为ー种安全功能，以保证ニ氧化氯直接进入溶液中，防止发生任何潜在的爆炸性条件。视具体情况可在原水供给管线上布置ー个流量开关，用于中断药剂的供给，从而在发生承载水断供时停止ニ氧化氯的产生。在更具体的实施例中，每条加药管线配有与其它液流的流量开关串联的流量开关，以便在一条液流中断时停止所有液流。 在ー个具体实施例中，该系统包含向目标含水源输送ニ氧化氯(加药)从而实现目标源的目标ニ氧化氯浓度的反应器。目标含水源的例子包括但不仅限于饮用水源和非饮用水源、管沟污泥、游泳池、喷泉或其它含水的储池。通常，该系统通过承载液流的输送管向目标源加药。在ー个更具体的实施例中，基于液流的流量、反应器的已知容积和向反应器输送的反应物的流量来调节ニ氧化氯向目标源的输送，从而使反应器中反应物之间的接触时间为O. 5-30分钟。根据ー个实例，目标浓度基于以下公式实现 公式I (C1) (F1) = C2 其中 F1 =向至少ー个反应器输送亚氯酸钠的流量(体积/时间)， C1 =向反应器输送単位量的亚氯酸钠所产生的ニ氧化氯量；以及 C2 = ニ氧化氯输出(数量/时间)。基于上述公式，只要反应器的容积和流量能够使反应物的接触时间保持在O. 5-30分钟之间，就可通过改变F1来调节输出。通常，目标接触时间在大约I分钟和大约20分钟之间。在ー个更具体的实施例中，目标接触时间是I. 5分钟到20分钟。反应器的容积还影响ニ氧化氯产生系统的最大输出。亦即，当流量处于满足最低所需接触时间(或“反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·P·缪萨瑞，
申请(专利权)人：BCR环境公司，
类型：发明
国别省市：