产生二氧化氯的系统和方法技术方案

一些用于产生二氧化氯的系统包含二氧化氯产生组合物，所述二氧化氯产生组合物包含碱性亚氯酸盐、酸、纤维素、超级吸收剂以及可任选的表面活性剂。本文所述的系统能够产生二氧化氯气体、二氧化氯溶液以及具有表面活性剂的二氧化氯溶液。所述用于产生二氧化氯的一些系统包括含有二氧化氯产生组合物的罐。所述罐包含至少一个多孔区域，所述多孔区域使得罐的外部与罐的内部流体连通。在一些实施方式中，所述多孔区域是网格，以约20目至约325目范围内的尺寸表征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及二氧化氯，本专利技术更具体地涉及用于产生含游离二氧化氯的气体和溶液的系统和方法。
技术介绍
二氧化氯(ClO2)是高度反应性黄绿色气体分子。其高度溶于水，ClO2用于各种应用中，例如用于纸浆漂白，作为杀细菌剂、杀病毒剂、杀藻剂、杀真菌剂、有效的抗微生物剂以及选择性氧化剂。即使在非常低的浓度和宽范围的pH下，二氧化氯仍是有效的抗微生物剂。 近年来,气态ClO2被成功地用于华盛顿特区被炭疽杆菌(B. anthracis)所污染的哈特参议院办公室大楼和布伦特伍德邮政分拣设施的区域净化。ClO2气体有效地降低了杆状菌在纸、塑料、环氧涂覆不锈钢以及木材表面上长孢子。二氧化氯特别适用于去除生物膜以及防止生物膜的形成，所述生物膜是包含在基质中的微生物的层(粘液层)。在表面上形成的生物膜与水发生接触，保护生长在其中的病原体免受杀生物剂浓缩物影响，原本所述杀生物剂如果自由地悬浮在水中会杀死或者抑制这些有机物。例如，生物膜为类似利斯特菌、大肠杆菌以及军团杆菌的有机物提供了安全的避难所。在生物膜中，这些有机物会繁殖到使得通过水的产品被不可避免地污染的水平。为此，二氧化氯被用于处理和防止饮用水设施和冷却塔中生物膜的形成。除了健康安全问题，去除和防止生物膜等同于较高的热交换效率，旋转设备(例如泵等)的较长使用寿命以及较低的维护成本。商业生产上通常从含亚氯酸盐的水溶液来制备二氧化氯。参见，例如美国专利第 5，009，875 号和厄尔曼化工百科全书(Ullmann，s Encyclopedia of IndustrialChemistry),第A6卷,第496-500页。使用各种试剂来产生或者释放二氧化氯。参见,例如美国专利第 2，309，457 号、第 2，043，284 号、第 4，019，983 号、第 4，013，761 号、第 4，806，215号、第 4，129，484 号、第 4，247，531 号、第 6，967，010 号、第 5，478，446 号、第 5，258，171 以及第 6，967，010 号。使用二氧化氯的一个明显的缺点是当气态浓度约为10体积％ 时，其具有爆炸性。因此，二氧化氯通常在使用时通过由专业技术人员操作的昂贵的产生器来制备。尽管二氧化氯在历史上曾用于大规模应用，但是近年来二氧化氯更多地用于小规模应用。因此，新二氧化氯技术的推力是以较小的量更安全地产生高质量的ClO2气体。美国专利第6，238，643号揭示了通过使金属亚氯酸盐与形成酸的组分反应来制备二氧化氯水溶液的方法。反应物非常稳定,在没有水时不会反应产生二氧化氯。在使用前，通过薄膜(例如，Tyvek 袋/囊袋)将反应物与液体水分离。该薄膜允许液体水和/或水蒸汽受控制地通过。当水穿过薄膜时产生了二氧化氯。产生的二氧化氯穿过薄膜进入到液体水中产生所需的水性二氧化氯溶液。该方法的一个主要缺点是当袋/囊袋放置在水中时，其产生ClO2的速率大于ClO2渗透出囊袋的速率。作为结果，囊袋扩张/膨胀，会导致囊袋内的高浓度Cio2气体，产生爆炸危害。美国专利第6，432，322号、第6，699，404号以及第7，182，883号揭示了用于快速并安全地产生高度转化二氧化氯溶液的片剂。这些片剂包含亚氯酸钠、干燥固体酸源、干燥剂和填充剂，例如氯化钙与氯化镁、以及二氯氰尿酸钠盐(NaDCC)。加入NaDCC以增加二氧化氯的产量。 片剂通常产生二氧化氯的速率通常高于薄膜装置，因为片剂没有薄膜来限制二氧化氯进入到溶液中。但是所得的ClO2的质量是有问题的，因为未转化的反应物与ClO2 —起存在。除此之外，对于许多应用，与产生的ClO2—起存在的NaDCC是不合乎希望的。但是没有NaDCC，则产生了较少的二氧化氯。美国专利第5，091，107号揭示了用于产生受控制量的二氧化氯的方法和装置，所述二氧化氯的浓度可有效地用作除臭剂或杀菌剂。将水性亚氯酸盐组合物例如水性亚氯酸钠以受控制的速率通过毛细管装置(例如，芯)与含酸或者其他能与亚氯酸盐反应形成二氧化氯的反应物的吸收板接触。美国专利第6，764，661号揭示了当放置在水中时，用于产生水性二氧化氯溶液的装置。该装置包含限定了隔室的薄膜壳。所述隔室包含一种或多种当与水接触时可以产生二氧化氯气体的干燥化学品(例如金属亚氯酸盐和酸)。芯延伸进入到隔室中用于吸收水并将水转移到隔室中，从而所述隔室中的化学品溶解于水中并产生二氧化氯。在一些实施方式中，装置包含填充有ClO2释放材料并具有芯的Tyvek 袋。但是如前所述，Tyvek袋具有与安全相关的限制，原因是会在袋中产生高浓度的气体，使所述袋膨胀，并产生爆炸危害。美国公开专利申请2009/0142235揭示了包含薄膜壳的灭菌剂产生装置。薄膜壳限制了至少两个隔室，每一个隔室包含至少一种干燥反应物，在装置与水或者环境湿气接触之后，所述干燥反应物可以反应并产生灭菌剂。每一个隔室设置有限定了装置壁的外薄膜，为干燥反应物提供了物理分隔的内薄膜以及芯。美国专利第5，974，810 号、第 6，077，495 号、第 6，294，108 号、第 7，220，367 号揭示了用于以受控制的释放方式产生二氧化氯气体的方法、组合物以及系统。根据所述专利，通过以下方式产生气体在水蒸汽和水(液体或气体)的存在下，将至少一种金属亚氯酸盐和与该金属亚氯酸盐反应的干燥固体亲水性材料结合，产生约0. 001至IOOOppm持续量的二氧化氯气体。通常，上述现有技术的装置和方法使用了薄膜，所述薄膜易受到水或者水蒸汽的过早活化。这导致了储藏期限的缩短，除非采取了充分的措施，例如提供空气气密密封箔来防止与环境湿气或者水发生接触。但是即使使用了所述密封，在储藏数个月之后，箔倾向于破裂并失去密封性。因此，仍需要具有长储藏期限的简单、方便和安全的系统与方法用于以高产量产生高质量的Cio2气体或溶液。
技术实现思路
本专利技术提供了用于，其避免了现有技术的一些缺点和成本问题。所述系统和方法使用了产生二氧化氯(“⑶G”)组合物。在一些实施方式中，⑶G组合物包含碱性亚氯酸盐、酸、纤维素、“超强吸收剂”以及可任选地表面活性剂。根据本专利技术的示例性实施方式，具有多孔区域的罐含有预混合干燥粉末形式的CDG组合物。罐的多孔区域允许溶剂的进入，所述溶剂例如，但不限于，水蒸汽/液体水、水蒸汽、湿润空气以及醇等。所述溶剂主要起了使得活性组分-碱(例如，-NaClO2)和酸结合在一起的作用。溶剂基本控制了产生二氧化氯的速率。优选的溶剂是水(液体或气体)。而对于有机溶剂通常优选提供质子的溶剂。溶剂不应该与碱性亚氯酸盐、酸反应物发生反应，也不与二氧化氯产物发生反应。所述超级吸收剂化合物(例如，高分子量聚丙烯酸盐、交联化羧甲基纤维素衍生物等)控制了溶剂接近活性组分。在缺少所述超级吸收剂化合物的情况下(或者，对于一些应用，缺少其他高度亲水性化合物例如，一些类型的纤维素的情况下)，CDG组合物是不稳定的；也就是说，立即产生了 C102。 罐的多孔区域还允许产生的ClO2气体或溶液离开罐。罐的孔隙率足以防止在罐中ClO2的累积。也就是说，二氧化氯离开罐的速率至少可以等于其在罐内产生的速率。此夕卜，罐中限定了多孔区域的小“开口”是足够小的，以保持本文档来自技高网...

【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：J·A·坦加拉吉，
申请(专利权)人：西帕卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：