BR112019018634B1

BR112019018634B1 - Métodos de produção de dióxido de cloro e de tratamento de água de processo, e, reator

Info

Publication number: BR112019018634B1
Application number: BR112019018634-4A
Authority: BR
Inventors: Kun Xiong; Felice DiMascio; Nicholas Ryan Denny; Shawn Dalke
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2023-11-21
Also published as: US11130677B2; EP3601157A1; ES2883924T3; WO2018175732A1; MX2019011331A; PL3601157T3; EP3601157B9; BR112019018634A2; UY37637A; US20180273381A1; CN110392667B; EP3601157B1; TW201910257A; TWI792727B; TWI751311B; TW202212249A; CN110392667A

Abstract

A presente revelação refere-se geralmente à produção de dióxido de cloreto. Um reator de dióxido de cloro, métodos para produzir dióxido de cloro e tratamento de sistemas aquosos são divulgados. O reator pode incluir um dispositivo de mistura (20), uma primeira linha de alimentação (11) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma segunda linha de alimentação (12) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura. O reator (21) inclui uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura (20) e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz (24). O dispositivo de mistura (20), o reator (21), uma porção da primeira linha de alimentação (11) e uma porção da segunda linha de alimentação (12) podem ser posicionados dentro da linha de água motriz (24).

Description

ANTECEDENTES 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente revelação refere-se geralmente à produção de dióxido de cloro. Mais particularmente, a revelação refere-se a um reator de dióxido de cloro e a métodos de produção de dióxido de cloro e tratamento de sistemas aquosos.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Com o declínio do cloro gasoso como microbicida, várias alternativas foram exploradas; incluindo alvejante, alvejante com brometo, bromo-cloro dimetil-hidantoína, ozônio e dióxido de cloro (ClO2). Destes, o dióxido de cloro gerou um grande interesse para o controle do crescimento microbiológico em várias indústrias diferentes, incluindo a indústria de laticínios, a indústria de bebidas, a indústria de celulose e papel, as indústrias de processamento de frutas e vegetais, várias fábricas de conservas, a indústria avícola, a indústria de processamento de carne bovina e diversas outras aplicações de processamento de alimentos. O dióxido de cloro também está vendo o aumento do uso em instalações urbanas de tratamento de água potável e em instalações de tratamento de resíduos industriais, devido à sua seletividade para resíduos específicos ambientalmente prejudiciais, incluindo fenóis, sulfetos, cianetos, tiossulfatos e mercaptanos. Além disso, o dióxido de cloro está sendo usado na indústria de petróleo e gás para aplicações de poços como um aditivo de aprimoramento de estimulação de poço.

[003] Ao contrário do cloro, o dióxido de cloro permanece um gás quando dissolvido em soluções aquosas e não ioniza para formar ácidos fracos. Esta propriedade é pelo menos parcialmente responsável pela eficácia biocida do dióxido de cloro em uma ampla faixa de pH. Além disso, o dióxido de cloro é um microbiocida altamente eficaz em concentrações tão baixas quanto 0,1 partes por milhão (ppm) em uma ampla faixa de pH.

[004] Acredita-se que a atividade biocida do dióxido de cloro seja devido à sua capacidade de penetrar nas paredes celulares bacterianas e reagir com os aminoácidos essenciais dentro do citoplasma da célula para interromper o metabolismo celular. Este mecanismo é mais eficiente do que outros oxidantes que “queimam” em contato e é altamente eficaz contra a legionella, cistos de algas e amebal, cistos de giárdia, coliformes, salmonella, shigella e cryptosporidium.

[005] Infelizmente, o dióxido de cloro em solução é instável com uma vida útil extremamente curta e, portanto, não está comercialmente disponível. As soluções de dióxido de cloro devem ser tipicamente geradas no seu ponto de uso tal como, por exemplo, por uma reação entre um clorato de metal ou clorito de metal em solução aquosa e um ácido forte de fase líquida. No entanto, o uso de ácidos fortes de fase líquida apresenta problemas de manuseio e preocupações com segurança.

[006] A produção de dióxido de cloro usando clorato, peróxido de hidrogênio e ácido gera calor e pode resultar na decomposição inadvertida do dióxido de cloro se a temperatura não for controlada adequadamente.

BREVE SUMÁRIO

[007] Em algumas modalidades, é divulgado um método de produção de dióxido de cloro. O método pode incluir alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação para dentro de um dispositivo de mistura; alimentar uma segunda solução contendo clorito através de uma segunda linha de alimentação no dispositivo de mistura; misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura para formar uma mistura de reação; alimentar a mistura de reação no reator; fazer reagir o ácido e o clorito no reator, em que o reator compreende uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz; e misturar dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz na porção distal do reator. O dispositivo de mistura está em comunicação de fluido com um reator, e o dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação são posicionados dentro da linha de água motriz.

[008] Em algumas modalidades, o ácido é ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido hipocloroso ou qualquer combinação destes.

[009] Em outras modalidades, é divulgado um método de produção de dióxido de cloro. O método pode incluir alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação para dentro de um dispositivo de mistura; alimentar uma segunda solução compreendendo clorato e peróxido de hidrogênio através de uma segunda linha de alimentação no dispositivo de mistura; misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura para formar uma mistura de reação, em que o dispositivo de mistura está em comunicação de fluido com um reator; alimentar a mistura de reação no reator; reagir o ácido, o clorato e o peróxido de hidrogênio no reator, em que o reator compreende uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz, em que o dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação estão posicionadas dentro da linha de água motriz; e misturar dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz na porção distal do reator.

[0010] Em algumas modalidades, o ácido é ácido sulfúrico.

[0011] Em outras modalidades, é descrito um método de tratamento da água do processo. O método pode incluir a produção de diácido de cloro como aqui descrito e a injeção do diácido de cloro e da água motriz na água de processamento.

[0012] Em algumas modalidades, a linha de água motriz inclui pelo menos dois canais longitudinais através dos quais a água motriz pode fluir.

[0013] Em algumas modalidades, a mistura de reação tem um tempo de permanência no reator de pelo menos cerca de 0,1 minuto, e uma velocidade precursora de pelo menos cerca de 25 cm/min, em que a velocidade precursora é uma velocidade da primeira e da segunda soluções.

[0014] Em algumas modalidades, os métodos aqui descritos podem incluir o arrefecimento do dispositivo de mistura e do reator com a água motriz.

[0015] Em algumas modalidades, os métodos aqui descritos podem incluir a produção do dióxido de cloro a uma taxa que varia de cerca de 0,00045 quilos (0,001 lb)/hora a cerca de 9,07 (20 lb)/hora.

[0016] Em algumas modalidades, os métodos aqui descritos podem incluir o funcionamento do reator a uma temperatura variando entre cerca de 2 °C e cerca de 80 °C.

[0017] Em algumas modalidades, o método pode incluir a determinação de uma demanda de dióxido de cloro na água do processo usando medições selecionadas de um sensor de dióxido de cloro, um potencial de oxidação e redução, um fluxímetro, uma medição microbiológica e qualquer combinação destes.

[0018] Em algumas modalidades, uma torre de resfriamento compreende a água do processo.

[0019] Em outras modalidades, divulgado um reator para a produção de dióxido de cloro. O reator pode incluir um dispositivo de mistura; uma primeira linha de alimentação em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura; uma segunda linha de alimentação em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura; um reator compreendendo uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz; em que o dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação estão posicionados dentro da linha de água motriz.

[0020] Em algumas modalidades, o reator inclui uma configuração bobinada tendo um ângulo plano da bobina de cerca de 1 grau a cerca de 60 graus.

[0021] Em algumas modalidades, a primeira linha de alimentação e a segunda linha de alimentação são opostas e direcionadas umas contra as outras.

[0022] Em algumas modalidades, o reator inclui pelo menos uma zona de contato, em que a zona de contato compreende um diâmetro interno pelo menos duas vezes maior do que um diâmetro interno do reator.

[0023] Em algumas modalidades, o reator é operado a uma pressão aproximadamente igual ou maior que a pressão atmosférica. A pressão atmosférica inclui pressões que variam de cerca de 101,3 kPa a cerca de 33,7 kPa. Em algumas modalidades, o reator é operado a uma pressão de cerca de 101,3 kPa.

[0024] O exposto acima delineou bastante amplamente as características e as vantagens técnicas da presente revelação a fim de que a seguinte descrição detalhada possa ser mais bem entendida. Características e vantagens adicionais da revelação serão descritas doravante, as quais formam o objeto das reivindicações deste pedido. Deve-se observar, por aqueles versados na técnica, que a concepção e as modalidades específicas reveladas podem ser prontamente usadas como uma base para modificar ou projetar outras modalidades para realizar os mesmos propósitos da presente revelação. Deve-se observar, também, por aqueles versados na técnica, que essas modalidades equivalentes não se afastam da essência e do escopo da revelação, como estabelecidos nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

[0025] Doravante, será fornecida uma descrição detalhada da invenção na qual é feita referência específica aos desenhos nos quais: A Figura 1 mostra um diagrama conceitual de uma modalidade de um método para tratar a água da torre de arrefecimento através da geração de dióxido de cloro no local; A Figura 2 mostra uma modalidade de um misturador e reator de dióxido de cloro; A Figura 3 mostra uma modalidade de um misturador e reator de dióxido de cloro; A Figura 4 mostra uma vista em corte transversal de uma modalidade de um misturador e reator de dióxido de cloro; A Figura 5 mostra uma modalidade de um reator bobinado; A Figura 6 mostra uma vista em corte de uma modalidade da linha de água motriz e do reator; e A Figura 7 mostra um diagrama conceitual de uma modalidade de um método de tratamento de água de torre de arrefecimento e outros alvos através da geração de dióxido de cloro no local.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] Várias modalidades são descritas abaixo com referência aos desenhos nos quais elementos semelhantes são geralmente referidos por números semelhantes. A relação e o funcionamento dos vários elementos das modalidades podem ser mais bem compreendidos por referência à seguinte descrição detalhada. Contudo, as modalidades não estão limitadas àquelas ilustradas nos desenhos. Deve ser entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala e, em certos casos, podem ter sido omitidos detalhes que não são necessários para uma compreensão das modalidades aqui divulgadas, tais como, por exemplo, fabricação e montagem convencionais.

[0027] Tradicionalmente, um edutor retira a solução de dióxido de cloro do reator usando pressão reduzida. A pressão reduzida é produzida alimentando a água motriz através do edutor; entretanto, a qualidade e a quantidade da água motriz devem ser cuidadosamente controladas para evitar produzir pressões variáveis. Pressões variadas podem levar a ineficiências na produção de dióxido de cloro.

[0028] Em algumas modalidades da presente revelação, é divulgado um método para o tratamento de água de processo. O método pode incluir alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação em um dispositivo de mistura e alimentar uma segunda solução compreendendo clorato e peróxido de hidrogênio através de uma segunda linha de alimentação no dispositivo de mistura. A primeira e segunda soluções podem então ser misturadas no dispositivo de mistura para formar uma mistura de reação. Um reator pode estar em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura. Após a mistura, a mistura de reação pode ser alimentada ao reator. O ácido, clorato e peróxido de hidrogênio podem reagir no reator, produzindo dióxido de cloro. O reator pode incluir uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz. O dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação podem ser posicionados dentro da linha de água motriz. À medida que a mistura de reação sai do reator, a mistura de reação pode se misturar com água motriz na linha de água motriz na porção distal do reator. O dióxido de cloro misto e a água motriz podem ser injetados na água do processo.

[0029] Em algumas modalidades, a primeira solução pode consistir em ou compreender ácido sulfúrico e água, em que a concentração de ácido sulfúrico varia de cerca de 50% em peso a cerca de 98% em peso. A concentração de ácido sulfúrico na primeira solução pode ser de cerca de 78%. Em algumas modalidades, a segunda solução pode compreender ou consistir em clorato, peróxido de hidrogênio e água. A segunda solução pode compreender uma concentração de clorato que está na faixa de cerca de 25% em peso a cerca de 60% em peso. A concentração de clorato na segunda solução pode ser de cerca de 40% em peso. A concentração de peróxido de hidrogênio na segunda solução pode estar no intervalo de cerca de 2% em peso a cerca de 30% em peso. A concentração de peróxido de hidrogênio na segunda solução pode ser de cerca de 8% em peso. Em algumas modalidades, o ácido pode ser ácido sulfúrico e o clorato pode ser clorato de sódio.

[0030] Em algumas modalidades, a primeira solução pode consistir em ou compreender ácido clorídrico e água, em que a concentração de ácido clorídrico varia de cerca de 5% em peso a cerca de 38% em peso. A concentração de ácido clorídrico na primeira solução pode ser de cerca de 37%. Em algumas modalidades, a segunda solução pode consistir ou compreender um clorito e água. A segunda solução pode ter uma concentração de clorito que varia de cerca de 5% em peso a cerca de 60% em peso. A concentração de clorito na segunda solução pode ser de cerca de 25% em peso. Em algumas modalidades, o clorito pode ser clorito de sódio.

[0031] Em certas modalidades, pelo menos duas linhas de alimentação transportam produtos químicos precursores para o dispositivo de mistura. Os precursores podem incluir a primeira e a segunda soluções. Em outras modalidades, uma terceira linha de alimentação pode alimentar água ou outros produtos químicos para o dispositivo de mistura. Em algumas modalidades, as linhas de alimentação para o dispositivo de mistura podem consistir de uma primeira linha de alimentação e uma segunda linha de alimentação.

[0032] Em outras modalidades, o método pode ainda incluir a etapa de arrefecimento do dispositivo de mistura e do reator com a água motriz. A água motriz que passa através da linha de água motriz pode servir para controlar a temperatura das soluções nas linhas de alimentação e a temperatura da mistura de reação.

[0033] Em algumas modalidades, o reator pode compreender uma configuração bobinada, que pode aumentar ainda mais a mistura e melhorar a mistura. O reator que tem uma configuração bobinada pode incluir um ângulo de plano de bobina em um intervalo de cerca de 1 a cerca de 60 graus. Em algumas modalidades, o ângulo do plano da bobina pode ser de cerca de 5 a cerca de 30 graus. O reator com uma configuração bobinada pode incluir um diâmetro da bobina. O diâmetro da bobina pode ser em uma faixa desde cerca de 0,25 a cerca de 40,64 cm (cerca de 0,1 a cerca de 16,0 polegadas), cerca de 2,54 a cerca de 40,64 cm (cerca de 1 polegada e cerca de 16 polegadas), cerca de 5,08 a cerca de 40,64 cm (cerca de 2 polegadas a cerca de 16 polegadas), cerca de 5,08 cm a cerca de 25,4 cm (cerca de 2 polegadas a cerca de 10 polegadas) ou cerca de 5,08 cm a cerca de 10,16 cm (cerca de 2 polegadas a cerca de 4 polegadas).

[0034] Em algumas modalidades, a linha de água motriz pode compreender pelo menos dois canais. Os canais podem ser longitudinais. Em algumas modalidades, a linha de água motriz pode ser um tubo de contenção dupla. A linha de água motriz pode ter um canal interno e um canal externo através do qual a água motriz pode fluir, e o reator pode ser posicionado dentro do canal interno. A vazão de água motriz no canal externo pode ser diferente da vazão da água motriz no canal interno. A vazão de água motriz no canal interno pode ser tal que a temperatura da mistura de reação seja controlada dentro de um determinado intervalo. A temperatura da mistura de reação pode ser cerca de 2 °C a cerca de 80 °C, cerca de 2 °C a cerca de 70 °C, cerca de 35 °C a cerca de 70 °C, cerca de 40 °C a cerca de 70 °C ou cerca de 50 °C a cerca de 70 °C. A temperatura da mistura de reação pode ser de cerca de 60 °C. A temperatura da água motriz no canal externo pode ser diferente da temperatura da água motriz no canal interno. O canal externo pode conter água motriz com uma vazão suficiente para diluir o diácido de cloro para uma concentração segura, tal como menos de cerca de 3.000 ppm, menos de cerca de 2.000 ppm, menos de cerca de 1.500 ppm, menos de cerca de 1.000, menos de cerca de 750 ppm, inferior a cerca de 500 ppm, inferior a cerca de 250 ppm, inferior a cerca de 100 ppm ou inferior a cerca de 50 ppm.

[0035] Em algumas modalidades, a primeira linha de alimentação e a segunda linha de alimentação podem estar opostas e direcionadas umas contra as outras. Nesta configuração, as soluções alimentadas pela primeira e segunda linhas de alimentação podem colidir e misturar.

[0036] Em algumas modalidades, o reator pode incluir pelo menos uma zona de contato. Em algumas modalidades, o reator pode incluir pelo menos duas, três, quatro ou mais zonas de contato. Em outras modalidades, a zona de contato pode compreender um diâmetro interno pelo menos cerca de duas vezes maior que um diâmetro interno do reator. Em algumas modalidades, a zona de contato pode compreender um diâmetro interno pelo menos cerca de três, quatro ou cinco vezes maior do que um diâmetro interno do reator.

[0037] Em algumas modalidades, o ácido, o clorato e o peróxido de hidrogênio podem formar uma mistura de reação no dispositivo de mistura. A primeira e segunda soluções podem combinar para formar a mistura de reação. Pelo menos uma vantagem de usar uma solução de clorato e peróxido de hidrogênio para reagir com uma solução ácida é que nenhum gás cloro é produzido. A ausência de cloro gasoso proporciona um processo mais seguro e econômico.

[0038] Em certas modalidades, a mistura de reação pode ter um tempo de permanência no reator de pelo menos cerca de 0,1 minuto. Em algumas modalidades, a mistura de reação pode ter um tempo de permanência no reator de pelo menos cerca de 1 minuto. Em outras modalidades, a mistura de reação pode residir no reator durante pelo menos cerca de 3 minutos, pelo menos cerca de 4 minutos, pelo menos cerca de 5 minutos, pelo menos cerca de 6 minutos, pelo menos cerca de 7 minutos, pelo menos cerca de 8 minutos, menos cerca de 9 minutos, ou pelo menos cerca de 10 minutos. Em algumas modalidades, a mistura de reação pode ter um tempo de permanência no reator de cerca de 3,8 minutos. O tempo de permanência pode ser calculado dividindo-se o volume total do reator pela taxa de vazão total do precursor.

[0039] Em algumas modalidades, os precursores (ácido e clorato/peróxido de hidrogênio ou clorito) podem ser introduzidos no dispositivo de mistura a uma velocidade de fluxo de cerca de 25 cm/minuto. Em algumas modalidades, os precursores podem ser introduzidos no dispositivo de mistura a uma velocidade de fluxo na faixa de cerca de 20 cm/minuto a cerca de 200 cm/minuto, cerca de 20 cm/minuto a cerca de 65 cm/minuto, ou cerca de 20 cm/minuto a cerca de 50 cm/minuto. Em algumas modalidades, a velocidade do precursor pode ser de cerca de 25 cm/minuto, cerca de 50 cm/minuto ou cerca de 65 cm/min. A velocidade do precursor pode ser calculada dividindo a vazão total do precursor pela área da seção transversal do reator.

[0040] Em outras modalidades, o reator pode ser operado a uma pressão aproximadamente igual ou maior que a pressão atmosférica.

[0041] Em algumas modalidades, o método pode incluir a retirada de dióxido de cloro utilizando um edutor. Em algumas modalidades, os métodos divulgados não utilizam um edutor para retirar o dióxido de cloro do reator. Em algumas modalidades, o reator não compreende um educador.

[0042] Em algumas modalidades, o método pode incluir o funcionamento do reator a uma temperatura na faixa de cerca de 2 °C a cerca de 80 °C. Em algumas modalidades, o método pode incluir o funcionamento do reator a uma temperatura de cerca de 60 °C.

[0043] Em algumas modalidades, a temperatura da água motriz pode estar na faixa de cerca de 2 °C a cerca de 80 °C. A temperatura da água motriz pode estar na faixa de cerca de 15 °C a cerca de 70 °C, cerca de 30 °C a cerca de 70 °C, cerca de 40 °C a cerca de 70 °C, cerca de 40 °C a cerca de 60 °C, ou cerca de 50 °C a cerca de 70 °C.

[0044] Em algumas modalidades, o método pode incluir a determinação de uma demanda de dióxido de cloro na água do processo usando medições de um sensor, como um sensor de dióxido de cloro, um potencial de oxidação e redução, um fluxímetro, uma medição microbiológica ou qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, o dióxido de cloro pode ser adicionado à água de processo em uma torre de arrefecimento.

[0045] Em algumas modalidades, o dióxido de cloro pode ser adicionado a um sistema aquoso. A presente revelação não está limitada à adição de dióxido de cloro para processar água em torres de arrefecimento.

[0046] Em algumas modalidades, o método pode incluir um sistema de controle de processo incluindo um Controlador Lógico Programável (PLC), um analisador de dióxido de cloro, um transmissor de pressão (PT) e um transmissor de fluxo (FT), controla as bombas de alimentação dos produtos químicos para o reator e para a água motriz.

[0047] Em algumas modalidades, o método pode incluir um sistema de distribuição. O sistema de distribuição pode incluir pelo menos dois pontos de dosagem controlados independentemente. O sistema de distribuição pode incluir, por exemplo, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 pontos de dosagem controlados independentemente. Quando os diferentes pontos de ajuste da produção de ClO2 são inseridos no controlador, o PLC calcula e ajusta automaticamente a produção necessária do reator de dióxido de cloro. Um sistema de distribuição pode permitir que a solução de dióxido de cloro seja distribuída para vários pontos diretamente do reator de dióxido de cloro de descarga, evitando assim um sistema de tanque de armazenamento. O sistema de distribuição pode incorporar uma bomba de solução ClO2 e fluxímetros e válvulas de controle para gerenciar a distribuição entre vários pontos de dosagem.

[0048] Os fluxímetros que podem ser utilizados com os métodos divulgados podem ser qualquer fluxímetro adequado, tal como, mas não limitado a, fluxímetros de aperto ou de impulso. Os fluxímetros baseados em pulso detectam a energia cinética do fluido circulante usando sensores óticos ou magnéticos e convertendo-os em energia elétrica na forma de pulsos digitais. A vazão pode ser determinada medindo os períodos dos impulsos.

[0049] As bombas usadas para alimentar a primeira e segunda soluções podem estar em comunicação com o PLC. O PLC também pode estar em comunicação com qualquer bomba colocada em uma linha de alimentação de produto.

[0050] Em algumas modalidades, o reator pode estar em comunicação de fluido com pelo menos uma linha de alimentação de produto. As bombas podem ser colocadas em cada uma das linhas de alimentação do produto, ou em algumas modalidades, várias linhas de alimentação do produto podem compartilhar uma única bomba.

[0051] Em algumas modalidades, qualquer um dos métodos aqui descritos pode incluir a determinação de uma vazão da primeira solução na primeira linha de alimentação, uma vazão da segunda solução na segunda linha de alimentação, uma vazão de uma solução de dióxido de cloro em uma linha de alimentação de produto, ou uma vazão da água motriz na linha de água motriz.

[0052] Em algumas modalidades, a vazão de quaisquer soluções a alimentar o reator pode ser determinada utilizando pelo menos dois fluxímetros que determinam a vazão baseado em princípios diferentes para assegurar que uma quantidade exata de produto químico precursor seja alimentada ao reator.

[0053] Em algumas modalidades, qualquer um dos métodos aqui descritos pode incluir a detecção de uma pressão do reator. Em algumas modalidades, as linhas de alimentação do produto podem ser equipadas com uma válvula de retenção, fluxímetro e bomba de alimentação.

[0054] Em certas modalidades, qualquer um dos métodos aqui divulgados pode incluir o cálculo de uma dose de dióxido de cloro. A dose de dióxido de cloro pode ser calculada utilizando as vazões da primeira solução, segunda solução, água motriz, solução de dióxido de cloro nas linhas de alimentação do produto e a concentração de dióxido de cloro. Por exemplo, a concentração de dióxido de cloro na linha principal pode ser calculada usando a fórmula: Taxa de Linha de Produto Principal = (Fp + Fa + Fw - Flinha de produto) *CClO2 onde Fp é a vazão de peróxido de hidrogênio e clorato, Fa é a vazão do ácido, Fw é a vazão da água motriz, Flinha de produto é a soma das vazões em qualquer linha de alimentação do produto conectada à linha principal e CClO2 é a concentração de dióxido de cloro.

[0055] Vários alarmes e configurações à prova de falhas podem ser definidos usando o PLC. Por exemplo, os problemas da bomba podem ser detectados monitorando-se o diferencial entre as leituras do fluxímetro e os cálculos da taxa de bombeamento. Algumas proteções contra falha podem incluir válvulas de alívio de pressão no reator ou nas linhas de alimentação do produto. Qualquer uma das linhas de alimentação pode ter um sensor de pressão que comunica as leituras ao dispositivo de controle principal. A título de exemplo, o dispositivo de controle principal pode incluir um PLC e um módulo Adam AI/AO (entrada analógica/saída analógica). Se o reator estiver alojado em um gabinete, o gabinete pode ter sensores de detecção de vazamento e uma trava de porta do gabinete.

[0056] Em outras modalidades da presente revelação, é proporcionado um método para produzir dióxido de cloro. O método pode incluir alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação em um dispositivo de mistura e alimentar uma segunda solução compreendendo clorato e peróxido de hidrogênio através de uma segunda linha de alimentação no dispositivo de mistura. O método pode incluir misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura. O dispositivo de mistura pode ser conectado a um reator. Após a mistura, a primeira solução e a segunda solução podem ser alimentadas ao reator, onde o ácido, o clorato e o peróxido de hidrogênio reagem para formar o dióxido de cloro. O reator pode incluir uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz. O dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação podem ser posicionados dentro da linha de água motriz. O método pode incluir misturar o dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz na porção distal do reator.

[0057] Em outras modalidades, é fornecido um método de produção de dióxido de cloro. O método pode incluir a alimentação de uma primeira solução, tal como um ácido, através de uma primeira linha de alimentação para um dispositivo de mistura. Uma segunda solução, como clorito, pode ser alimentada através de uma segunda linha de alimentação no dispositivo de mistura. O dispositivo de mistura pode estar em comunicação de fluido com um reator. O método inclui misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura para formar uma mistura de reação. A mistura de reação pode ser alimentada ao reator onde o ácido e o clorito reagem. O reator inclui uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz. O dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação são posicionados dentro da linha de água motriz. O método inclui a mistura de dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz na porção distal do reator. Em algumas modalidades, o ácido pode ser ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido hipocloroso ou qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, o ácido pode ser ácido clorídrico.

[0058] Em outras modalidades da presente revelação, é proporcionado um reator para a produção de dióxido de cloro. O reator pode incluir um dispositivo de mistura, uma primeira linha de alimentação em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma segunda linha de alimentação em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura. O reator pode incluir uma porção proximal em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal em comunicação de fluido com uma linha de água motriz. O dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação podem ser posicionados dentro da linha de água motriz.

[0059] Em algumas modalidades, o diâmetro da linha de água motriz pode ser maior do que o diâmetro do reator e da primeira e segunda linhas de alimentação, de tal modo que o reator e as linhas de alimentação possam ser posicionados no lúmen da linha de água motriz.

[0060] Em algumas modalidades, a primeira linha de alimentação e a segunda linha de alimentação podem ser opostas e direcionadas uma contra a outra como em uma configuração em “T”, ver, por exemplo, a orientação dos componentes correspondentes aos números de referência 11 e 12 na Figura 4.

[0061] Em certas modalidades, o reator pode incluir pelo menos uma zona de contato. A zona de contato pode incluir um diâmetro interno pelo menos duas vezes maior que um diâmetro interno do reator. À medida que a mistura de reação flui através do reator, a mesma pode atingir uma zona de contato onde a mistura de reação pode misturar adicionalmente. A saída da zona de contato pode estreitar para o diâmetro do reator.

[0062] Em algumas modalidades, o reator pode ter um comprimento em uma faixa de cerca de 63,5 cm a cerca de 762 cm (cerca de 25 polegadas a cerca de 300 polegadas). Em algumas modalidades, o reator pode ter um comprimento em uma faixa de cerca de 76,2 cm a cerca de 228,6 cm (cerca de 30 polegadas a cerca de 90 polegadas), cerca de 76,2 cm a cerca de 203,2 cm (cerca de 30 polegadas a cerca de 80 polegadas), cerca de 76,2 cm a cerca de 177,8 cm (cerca de 30 polegadas a cerca de 70 polegadas), cerca de 76,2 cm a cerca de 152,4 cm (cerca de 30 polegadas a cerca de 60 polegadas), cerca de 76,2 cm a cerca de 127 cm (cerca de 30 a cerca de 50 polegadas), cerca de 101,6 cm a cerca de 228,6 cm (cerca de 40 polegadas a cerca de 90 polegadas), cerca de 101,6 cm a cerca de 203,2 cm (cerca de 40 polegadas a cerca de 80 polegadas), cerca de 88,9 cm a cerca de 114,3 cm (cerca de 35 polegadas a cerca de 45 polegadas), ou cerca de 88,9 cm a cerca de 152,4 cm (cerca de 35 polegadas a cerca de 60 polegadas). Em outras modalidades, o reator pode ter cerca de 101,6 cm (40 polegadas) de comprimento.

[0063] O reator pode ser posicionado horizontalmente, verticalmente ou em qualquer ângulo entre esses. Em algumas modalidades, o reator pode ser posicionado verticalmente. Em modalidades em que o reator é um reator bobinado, o reator pode espiralar para cima.

[0064] Em algumas modalidades, o reator pode ter um diâmetro interno em uma faixa de cerca de 0,254 cm a cerca de 10,16 cm (0,1 polegadas a cerca de 4 polegadas). Em algumas modalidades, o reator pode ter um diâmetro interno em uma faixa de cerca de 2,54 cm a cerca de 3,175 cm (1 polegada a cerca de 1,25 polegadas), ou cerca de 0,635 a cerca de 3,175 cm (cerca de 0,25 polegadas a cerca de 1,25 polegadas). Em algumas modalidades, o reator pode ter um diâmetro interno de cerca de 0,635 cm (0,25 polegadas), cerca de 5,08 cm (2 polegadas), cerca de 7,62cm (cerca de 3 polegadas), ou cerca de 10,16 cm (cerca de 4 polegadas). Em outras modalidades, o reator pode ter um diâmetro interno de cerca de 3,175 cm (1,25 polegadas), cerca de 2,54 cm cerca de (1 polegada), cerca de 1,90 cm (0,75 polegadas), cerca de 0,95 cm (0,375 polegadas), ou cerca de 0,47625 cm (0,1875 polegadas).

[0065] Em algumas modalidades, o dióxido de cloro pode ser produzido a uma taxa na faixa de cerca de 0,0004 kg (0,001 lb)/hora a cerca de 9,07 kg (20 lb)/hora. Em algumas modalidades, o dióxido de cloro pode ser produzido a uma taxa na faixa de cerca de 0,009 kg (0,02 lb)/hora a cerca de 6,8 kg (15 lb)/hora. Em algumas modalidades, o dióxido de cloro pode ser produzido a uma taxa na faixa de cerca de 2,26 kg (5 lb)/hora a cerca de 6,8 kg (15 lb)/hora. Como o dióxido de cloro é produzido a uma taxa maior, um reator de diâmetro maior pode ser usado para assegurar que o tempo de permanência no reator seja de pelo menos cerca de 3 minutos. Em algumas modalidades, o tempo de permanência no reator pode ser de pelo menos cerca de 2 minutos.

[0066] Referindo-se às Figuras, a Figura 1 mostra um diagrama conceitual de certas modalidades para um método de tratamento da água da torre de resfriamento no local. Os produtos químicos precursores podem ser armazenados em um tanque 10 no local a partir do qual os produtos químicos podem ser alimentados através da primeira linha de alimentação 11 e da segunda linha de alimentação 12 em um misturador e reator de dióxido de cloro 15. A água pode ser alimentada no misturador para diluir os precursores químicos que são alimentados no misturador e reator de dióxido de cloro 15. A água pode ser alimentada ao misturador e reator 15 através de uma linha de alimentação motriz 14. Uma linha de água 13 pode fornecer água para a linha de água motriz 14 e/ou pode fornecer água para diluir o ácido antes ou depois de entrar no misturador. O dióxido de cloro pode ser injetado na água de processo 16 que pode ser alimentada em uma torre de resfriamento 19. Uma bomba 17 pode alimentar a água de processo 16 através de um permutador de calor 18.

[0067] A Figura 2 e a Figura 3 mostram uma visão mais próxima de algumas modalidades do misturador e reator de dióxido de cloro 15. A primeira linha de alimentação 11 e a segunda linha de alimentação 12 podem introduzir produtos químicos precursores no dispositivo de mistura 20. Em algumas modalidades, uma linha de água 13 pode alimentar água no dispositivo de mistura 20. Uma linha de alimentação motriz 14 pode fornecer água para a linha de água motriz 24. Em algumas modalidades, a água na linha de água motriz 24 pode arrefecer o reator 21. Em outras modalidades, a água na linha de água motriz 24 dilui-se e mistura-se com o diácido de cloro na porção distal do reator 23. A parte proximal do reator 22 pode ser ligada ao dispositivo de mistura 20. O fluido no dispositivo de mistura 20 pode fluir para fora do dispositivo de mistura 20 e para dentro do reator 21. Em algumas modalidades, o reator 21 pode estar em uma configuração bobinada. Em algumas modalidades, uma linha de alimentação de dióxido de cloro 25 transporta o dióxido de cloro misturado com água motriz para a água do processo. Algumas modalidades podem incluir pelo menos uma zona de contato 30 (consulte a Figura 3, por exemplo). A zona de contato 30 pode permitir uma mistura aumentada da mistura de reação ou um aumento do tempo de permanência no reator de modo a aumentar a eficiência da reação.

[0068] A Figura 4 mostra uma modalidade em que a primeira linha de alimentação 11 e a segunda linha de alimentação 12 são opostas e direcionadas uma contra a outra. As soluções misturam-se no dispositivo de mistura 20 e depois entram na porção proximal do reator 22. A mistura de reação pode continuar a fluir através do reator 21, sair da porção distal do reator 23 e misturar com a água motriz na linha de água motriz 24. A água pode ser alimentada na linha de água motriz 24 a partir da linha de alimentação motriz 14. Em algumas modalidades, o dispositivo de mistura 20, o reator 21, uma porção da primeira linha de alimentação 40 e uma porção da segunda linha de alimentação 41 estão posicionados dentro da linha de água motriz 24.

[0069] A Figura 5 mostra uma modalidade em que o reator 21 pode compreender uma configuração bobinada. O reator que tem uma configuração bobinada pode incluir um ângulo de plano de bobina 50 que varia de cerca de 5 a cerca de 30 graus. O reator com uma configuração bobinada pode incluir um diâmetro de bobina 51. O diâmetro da bobina pode variar de cerca de 0,254 cm (0,1 polegada) a cerca de 10,16 cm (4,0 polegadas). O diâmetro interno do reator de bobina pode ser como descrito acima para o reator.

[0070] A Figura 6 mostra uma modalidade em que a linha de água motriz compreende um canal externo 60 e um canal interno 61. O reator 21 pode estar disposto dentro do lúmen do canal interno 61. Nesta configuração, a água motriz pode ser alimentada na linha de água motriz através de dois canais separados. O canal externo 60 e o canal interno 61 podem transportar água motriz a vazões diferentes. A água motriz no canal externo 60 pode ter uma temperatura diferente da água motriz no canal interno 61.

[0071] A Figura 7 mostra um diagrama conceitual de certas modalidades para um modo de tratamento de água de torre de refrigeração e múltiplos alvos. Os produtos químicos precursores podem ser armazenados em um tanque 10 no local a partir do qual os produtos químicos podem ser alimentados através da primeira linha de alimentação 11 e da segunda linha de alimentação 12 em um misturador e reator de dióxido de cloro 15. A água pode ser alimentada no misturador através da linha 13 para diluir os precursores químicos sendo alimentados no misturador e reator de dióxido de cloro 15. A água pode ser alimentada ao misturador e reator 15 através de uma linha de alimentação motriz 14. O dióxido de cloro pode ser injetado na água de processo 16 que pode ser alimentada em uma torre de resfriamento 19. Uma bomba 17 pode alimentar a água de processo 16 através de um permutador de calor 18. O dióxido de cloro gerado no reator 15 pode ser adicionado ao processo de água 16 ou desviado para uma linha de alimentação de produto 70 para o tratamento de outros alvos. A linha de alimentação de produto 70 pode incluir uma válvula 71, um fluxímetro 72 e uma bomba 73. Todas as válvulas e bombas podem ser controladas usando um PLC (não ilustrado).

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[0072] Uma solução contendo cerca de 40% de clorato de sódio e cerca de 8% de peróxido de hidrogênio e uma solução aquosa de cerca de 78% de ácido sulfúrico foram alimentadas a uma taxa de cerca de 63 ml/h através de tubagem de 0,635 cm (0,25 polegadas) em um Kynar Union Tee de 0,635 cm (0,25 polegadas) que foi inserido dentro de um tubo cruzado de policloreto de vinila com cerca de 5,08 cm (2 polegadas) de diâmetro interno.

[0073] Os precursores que fluíam através do Kynar Union Tee fluíam através de cerca de 101,6 cm (40 polegadas) de tubagem de 0,635 cm (0,25 polegadas) (volume de 8 ml) que foi inserido dentro de tubos de 1,27 cm (0,5 polegada). A água motriz fluiu para dentro do tubo cruzado de cloreto de polivinila e para fora da tubulação de 1,27 cm (0,5 polegada) (ao redor da tubulação de 0,635 cm (0,25 polegadas)) para fornecer resfriamento e diluição. O comprimento do tubo de reação e a velocidade do precursor de cerca de 26,5 cm/min proporcionaram um tempo de permanência de cerca de 3,81 minutos.

[0074] Cada experimento durou cerca de 15 minutos e a concentração de dióxido de cloro foi medida a cada 5 minutos. A água motriz servia a dois propósitos: diluição e resfriamento. A proporção de água para precursor de cerca de 30 ou menos foi necessária para estabelecer o calor necessário para a reação. Isso gerou concentrações de dióxido de cloro maiores que cerca de 5.500 mg/l.

[0075] A velocidade de fluxo dos precursores foi estabelecida em cerca de 26,5 cm/min. As velocidades de fluxo podem ser maiores que cerca de 25 cm/min para permitir que o oxigênio gasoso permaneça como nano e microbolhas e para acelerar o movimento de nano e micro-bolhas para fora do tubo do reator.

[0076] A concentração de dióxido de cloro foi determinada usando um espectrofotômetro. As leituras do espectrofotômetro foram usadas para calcular a concentração de dióxido de cloro usando uma curva de calibração. A curva foi preparada de acordo com o Método 4500 iodométrica-ClO2 em métodos padrão para os exames de água e de águas residuais vigésima edição 1998. A quantidade de solução que consiste de cerca de 40% de clorato de sódio e cerca de 7,99% de peróxido de hidrogênio requerida para 100% de eficiência de reação foi de cerca de 2,86 ml para produzir cerca de 1 grama de dióxido de cloro. A eficiência de reação ou conversão foi calculada a partir da relação percentual do dióxido de cloro total gerado para a produção teórica de dióxido de cloro com base na quantidade de Purato consumida: tf corrente = (CClO2 • QClO2)/(QPurato/2,86) onde CClO2 é a concentração de dióxido de cloro (g/l), QClO2 de dióxido de cloro (l/hora) e QPurato do Purato (clorato a cerca de 40% e peróxido de hidrogênio a cerca de 7,99%) (ml/hora). TABELA 1. EFICIÊNCIA DE REAÇÃO

EXEMPLO 2

[0077] Neste experimento, um Tee de 0,95 cm (3/8 polegadas) conectado a cerca de 91,4 cm de tubulação de 0,95 cm (3/8 polegadas) foi usado como dispositivo de mistura e reator, respectivamente. Diferentes tempos de permanência (calculados dividindo o volume do reator pelo fluxo total de reagente) e as temperaturas da água motriz foram testadas. A taxa de conversão foi calculada conforme descrito acima. Purato foi uma mistura de clorato e peróxido de hidrogênio como descrito acima. TABELA 2. TEMPO DE PERMANÊNCIA E EFEITOS DE TEMPERATURA NA CONVERSÃO.

EXEMPLO 3

[0078] Um Tee de 0,635 cm (1/4”) conectado a uma câmara de 12 ml por cerca de 5,72 cm de tubo de 0,635 cm (1/4”) foi usado neste experimento. A câmara também foi conectada a cerca de 26 cm de tubulação de 0,635 cm (1/4”). A configuração foi semelhante ao reator representado na Figura 3 onde a câmara de 12 ml pode ser uma zona de contato.

[0079] A Tabela 3 mostra os efeitos da água motriz e a proporção de H2SO4/Purato na taxa de conversão. A Tabela 4 mostra os efeitos da quantidade reduzida de ácido a uma temperatura de água motriz de cerca de 62 °C e um tempo de permanência de cerca de 14 min. O tempo de permanência para estes ensaios foi fixado em cerca de 14 min. TABELA 3. EFEITOS DA TEMPERATURA DA ÁGUA MOTRIZ E H2SO4/PURATO NA CONVERSÃO TABELA 4. EFEITO DO ÁCIDO REDUZIDO A 62 °C.

[0080] A Tabela 5 mostra os efeitos do tempo de permanência e da temperatura da água motriz na taxa de conversão. TABELA 5. EFEITO DO TEMPO DE PERMANÊNCIA E TEMPERATURA NA TAXA DE CONVERSÃO.

EXEMPLO 4

[0081] Neste experimento, um tubo Tee de 0,635 cm (1/4”) conectado a uma câmara de 12 ml por cerca de 60,96 cm (2 pés) de tubo de 0,635 cm (1/4”) foi usado neste experimento. A câmara também foi conectada a cerca de 304,8 cm (10 pés) de tubulação de 0,635 cm (1/4”). A configuração foi semelhante ao reator representado na Figura 3 onde a câmara de 12 ml pode ser uma zona de contato. O volume do reator foi de cerca de 78,2 ml. TABELA 6. EFEITO DO TEMPO DE PERMANÊNCIA, TEMPERATURA MOTRIZ DA ÁGUA E TAXA DE CONVERSÃO DO ÁCIDO.

EXEMPLO 5

[0082] A produção de dióxido de cloro foi testada utilizando o reator aqui descrito e o clorito como um precursor em vez de clorato. Uma solução de cerca de 25% em peso de clorito e uma solução de cerca de 29% em peso de ácido clorídrico foram alimentadas a um reator. O reator incluiu um Tee (dispositivo de mistura) de 0,63 cm (1/4”). Conectado a uma câmara de 12 ml por cerca de 5,72 cm de tubulação de 0,63 cm (1/4”). A câmara também foi conectada a cerca de 26 cm de tubulação de 0,635 cm (1/4”). A Tabela 7 mostra a eficiência da reação em função do tempo. TABELA 7. PRODUÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO USANDO CLORITO E ÁCIDO CLORÍDRICO.

[0083] A produção de dióxido de cloro usando clorito e ácido clorídrico foi testada em um reator de maior escala. O reator incluía um Tee de 0,95 cm (3/8”) conectado a cerca de 91,4 cm de tubulação de 0,95 cm (3/8”). A Tabela 8 compara a taxa de produção teórica com a taxa de produção real. TABELA 8. EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CLORO EM REATOR DE LARGA ESCALA.

[0084] Qualquer composição revelada no presente documento pode compreender, consistir em, ou consistir essencialmente em qualquer um dos compostos/componentes revelados no presente documento. De acordo com a presente revelação, as expressões “consistem essencialmente em”, “consiste essencialmente em”, “que consiste essencialmente em”, e similares, limitam o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificados e àqueles materiais ou etapas que não afetam materialmente a características (ou características) básica e inovadora da invenção reivindicada.

[0085] Como aqui utilizado, o termo “cerca de” refere-se ao valor citado estando dentro dos erros que surgem do desvio padrão encontrado nas suas respectivas medições de teste, e se esses erros não puderem ser determinados, então “cerca de” refere-se a 10% dos valores citados.

[0086] Todos os aparelhos e métodos revelados e reivindicados neste documento podem ser feitos e executados sem experimentação indevida à luz da presente revelação. Embora esta invenção possa ser configurada de muitas formas diferentes, são aqui descritas em detalhes modalidades preferenciais específicas da invenção. A presente descrição é uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Além disso, a menos que expressamente declarado em contrário, o uso do termo “um/uma” se destina a incluir “pelo menos um” ou “um ou mais”. Por exemplo, “uma linha de alimentação” se destina a incluir “pelo menos uma linha de alimentação” e “uma ou mais linhas de alimentação”.

[0087] Quaisquer faixas fornecidas, quer em termos absolutos ou em termos aproximados, se destinam a abranger ambas e quaisquer definições aqui utilizadas se destinam a ser esclarecedoras e não limitativas. Apesar de as faixas numéricas e os parâmetros estabelecendo o amplo escopo da invenção serem aproximações, os valores numéricos estabelecidos nos exemplos específicos são apresentados tão precisamente quanto possível. Qualquer valor numérico, no entanto, contém inerentemente certos erros resultantes necessariamente do desvio padrão encontrado nas suas respectivas medições de teste. Além disso, todas as faixas aqui reveladas serão entendidas como abrangendo todas e quaisquer subfaixas (incluindo todos os valores fracionários e inteiros) assumidas nas mesmas.

[0088] Além disso, a invenção abrange todas e quaisquer possíveis combinações de algumas ou de todas as várias modalidades aqui descritas. Deve ser entendido que várias mudanças e modificações a modalidades atualmente preferenciais descritas neste documento serão evidentes para aqueles versados na técnica. Tais mudanças e modificações podem ser feitas sem afastamento da essência e do escopo da invenção e sem diminuir suas vantagens pretendidas. Portanto, pretende-se que tais mudanças e modificações sejam cobertas pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Método de produção de dióxido de cloro, caracterizado pelo fato de que compreende: alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação (11) em um dispositivo de mistura (20); alimentar uma segunda solução contendo clorito através de uma segunda linha de alimentação (12) no dispositivo de mistura (20); misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura (20) para formar uma mistura de reação, em que o dispositivo de mistura está em comunicação de fluido com um reator (21); alimentar a mistura de reação no reator (21); reagir o ácido e o clorito no reator (21), em que o reator compreende uma porção proximal (22) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura (20) e uma porção distal (23) em comunicação de fluido com uma linha de água motriz (24), em que o dispositivo de mistura (20), o reator (21), uma porção da primeira linha de alimentação (11) e uma porção da segunda linha de alimentação (12) estão posicionadas dentro da linha de água motriz (24); e misturar dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz (24) na porção distal do reator (21), em que o reator (21) compreende uma configuração bobinada com um ângulo de plano de bobina de 1 grau a 60 graus.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido é ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido hipocloroso ou qualquer combinação destes.

3. Método de produção de dióxido de cloro, caracterizado pelo fato de que compreende: alimentar uma primeira solução compreendendo um ácido através de uma primeira linha de alimentação (11) em um dispositivo de mistura (20); alimentar uma segunda solução contendo clorato e peróxido de hidrogênio através de uma segunda linha de alimentação (12) no dispositivo de mistura (20); misturar a primeira solução e a segunda solução no dispositivo de mistura (20) para formar uma mistura de reação, em que o dispositivo de mistura está em comunicação de fluido com um reator (21); alimentar a mistura de reação no reator (21); reagir o ácido, o clorato e o peróxido de hidrogênio no reator (21), em que o reator compreende uma porção proximal (22) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal (23) em comunicação de fluido com uma linha de água motriz (24), em que o dispositivo de mistura (20), o reator (21), uma porção da primeira linha de alimentação (11) e uma porção da segunda linha de alimentação (12) estão posicionadas dentro da linha de água motriz (24); e misturar dióxido de cloro com água motriz na linha de água motriz (24) na porção distal (23) do reator, em que o reator (21) compreende uma configuração bobinada com um ângulo de plano de bobina de 1 grau a 60 graus.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o ácido é ácido sulfúrico.

5. Método de tratamento de água de processo, caracterizado pelo fato de que compreende: produzir dióxido de cloro como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; e injetar o dióxido de cloro e a água motriz na água do processo.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o arrefecimento do dispositivo de mistura e do reator com a água motriz.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a primeira linha de alimentação e a segunda linha de alimentação são opostas e direcionadas uma contra a outra.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a linha de água motriz compreende pelo menos dois canais longitudinais através dos quais a água motriz pode fluir, e/ou o reator é operado a uma pressão aproximadamente igual ou maior que a pressão atmosférica.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a mistura de reação tem um tempo de permanência no reator de pelo menos 0,1 minuto, e uma velocidade precursora de pelo menos 25 cm/min, em que a velocidade precursora é uma velocidade da primeira e da segunda soluções.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende operar o reator a uma temperatura variando entre 2 °C e 80 °C.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado pelo fato de que uma torre de resfriamento compreende a água do processo.

12. Reator para produção de dióxido de cloro, caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de mistura (20); uma linha de água motriz (24); uma primeira linha de alimentação (11) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura; uma segunda linha de alimentação (12) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura; e um reator (21) compreendendo uma porção proximal (22) em comunicação de fluido com o dispositivo de mistura e uma porção distal (23) em comunicação de fluido com a linha de água motriz; em que o dispositivo de mistura, o reator, uma porção da primeira linha de alimentação e uma porção da segunda linha de alimentação são posicionados dentro da linha de água motriz; e em que o reator compreende uma configuração bobinada com um ângulo de plano de bobina de 1 grau a 60 graus.

13. Reator de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira linha de alimentação e a segunda linha de alimentação são opostas e direcionadas uma contra a outra.