CN101319332A - 二氧化氯发生装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种通过电解氯化钠溶液，在PE·C板的催化作用下产生组分氧化剂的装置，包括：电解槽，其由阳极室和阴极室组成，两室之间装有隔膜；高位盐水箱与该电解槽的盐水入口相连接，碱液箱与该电解槽的碱液出口相连接，该电解槽中的隔膜采用聚乙烯·碳板。电解产生的二氧化氯由水射器抽汲出去。本发明还提供了一种在酸性条件下电解氯化钠溶液产生二氧化氯组分气体的方法，包括：盐水制备和净化；盐水过滤；盐水加入高位盐水箱；控制盐水的流量；盐水在电解槽中被电解；产生的组分氧化剂通过水射器负压抽汲输送出去。

Description

二氧化氯发生装置与方法

所属技术领域

本发明涉及一种化学反应装置与方法，尤其涉及一种二氧化氯发生装置与方法。

背景技术

二氧化氯是一种强氧化剂，在水处理中，二氧化氯主要通过氧化作用与其他物质发生反应，如与腐殖酸、富里酸的反应两者都不会产生三卤甲烷。二氧化氯不仅能控制三卤甲烷形成势(THM)，而且能减少总有机卤形成势(TOX)。正因如此，联合国世界卫生组织(WHO)确认二氧化氯为A级消毒剂。

二氧化氯主要应用在：中央空调，冷却塔灭菌消毒，防藻类生长；饮用水的消毒灭菌，地表水泵前投加2.0mg/L；清水池投加0.5-1.0mg/L既可；鱼、虾养殖场水质消毒灭菌；游泳池水、游乐场池水消毒灭菌、防藻类滋生2.0-3.0mg/L，而且不刺激眼睛和皮肤；地下水除铁，除锰滤前投加1.0mg/L；饮水箱消毒时，100mg/L喷洒水箱内壁，5分钟即可投入使用；对食品、饮料行业的食品盛具、用具、啤酒瓶等，200mg/L浸泡3-5分钟、设备管道、贮槽等，用100mg/L浸泡30分钟；餐具、理发用具，50-100mg/L浸泡5-10分钟，并喷洒环境；医疗用品如玻璃、塑料、陶瓷类器皿消毒200mg/L，浸泡10分钟，胃镜、内窥镜200mg/L，浸泡3分钟；旅馆、公共场所的脸盆、浴盆、拖鞋等100mg/L浸泡10分钟；肝炎病疫源地的消毒，一般物品500mg/L溶液擦拭，环境物品及表面200-500mg/L擦拭或喷洒；牛奶场的牛乳房、挤乳器、牛奶管道及贮奶槽用1000mg/L清洗，其他用具用100mg/L消毒；饲养场的畜圈，禽舍消毒用300mg/L喷洒；在食品保鲜上，肉类、水产品、禽类等60mg/L浸渍5分钟，可以有效控制微生物生长繁殖。

产生二氧化氯的的方法主要有电解法和化学法两类。

电解法是以氯化钠等电解质为原料，采用隔膜电解技术制取二氧化氯的一种方法。化学法是利用化学反应，例如盐酸和氯酸钠反应来制备二氧化氯的方法。

发明内容

本发明的目的是通过电解氯化钠(NaCL)，在PE·C板的催化作用下产生组分氧化剂：二氧化氯(CLO₂)、氯气(CL₂)、臭氧(O₃)。

本发明的一个实施例提供了一种二氧化氯发生装置，包括：电解槽，其由阳极室和阴极室组成，两室之间装有隔膜；高位盐水箱与该电解槽的盐水入口相连接，碱液箱与该电解槽的碱液出口相连接，该电解槽中的阳极与阴极采用聚乙烯·碳板。

该二氧化氯发生装置还包括转子流量计，位于该高位盐水箱与该该盐水入口之间，在高位盐水箱前设置电动阀。

该二氧化氯发生装置还包括水射器，与该电解槽的氯气出口相连接。

本发明另一个实施例提供了一种二氧化氯发生方法，在酸性条件下采用电解NaCL同时生成产生二氧化氯组分气体——二氧化氯(CLO₂)、氯气(CL₂)、臭氧(O₃)等强氧化剂，该方法包括如下步骤：盐水制备和净化；盐水过滤；盐水加入高位盐水箱；控制盐水的流量；盐水在电解槽中被电解；产生的组分氧化剂通过水射器负压抽汲输送出去。电解所产生的碱液和淡盐水则由电解槽的两侧排出。氢气(H₂)则由顶部引排至室外。

本发明的优点是：

1.单极产量高：达到了100～2000g/h。

2.杀菌消毒的效果好：本发明产生的CLO₂、CL₂、O₃的组分氧化剂，在相同条件下，对大肠杆菌、痢疾杆菌等，当水样染菌数为2.4×104/ml时，0.5mg/L组分消毒剂用5分钟，杀灭率达100％；CL₂则需要1.5mg/L，15分钟。当原水AmeS实验(致癌、致畸、致突变)为阳性时，可以转为阴性。动物毒性试验LD50＞0.067g/kg，即相当于常规饮水余氯量0.5～1.0mg/L(国家标准)6374～3367倍，显示无毒性。

3.节约费用：应用于自来水消毒灭菌每立方米仅0.8～1.0分钱；应用于中央空调冷却塔的水处理，可以防止藻类生长，可以省水50％、省电30％。

4.环保：本发明可应用于废水处理，水体可以循环使用，既可减少污水排放，又可以节约保护水资源。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式的详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

图1为现有技术的电解NaCl制备二氧化氯的原理；

图2为本发明二氧化氯产生器的实施例；

图3为例本发明二氧化氯产生器的电解槽的剖面图；

图4为本发明二氧化氯产生方法实施例。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1所示，为现有技术利用电解NaCl的方法制备二氧化氯的原理。电解槽中的NaCl₂溶液在直流电源的作用下，阳极电解产生二氧化氯(CLO₂)、氯气(CL₂)、臭氧(O₃)等强氧化剂。

如图2所示为本发明二氧化氯产生器的实施例，NaCl₂溶液被电动泵208输入到高位盐水箱202，经过转子流量计207进入电解槽201，在直流电源的作用下，阳极电解产生二氧化氯(CLO₂)、氯气(CL₂)、臭氧(O₃)等强氧化剂，通过水射器204吸入，形成消毒液投加到待处理水体中。

NaCl溶液加入的速度通过转子流量计207调节。

碱液排出到碱液箱203并由碱液泵206排出。

水压由水压表205控制。

电解槽201的阳极由阳极片和钛铜复合棒焊接而成。阳极片采用1～1.5mm钛板冲压扩张成菱形片。阳极片采用二元钉钛涂层，具有机械强度高、导电性能好、形状稳定的优点。在电解过程中，气泡效应少。能促进电解液循环，能有效地降低阳极的过电位和溶液的电压降。阳极的技术特性：①槽电压低而且稳定；②电流密度高，电流密度可提高到2000A/m²；③电极寿命长达6～8年；④消除公害。安装密封时不用沥青和铅，减轻劳动强度。

电解槽201的隔膜为电解槽的关键部件，它将阳极室和阴极室分开，隔膜的质量直接影响电槽的电流效率及电能消耗。本发明采用聚乙烯·碳板(PE.C)隔膜。其优点是：

1、具有较强的化学稳定性。既耐碱(阴极室一侧)，又耐酸(阳极室一侧)的腐蚀而且耐高温。强度好，能经受住盐水的长期冲洗而不易损坏。可以清洗再生。

2、具有催化性能。在电解过程中加速亚氯酸ClO₂ ^→1，ClO₃ ^→1转化为ClO₂。

3、具有良好的渗透性能。盐水以一定的速度均匀地透过隔膜。

4、电阻小，电压损失小。

5、材料成本低，易更换，寿命长。

如图3所示为本发明二氧化氯产生器的电解槽的剖面图。水射器301从二氧化氯出口302抽汲二氧化氯等组合氧化剂。电解产生的氢气由氢气出口312排出。

平衡气流孔303保持电解槽内外压力平衡，保护设备安全。

311为阳极。

310为盐水入口。

304为盐水溢出口。

305为碱液出口。

冷却水从冷却水入口307进入，从冷却水出口306排出。

308为碱液排放口。

309为盐水排放口。

如图4所示为本发明的工艺流程：首先盐水制备和净化；然后经盐水过滤，进入高位盐水箱，经盐水流量控制器输入进电解槽，电解产生组分氧化剂，通过水射器负压抽汲输送出去。电解产生的碱液和淡盐水则由电解槽的两侧排出。H₂则由顶部引排至室外。

应当理解的是，上述对实施例的详细说明仅为了理解本发明，对本领域普通技术人员而言，可以根据上述说明加以改进或变换。只要是达到此目的的所有改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种二氧化氯发生装置，包括由阳极室和阴极室组成的电解槽，该阳极室和该阴极室之间装有隔膜；其特征在于，还包含：高位盐水箱与该电解槽的盐水入口相连接，碱液箱与该电解槽的碱液出口相连接；其中，该隔膜采用聚乙烯·碳板。

2.根据权利要求1所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，还包含：碱液泵，与该碱液箱相连接。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，还包含：转子流量计，位于该高位盐水箱与该该盐水入口之间。

4.根据权利要求1或2所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，还包含：水射器，与该电解槽的氯气出口相连接。

5.根据权利要求4所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，该电解槽上方有平衡气流孔，下方有盐水排出口和碱液排出口。

6.根据权利要求5所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，该电解槽的该阳极由阳极片和钛铜复合棒焊接而成。

7.根据权利要求4所述的二氧化氯发生装置，其特征在于，该电解槽壁上设置有氢气出口和冷却水入口。

8.一种二氧化氯发生方法，在酸性条件下电解NaCL产生二氧化氯组分气体，其特征在于包括如下步骤：

盐水制备和净化；

盐水过滤；

盐水加入高位盐水箱；

控制盐水的流量；

盐水在电解槽中被电解；

产生的组分氧化剂通过水射器负压抽汲输送出去。

9.根据权利要求8所述的二氧化氯发生方法，还包括：电解所产生的碱液和淡盐水由电解槽的两侧排出。

10.根据权利要求8或9所述的二氧化氯发生方法，还包括：氢气由顶部引排至室外。

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