CN101891153A

CN101891153A - 二氧化氯复合消毒剂发生器及其使用方法

Info

Publication number: CN101891153A
Application number: CN 201010228311
Authority: CN
Inventors: 施来顺; 郭芳; 巴换粉; 谢朝仁
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明公开了一种二氧化氯复合消毒剂发生器及其使用方法，该种发生器在第一级反应器后加设第二级反应器，第一级反应器与第二级反应器之间设有气相平衡管和连接管相通，第二级反应器下面设有加热水箱；该发生器以氯酸钠和浓盐酸为原料，采用二级反应和一级负压曝气技术制得消毒剂。本发明具有生产能力大、反应温度高、生产成本低、原料利用率高、设备投资少等优点；得到的消毒剂可直接应用于大型自来水厂、污水处理厂的杀菌消毒，化工废水的脱色及COD降解处理。

Description

二氧化氯复合消毒剂发生器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种二氧化氯复合消毒剂发生器，特别涉及大型化学法二氧化氯复合消毒剂发生器及其使用方法。

背景技术

二氧化氯是一种广谱性的杀菌消毒剂，可广泛应用于饮用水、游泳池水、医院污水的杀菌消毒处理；工业循环冷却水杀菌灭藻处理；工业含氰、含酚废水的消毒处理；食品管道的消毒及水果蔬菜的保鲜等领域。目前，对于大型自来水厂的杀菌消毒；城市污水处理厂的杀菌、脱色、除臭处理；化工污染废水的降解COD和脱色处理等应用领域，我国还主要依靠液氯进行处理。由于液氯不仅杀菌效果低于二氧化氯，加之使用不安全、管理不方便，而且液氯在水中易生成大量的有机卤代物，而造成水体二次污染，特别是饮用水，对人体的健康产生潜在危害。实验表明，由于二氧化氯和氯气具有协同杀菌、脱色的作用，处理效果更为理想。因此，二氧化氯复合消毒剂更适合这些领域的应用。但是，国内现有制备方法还不能满足这些领域的需求。

二氧化氯发生器按二氧化氯产生方法通常分为两大类：化学法和电解法。现有技术，如中国专利ZL99205151.7(名称为多单元二氧化氯发生器)及中国专利ZL99213301.7(名称为一种二氧化氯发生器)，均采用电解法发生二氧化氯。这种方法存在着耗电量大、设备寿命短、维护费用高等缺点。化学法按所用原料又可分为亚氯酸钠法和氯酸钠法。

目前国内外采用的化学法二氧化氯发生装置主要有两种：高纯型和复合型。高纯型多采用亚氯酸钠为原料发生二氧化氯。由于亚氯酸钠的价格比氯酸钠价格高数倍，所以该方法运行成本很高。复合型二氧化氯发生器是以氯酸钠为原料发生二氧化氯，具有运行成本低等特点。中国专利ZL93111202.8和中国专利ZL97233737.7，公开了负压曝气二氧化氯发生器生产工艺技术，该技术以氯酸钠为氧化剂、盐酸为还原剂，生产二氧化氯与氯气的复合消毒剂，该发生装置采用单级反应器，采用PVC制作发生器。由于PVC的导热性较差，反应器的反应温度仅能达到50-55℃，与该反应的最佳反应温度70-80℃相差较大，因此原料在发生器中反应不完全，原料的利用率较低，并且属于小型二氧化氯发生装置。现有的单级或多级二氧化氯发生器多是冬季运行时由于冷空气曝气进入反应器大大降低了反应温度，多级二氧化氯发生器多为多级曝气，大大降低了氯酸钠的转化率。

发明内容

本发明的目的在于为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种原料利用率高、操作简单的大型化学法二氧化氯复合消毒剂发生器。

本发明的另一目的是提供该种二氧化氯复合消毒剂发生器的使用方法。

本发明采取的技术方案为：

二氧化氯复合消毒剂发生器，包括原料罐、缓冲罐、水射器，原料罐、缓冲罐均与第一级反应器相连，第一级反应器通过连接管与第二级反应器相连，第一级反应器与第二级反应器之间设有气相平衡管相通，第二级反应器下面设有加热水箱，第二级反应器连有水射器。

所述的原料罐包括浓盐酸原料罐和氯酸钠原料罐，两者分别通过计量泵与第一级反应器相连。

所述的第一级反应器和第二级反应器上均设有防爆口。

所述的缓冲罐连有空气进口管。

所述的第二级反应器采用搪玻璃材料制作，其底部为椭圆封头封闭结构。

上述二氧化氯复合消毒剂发生器的使用方法，包括如下步骤：

由水射器喷射产生负压，在负压条件下氯酸钠水溶液和浓盐酸分别由计量泵以一定流量连续加至第一级反应器中，反应液从第一级反应器经连接管进入第二级反应器中进一步反应；空气由系统负压经缓冲罐从第一级反应器的反应液下部引入，进行负压曝气，将反应生成的二氧化氯和氯气混合气体带出；由第一级反应器产生的二氧化氯和氯气混合气体，以及由第二级反应器产生的混合气体、反应液进入水射器，与水混合生产出二氧化氯复合消毒剂水溶液。

所述的第一级反应器采用PVC材料制作，反应温度为常温。

第二级反应器反应温度为70～80℃。

氯酸钠水溶液中氯酸钠的质量百分数为25～36％，浓盐酸浓度为27～31％，氯酸钠水溶液和工业浓盐酸的进料体积比为1∶0.98～1.08。

本发明反应器中反应以氯酸钠为氧化剂，以盐酸为还原剂，在盐酸介质中进行反应，其反应如下：

NaClO₃+2HCl＝＝＝ClO₂+1/2Cl₂+NaCl+H₂O

本发明与现有技术相比，克服了原有技术采用PVC材质(或碳钢内衬聚四氟乙烯)导热性差的缺点；采用第一级反应器负压曝气，第二级反应器不进行曝气技术，克服了反应温度低时的原料利用低的缺点(特别是冬季运行由于冷空气曝气进入反应器大大降低了反应温度，降低了氯酸钠的转化率)；克服了原有设备反应液易泄露的缺点；采用多级反应克服了原有单级反应器反应停留时间短，反应不充分，原料转化率低的缺点。本发明技术具有如下优点：二氧化氯复合消毒剂的生产能力大、反应温度高、生产成本低、原料利用率高、设备投资少等优点；得到的消毒剂可直接应用于大型自来水厂、污水处理厂的杀菌消毒，化工废水的脱色及COD降解处理。

附图说明

图1本发明二氧化氯复合消毒剂发生器的连接结构图。

其中1为浓盐酸原料罐，2为氯酸钠原料罐，3为浓盐酸计量泵，4为氯酸钠计量泵，5为空气进口管，6为缓冲罐，7为防爆口A，8气相平衡管，9为第一级反应器，10为连接管，11为防爆口B，12为水射器，13为第二级反应器，14为加热水箱，15为电器控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明：

二氧化氯复合消毒剂发生器，包括原料罐(浓盐酸原料罐1，氯酸钠原料罐2)、缓冲罐6、水射器12，原料罐、缓冲罐均与第一级反应器9相连，第一级反应器9通过连接管10与第二级反应器13相连，第一级反应器9与第二级反应器13之间设有气相平衡管8相通，第二级反应器13下面设有加热水箱14，第二级反应器13连有水射器12。

所述的原料罐包括浓盐酸原料罐1和氯酸钠原料罐2，两者分别通过计量泵(浓盐酸计量泵3，氯酸钠计量泵4)，与第一级反应器9相连。

所述的第一级反应器9和第二级反应器13上均设有防爆口(防爆口A 7，防爆口B11)。

所述的缓冲罐6连有空气进口管5。

以氯酸钠为氧化剂，盐酸为还原剂，在盐酸介质中进行反应，在二级反应器中整个反应过程温度控制在从室温升至70-80℃。浓盐酸从浓盐酸原料罐1经浓盐酸计量泵3以一定流量连续加入到第一级反应器9中。氯酸钠水溶液从氯酸钠原料罐2经氯酸钠计量泵4以一定流量连续加入到第一级反应器9中。氯酸钠和盐酸在第一级反应器9中反应生成二氧化氯和氯气复合消毒剂。反应液经连接管10从第一级反应器9溢流到第二级反应器13中进一步反应。二氧化氯和氯气等混合气体经气相平衡管8、第二级反应器13的气相空间进入水射器12，与工艺水混合吸收生产出二氧化氯复合消毒剂水溶液进行水的处理。第二级反应器13中的反应液也进入水射器12，与工艺水混合吸收生产出二氧化氯复合消毒剂水溶液。整个系统的负压由水射器12产生，依靠负压将大气中的空气经空气进口管5、缓冲罐6进入第一级反应器9进行负压曝气，将反应生成的二氧化氯和氯气由空气稀释经气相平衡管8、第二级反应器13的气相空间进入水射器12。第二级反应器13不进行曝气。在第一级反应器9和第二级反应器13上部分别安装有防爆口A 7和防爆口B11，以保证发生器的安全运行。第二级反应器13安装在加热水箱14中，以保证第二级反应器13的反应温度。浓盐酸计量泵3和氯酸钠计量泵4的流量控制，以及加热水箱14的温度控制由电器控制器15来完成。

氯酸钠水溶液中氯酸钠的质量百分数为25～36％，盐酸为工业合成浓盐酸，浓度为27～31％，氯酸钠水溶液和工业浓盐酸的进料体积比为1∶0.98～1.08。第一级反应器9的反应温度为常温，第二级反应器13的反应温度为70～80℃。

实施例1：31.01kg/h二氧化氯复合消毒剂发生器生产工艺，33％的氯酸钠水溶液、29％工业浓盐酸分别以47.16L/h和49.20L/h的进料量加至第一级反应器9中，在二级反应器中反应温度从常温升至75℃。反应器中生成的二氧化氯和氯气复合气体在水射器12中与处理水体混合。有效氯产量可达到31.01kg/h，氯酸钠的转化率为89.8％。

Claims

1.二氧化氯复合消毒剂发生器，包括原料罐、缓冲罐、水射器，其特征是，原料罐、缓冲罐均与第一级反应器相连，第一级反应器通过连接管与第二级反应器相连，第一级反应器与第二级反应器之间设有气相平衡管相通，第二级反应器下面设有加热水箱，第二级反应器连有水射器。

2.按照权利要求1所述的二氧化氯复合消毒剂发生器，其特征是，所述的原料罐包括浓盐酸原料罐和氯酸钠原料罐，两者分别通过计量泵与第一级反应器相连。

3.按照权利要求1所述的二氧化氯复合消毒剂发生器，其特征是，所述的第一级反应器和第二级反应器上均设有防爆口。

4.按照权利要求1所述的二氧化氯复合消毒剂发生器，其特征是，所述的缓冲罐连有空气进口管。

5.按照权利要求1所述的二氧化氯复合消毒剂发生器，其特征是，所述的第二级反应器底部为椭圆封头封闭结构。

6.按照权利要求1或5所述的二氧化氯复合消毒剂发生器，其特征是，所述的第二级反应器采用搪玻璃材料制作。

7.权利要求1所述的二氧化氯复合消毒剂发生器的使用方法，其特征是，包括如下步骤：

8.按照权利要求7所述的二氧化氯复合消毒剂发生器的使用方法，其特征是，所述的第一级反应器反应温度为常温，第二级反应器反应温度为70～80℃。

9.按照权利要求7所述的二氧化氯复合消毒剂发生器的使用方法，其特征是，所述的氯酸钠水溶液中氯酸钠的质量百分数为25～36％，浓盐酸浓度为27～31％，氯酸钠水溶液和工业浓盐酸的进料体积比为1∶0.98～1.08。