CN102134058A

CN102134058A - 制备二氧化氯的反应装置及制备方法

Info

Publication number: CN102134058A
Application number: CN2010101031507A
Authority: CN
Inventors: 黄保裕
Original assignee: Shenzhen Kangtailan Water Treatment Equipment Co ltd
Current assignee: Shenzhen Kangtailan Water Treatment Equipment Co ltd
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-07-27

Abstract

本发明公开了一种用于制备二氧化氯的反应装置，包括反应釜，其上部与液体物料输入管道连通、顶部与输出二氧化氯气体的气体输出管连通，其底部与用于排出反应残液的液体排出管道连通，所述反应釜中由上而下依次设有多层用于形成旋流的旋流板和位于所述旋流板下方的用于提供上升热气的曝气板，所述液体物料在所述反应釜内形成旋流。本发明还提供采用所述反应装置制备二氧化氯的方法。本发明中制备二氧化氯的反应装置及制备方法具有系统工作效率以及二氧化氯转化率更高的优点。

Description

制备二氧化氯的反应装置及制备方法

技术领域

本发明涉及制备二氧化氯的反应装置及制备方法，特别涉及一种可以实现高转换率的制备高纯度二氧化氯的反应装置及制备方法。

背景技术

近三十年来，二氧化氯作为一种新型消毒氧化剂，在发达国家已得到了广泛应用，是一种代替液氯的优良消毒氧化剂。经二氧化氯处理的水中不会产生通常用氯气消毒时形成的致癌物三卤甲烷，其安全性被世界卫生组织WHO列为AI级，具有广谱、速效、无毒、用量少、药效长、杀菌效果不受PH值限制等诸多优点，对部分细菌的杀灭率可达100％；使用二氧化氯消毒还可以氧化水中的一些还原性金属离子如Fe²⁺、Mn²⁺等，能够去除水中的铁、锰元素。

现阶段，我国的很多水厂也开始使用二氧化氯代替液氯对自来水进行消毒处理。当采用R11法制备二氧化氯时，其反应方程式见化学式1：

2NaClO₃+H₂O₂+2H₂SO₄＝2ClO₂+O₂+2NaHSO₄+2H₂O 1

在实际应用中，现有的采用R11法的各种二氧化氯发生器都是用文氏管加料器将液态氯酸钠、液态硫酸、液态过氧化氢三种液体原料和热空气首先进行气液混合，此时开始化学反应生成二氧化氯气体；然后将气液混合物送入气液分离器进行气液分离，生成的二氧化氯气体经管道导出，分离出的液体经管道导入反应釜进一步反应并持续生成更多的二氧化氯气体。因二氧化氯气体浓度超过10％时容易发生爆炸，这一过程通常必须在负压下进行，以便通过管道及时导出二氧化氯气体。

在以上过程中，气液混合和气液分离步骤都要求达到较高的效率，以提高整个系统的反应效率和二氧化氯转化率，并保证反应安全。这种方式的主要缺陷在于：第一，气液混合和气液分离二者本身是互相矛盾对立的步骤，从系统整体构成来看，文氏管和气液分离器的效率越高，整个系统中用于互相抵消的功就越高，即使出于成本和防腐性能的考虑而使用分离效率较低的折流式气液分离器，也仍有相当部分的功损耗在先进行气液混合再进行气液分离这个过程之中；第二，通常情况下，系统负压是由二氧化氯投加到水体处的水射器提供的，驱动原料进入文氏管的各种原料泵/阀所提供的正压对系统压力不仅没有贡献，还需要水射器提供额外的负压予以抵销，才能使系统负压保持在额定的范围之内，无形中增加了整个系统对于能量的需求；第三，从系统结构上来看，投料管/泵→文氏管气液混合器→气液分离器→反应釜这一系列系统构成较为复杂，各子系统的工作效率都不能达到或接近各自的最佳，而只能取系统整体平衡下的折衷值。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种结构更加优化、二氧化氯转换率更高的制备二氧化氯的反应装置以及在所述反应装置内制备二氧化氯的方法。

本发明提供一种用于制备二氧化氯的反应装置，包括反应釜，其上部与液体物料输入管道连通、顶部与输出二氧化氯气体的气体输出管连通，其底部与用于排出反应残液的液体排出管道连通，所述反应釜中由上而下依次设有多层用于形成旋流的旋流板和位于所述旋流板下方的用于提供上升热气的曝气板，所述液体物料在所述反应釜内形成旋流。

优选地，所述每层旋流板包括彼此通过过液口连通的旋流槽，所述液体物料在每层旋流板的相邻旋流槽内所形成的旋流方向彼此相反并通过旋流板下料管流入下一层旋流板上，最后一层旋流板上的液体物料流入最上层曝气板上。

优选地，所述反应釜中具有一连通各层所述旋流板和所述曝气板的导气管，所述导气管与所述反应釜上的气体输出管连通，所述各层旋流板和所述曝气板上生成的二氧化氯气体通过所述导气管进入所述气体输出管。

优选地，所述每层旋流板包括旋流板底板、位于所述旋流板底板上端面外缘处的旋流板外壁，以及位于所述旋流板底板中部的导气孔，所述底板上表面设有旋流板挡板和多道从导气孔周边开始从内到外顺次设置的旋流槽壁，所述旋流板挡板由最内侧旋流槽壁径向延伸至旋流板外壁处；相邻旋流槽壁之间以及最外侧旋流槽壁和旋流板外壁间形成旋流槽；相邻旋流槽间的旋流槽壁上开设过液口，所述过液口交替分设于旋流挡板两侧，以使相邻旋流槽所形成的旋流方向相反，所述旋流槽对应的底板上设有向下一层旋流板或曝气板延伸的下料管，最后一层旋流板上的旋流槽对应的底板上设有向最上层曝气板延伸的下料管；所述每层曝气板包括曝气板底板以及连接在其上表面外缘处的曝气板外壁，所述曝气板板底板中部设有底部导气管，所述曝气板底板上设置有具有多条分支管的曝气管和曝气板挡板，所述曝气管的管壁上开有若干个曝气孔，所述曝气板挡板连接在所述底部导气管与曝气板外壁之间，所述曝气板底板上设置有流入下一层曝气板的曝气板下料管，最下层的曝气板的曝气板外壁上设有排液口并与所述液体排出管道连通。

优选地，各层旋流板外壁和各层曝气板外壁顺次连接构成所述反应釜侧壁；所述旋流板底板中部的导气孔与所述最内侧旋流槽壁构成中部导气管，所述底部导气管、中部导气管以及位于反应釜顶部的顶部导气管顺次连接并构成所述导气管。

优选地，每层所述旋流板的旋流板外壁和每层所述曝气板的曝气板外壁上均设有紧急排液口，并通过排液阀控制所述紧急排液口的开合。

优选地，所述反应釜中，相间设置的旋流板结构相同，且相邻设置的两个旋流板上的所述下料管设置于不同位置的旋流槽处。

本发明还提供一种采用上述反应装置制备二氧化氯的方法，液体物料落入反应装置中反应釜内的旋流板上并形成旋流，依次经过多层旋流板和位于所述旋流板下方的多层曝气板进行均匀混合和反应后，形成二氧化氯气体和反应残液，所述二氧化氯气体由所述反应釜顶部进入气体输出管，反应残液由反应釜底部排入至液体排出管道。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述的实现高转换率的制备二氧化氯的反应装置与现有技术相比，采用独立式的旋流板和曝气板，从而使得原料反应液在旋流板上充分旋流混合并反应生成二氧化氯，有效提高二氧化氯的转化率；同时，提供热气的曝气板设置于旋流板底部充分有效的将旋流板上生成的二氧化氯气体吹至反应釜顶部并由导气管带出，从而大大提高反应釜中二氧化氯生产效率。

(2)其多层旋流曝气设计使反应原料能够充分反应，具有二氧化氯转化率高，设备成本和运转能耗低，操作简便的优点；在野外用水或农用水处理场合，本发明可被设置为在正压下工作，在不配备水射器的情况下依靠简易的鼓风设备就能将产生的二氧化氯气体投加到待处理水体，因此具有适用范围广的特点，易于大规模推广使用。

(3)在一优选实施方式中，旋流板上相邻旋流槽中的液体旋流方向相反，相较于现有技术(如中国专利文献CN101428762A)中每层旋流板上液体流动方向一致的结构，本发明中的旋流板结构可以使得液体物料搅动更加充分，反应物料间混合更加均匀，同时生成的二氧化氯气体更快速的从液体中析出并进入带导气管中，从而大大提高系统制备二氧化氯气体的效率。

附图说明

图1是本发明所述制备二氧化氯的设备的整体结构示意图；

图2是图1所示反应釜和的加料器连接为整体后的纵剖面结构图；

图3是图1所示反应釜和的加料器连接为整体后的顶视图；

图4a和4b分别是图2所示反应釜内的一层和三层旋流板的横、纵剖面图；

图5a和5b分别是图2所示反应釜内的二层和四层旋流板的横、纵剖面图；

图6a和6b分别是图2所示反应釜内的五层曝气板的横、纵剖面图；

图7a和7b分别是图2所示反应釜内的六层曝气板的纵、横剖面图；

图8是图1所示第一和第二水浴加温器的结构图；

图9是图1中所示Y型混合加料管的顶视图；

图10是图1中所示Y型混合加料管的底视图；

图11是图1中所示Y型混合加料管的前视图；

图12是图1中所示Y型混合加料管的后视图；

图13是图1中所示Y型混合加料管的右视图；

图14是图1中所示Y型混合加料管的左视图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-反应釜，2-加料器，3-连通管，4-Y型混合加料管(其中4-1为扩散段，4-2为收敛段，4-3为合成段，4-4为透气孔，4-5为渐扩状结构)，6-热空气输入管，7-一层旋流板，8-二层旋流板，9-三层旋流板，10-四层旋流板，11-五层曝气板，12-六层曝气板，13-紧急排液口，14-曝气管，15-曝气孔，16-旋流板下料管(其中16-2为曝气板下料管，16-3为顶部下料管)，17-导气管(其中17-1为中部导气管，17-2为底部导气管，17-3为顶部导气管)，18-旋流板挡板，18-2为曝气板挡板，19-旋流槽壁，20-过液口，21-排液口，22-壳体，23-温控开关，24-加热管，25-上部进液管，26-上部出液管，27-护套，28-散热孔，29-紧急排液阀，30-水浴加温器，36-空气加热器，37-加热器温控装置，38-温控装置，40-压力传感器，41-安全阀，46-气体输出管，32-原料泵，34-止回阀，42-排液管道，43-热空气输送管，44-硫酸输料管，45-氯酸钠混合液输料管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。应当说明的是，本发明中出现的上、下等方位限定词均以附图中所示位置为参考，以便更清晰理解其结构，并不限定本发明技术方案的保护范围。

本发明采用氯酸钠和硫酸作为原料，过氧化氢作为还原剂制备二氧化氯，制备原料时通常将氯酸钠与过氧化氢配置为氯酸钠混合液。

如图1、2和3所示，本发明所述的实现高转换率的制备二氧化氯的设备包括两条输送管道，每条输送管道顺序连接有原料泵32、水浴加温器30和止回阀34；两条输送管道在应用中分别作为硫酸输料管44和氯酸钠混合液输料管45。加料器2安装在反应釜1顶部，并与反应釜1成一整体结构，加料器2上具有一热空气输入管6，加料器2内设有Y型混合加料管4，Y型混合加料管4的两条支管分别连接硫酸输料管44和氯酸钠混合液输料管45的止回阀34的出口端。如图9至14所示，Y型混合加料管4的支管包括扩散段4-1和收敛段4-2，两条支管在各自的收敛段4-2的底部合并在一起形成合成段4-3，Y型混合加料管4的合成段4-3的管壁上均开有若干透气孔4-4，以便导出Y型混合加料管4内产生的二氧化氯气体。反应釜1的顶部设置有与下料器2连通的顶部下料管16-3。

如图2所示，所述反应釜1包括四层从上到下顺次连接的旋流板，分别为一层旋流板7、二层旋流板8、三层旋流板9和四层旋流板10，以及连接在四层旋流板10下方的从上到下顺次连接的两层曝气板，分别为五层曝气板11和六层曝气板12。

如图4a和4b，以及5a和5b所示，所述旋流板包括旋流板底板(图中未指示，其位于旋流板底部，用于承托液体)和位于所述旋流板底板上端面外缘的旋流板外壁(图中未指示，其与旋流板底部构成一个开口向上的圆槽型)，旋流板底板的中部设置有导气孔(图中未指示，其和位于其外围的最内侧旋流槽壁19构成中部导气管17-1)，旋流板底板上设有旋流板挡板18和多道从导气孔的周边开始从内到外顺次设置的旋流槽壁19，最外层旋流槽壁19位于旋流板外壁内侧；所述旋流板挡板18的一端连接至位于最内侧的旋流槽壁19，其另一端连接至旋流板外壁。相邻旋流槽壁19之间以及位于最外侧的旋流槽壁19与旋流板外壁之间形成旋流槽，本实施例中设置有三个旋流槽。除位于最内侧的旋流槽壁19外，其余旋流槽壁19上均开有过液口20，且所述两个过液口交替分设于旋流挡板两侧，以使每一道旋流槽与相邻的旋流槽所形成的旋流方向相反，液体物料(在加料器中混合初反应后形成的初步反应混合液)在旋流槽中形成旋流，并通过位于一个旋流槽内的并安装在旋流板底板上的旋流板下料管16流入下一层旋流板或曝气板。最内侧的旋流槽壁19配合导气孔形成中部导气管17-1。

其中，一层旋流板7和三层旋流板9的结构完全相同，如图4a和4b所示，其旋流板下料管16位于最内侧的旋流槽中；二层旋流板8和四层旋流板10的结构也完全相同，如图5a和5b所示，其旋流板下料管16位于最外侧的旋流槽中。正常工作时，液体原料(初步反应混合液)在反应釜1内形成旋流，并且保持旋流状态的时间大于或等于2小时，使液体原料能够充分反应。

如图6a和6b，以及7a和7b所示，曝气板包括曝气板外壁和连接在其上的曝气板底板，曝气板底板上设置有具有多条分支管的曝气管14，曝气管14的管壁上开有若干个曝气孔15(如图6a所示设于各条分支管上部)；曝气管14和所述热空气输入管6所需的热空气由图1所示的热空气输送管43提供，热空气输送管43上装有空气加热器36。如图6a和6b所示，五层曝气板11的曝气板底板上设置有底部导气管17-2；一曝气板挡板18-2连接在底部导气管17-2与曝气板外壁之间；曝气板底板上设置有流入六层曝气板12的曝气板下料管16-2。如图7a和7b所示，六层曝气板12的曝气板无导气管17-2和曝气板下料管16-2，但其曝气板外壁上设置有用于排出反应残液的排液口21，排液口21上设有排液阀。连接旋流板外壁与曝气板外壁上均设置有紧急排液口13，每个紧急排液口13上均设置有紧急排液阀29，所述的排液口21和所有的紧急排液口13均与如图1所示的排液管道42连通，有需要时可迅速排出反应釜1内的液体原料。

相邻旋流板之间通过旋流板外壁连接在一起，相邻曝气板之间通过曝气板外壁连接，相邻的旋流板与曝气板之间通过旋流板外壁和曝气板外壁连接，各层旋流板外壁和曝气板外壁顺次连接后构成反应釜1的侧壁。

所述反应釜1的顶部设置有顶部导气管17-3，顶部导气管17-3、多个中部导气管17-1和底部导气管17-2形成反应釜1的位于中间的导气管17，用于导出反应釜1内生成的二氧化氯气体。导气管17与加料器2之间通过一连通管3连通，以导出Y型混合加料管4处产生的二氧化氯气体。如图1所示，导气管17连接到气体输出管46，气体输出管46上设有压力传感器40和安全阀41，安全阀41可以保证意外情况下及时排出反应釜1内的二氧化氯气体。

如图1所示的水浴加温器30和空气加热器36上分别安装有温控装置38和加热器温控装置37，以保证液体原料和空气被加热至适宜的反应温度。

所述水浴加温器30包括壳体22，其形状可以为圆柱体，材料可以为PVC；壳体22内的中心部位设置加热管24，本实施例中选择石英加热管，加热管24可由护套27包覆，本实施例中，护套27为CPVC材质，形状同为圆柱形，护套27的外壁上开有散热孔28，以均匀快速的传递加热管24发出的热量。液体输送管道由水浴加温器30的上部导入，并从护套27的底部开始成螺旋状缠绕在护套27的外部，最终仍由水浴加温器30的上部导出。壳体22内设有温控开关23。工作时，壳体22中注满液态工作介质，可以为水或者油，待加温液体原料(氯酸钠混合液或者硫酸)由上部进液管25输入，在原料泵32的压力作用下流经成圈缠绕的液体管道，在此过程中被加热至所需温度，并由上部出液管26导出。本水浴加温器30的特点是：(1)被加热液体在密封管道中流动，管道中的液体压力由输液压力和加热温度决定，不受外部气压影响；(2)其螺旋形缠绕的液体管道和液体加温介质使本水浴加温器能快速、均匀、稳定地对液体原料进行加热，并保持恒定温度；(3)被加温液体原料不与发热原件直接接触，而是在密封管道中由工作介质(水/油)均匀加热，可避免原料受热不均产生的局部过热、气泡乃至挥发等影响原料浓度(过氧化氢受热易分解而导致加热环节的原料损耗)的不利状态。

本发明所述的实现高转换率的制备二氧化氯的设备工作时，首先通过各自的原料泵32经硫酸输料管44和氯酸钠混合液输料管45将两种液体原料泵入各自的水浴加温器30，将相应的液体原料加热至所需温度；然后经过各自的止回阀34向加料器2输送。此止回阀34为背压阀，一方面，可以杜绝意外情况下液体原料发生回流；另一方面，可以保持输料管和反应釜1内的压力在设定的范围之内。液体原料进入加料器2后，经过Y型混合加料管4支管内的扩散段4-1和收敛段4-2时，在压力的作用下迅速雾化，成为气液混合状态。两种雾化的液体原料在Y型混合加料管4的合成段4-3混合并开始反应，所产生的二氧化氯气体由合成段4-3的管壁上开设的透气孔5导入加料器2中，并被经热空气输入管6所导入的热空气带出加料器2，由导气管17送入气体输出管46。

经初步反应的液体原料经顶部下料管16-3从加料器2进入反应釜1中，并落在一层旋流板7上，开始形成旋流，液体原料通过旋流板下料管16和曝气板下料管16-2依次经过二层旋流板8、三层旋流板9、四层旋流板10、五层曝气板11和六层曝气板12，液体原料旋流在反应釜1中形成并保持旋流状态的时间为大于或等于2小时，使得液体原料进行充分的均匀混合和反应。

曝气管14所输入的热空气经曝气孔15进入反应釜1内，除了使反应釜1内保持适宜的反应温度并提高反应效率之外，上升的热气流还能将反应所生成的二氧化氯气体沿导气管17带出，以免反应釜1内由于二氧化氯气体的浓度过高而发生意外事故。反应残液经六层曝气板12的排液口21排入排液管道42。

在出现故障或需要紧急停机的情况下，每层旋流板和曝气板上开设的紧急排液口13上的紧急排液阀29可以在短时间内排空反应釜1内的液体原料，不再产生二氧化氯气体。

需要说明的是，之所以将反应釜设计为上部四层旋流下部两层曝气，其主要原因是：发生器在制备二氧化氯的过程是一个连续的过程，反应原料是连续不断地往反应釜中投加，相同的，反应釜中反应液的浓度随着在进入反应釜中时间的增加其浓度会慢慢的减少，而反应原料的浓度能直接影响到化学反应的速度，浓度高时反应剧烈，随着浓度的降低，反应速度也将降低，因而在反应釜中反应液的浓度是存在一个明显的梯度，但此梯度的变化并不与反应时间成正比例，若在前面加入曝气，将会打乱此浓度梯度，不利于反应的进行。而且当反应液的浓度降到一定值的时候，会达到一个化学平衡，在此阶段如不施加外力将此平衡破坏，化学反应无法继续，势必影响到发生器的产气量(二氧化氯转化率)，因此将旋流板和曝气板独立设置，将四层旋流板下部设置两层曝气装置。

本发明所述的实现高转换率的制备二氧化氯的设备，其制备二氧化氯气体的纯度为95％，氯酸钠转化为二氧化氯气体的转化率为95％。

当然，本发明中的反应釜1顶部的加料器2也可替换为现有技术中的文氏管，同样可以实现加料过程，即通过文氏管混合后的混合原料液体直接进入到反应釜1中的一层旋流板上。由于本发明中反应釜中采用独立式的多层旋流和多层曝气的过程，最大程度的保证原料液充分反应，使得整个反应系统具有较高的二氧化氯转化率。

实施例1：将99％浓度的固体氯酸钠与50％浓度的过氧化氢配制为氯酸钠混合液，将98％浓度的浓硫酸加水稀释为75％浓度的稀硫酸；由原料泵32，在本实施中为计量泵，按摩尔比硫酸∶氯酸钠∶过氧化氢＝1.9∶1.9∶0.9的比例连续向加料器2投料，两种溶液进入加料器2前通过各自的水浴加温器30加热至56℃，空气进入加料器2前被空气加热器36也加热至56℃。硫酸、氯酸钠混合液和热空气在Y型混合加料管4中混合成雾状气液混合物并开始反应，经初步反应后的反应液进入反应釜1经多层旋流曝气反应。经测试，二氧化氯气体纯度为95％，氯酸钠转化为二氧化氯气体的转化率为95％。

实施例2：将99％浓度的固体氯酸钠与50％浓度的过氧化氢配制为氯酸钠混合液，将98％浓度的浓硫酸加水稀释为70％浓度的稀硫酸；由原料泵32，在本实施中为计量泵，按摩尔比硫酸∶氯酸钠∶过氧化氢＝2∶2∶1连续向加料器2投料，两种溶液进入加料器前通过各自的水浴加温器30加热至60℃，空气进入加料器前被空气加热器36也加热至60℃。硫酸、氯酸钠混合液和热空气在Y型混合加料管4中混合成雾状气液混合物并开始反应，经初步反应后的反应液进入反应釜经多层旋流曝气反应。经测试，二氧化氯气体纯度为95％，氯酸钠转化为二氧化氯气体的转化率为95％。

实施例3：将99％浓度的固体氯酸钠与50％浓度的过氧化氢配制为氯酸钠混合液，将98％浓度的浓硫酸加水稀释为70％浓度的稀硫酸；由原料泵32，在本实施中为计量泵，按摩尔比硫酸∶氯酸钠∶过氧化氢＝2.1∶2.1∶1.1连续向加料器2投料，两种溶液进入加料器前通过各自的水浴加温器30加热至64℃，空气进入加料器前被空气加热器36也加热至64℃。硫酸、氯酸钠混合液和热空气在Y型混合加料管4中混合成雾状气液混合物并开始反应，经初步反应后的反应液进入反应釜1经多层旋流曝气反应。经测试，二氧化氯气体纯度为95％，氯酸钠转化为二氧化氯气体的转化率为95％。

用五步碘量法测定以上实施例制得的二氧化氯的水溶液，测量和试验数据见表1。测量方法为根据中华人民共和国卫生部2002年11月颁发的《消毒技术规范》2002年版第122页2.2.1.2.6“二氧化氯(ClO2)含量的测定”章节中的五步碘量法。

在500ml的碘量瓶中加200ml蒸馏水、1ml磷酸盐缓冲液，吸取5ml二氧化氯溶液试样于碘量瓶中，再加入10ml碘化钾溶液，并进行均匀混合。用0.01mol/L的硫代硫酸钠滴定液滴定至淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴至蓝色刚好消失为止，记录读数为A。

在上述滴定出A值的溶液中再加入2.5mol/L盐酸溶液2.5ml，并放置暗处5min。用0.01mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定至蓝色消失，记录读数为B。

在500ml碘量瓶中加200ml蒸馏水、1ml磷酸盐缓冲液，吸取1.0ml～10.0ml二氧化氯溶液或稀释液加于碘量瓶中，然后通入高纯氮气吹至黄绿色消失，再加入10ml碘化钾溶液，用硫代硫酸钠滴定液滴定至淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴至蓝色刚好消失为止，记录读数为C。

在上述滴定出C值的溶液中再加入2.5mol/L盐酸溶液2.5ml，并放置暗处5min。用0.01mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定至蓝色消失，记录读数为D。

在50ml碘量瓶中加入1ml溴化钾溶液和10ml浓盐酸，混匀并再加1.0ml～10.0ml二氧化氯溶液，立即塞住瓶塞并混匀。置于暗处反应20min，然后加入10ml碘化钾溶液，剧烈震荡5s，立即转移至装有25ml饱和磷酸氢二钠溶液的500ml碘量瓶中，清洗50ml碘量瓶并将洗液转移至500ml碘量瓶中，使溶液最后体积在200ml～300ml。用0.01mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定至淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴至蓝色刚好消失为止。同时用蒸馏水作空白对照。得读数为E＝样品读数-空白读数。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3
				读数A	3.58ml	3.60ml	3.60ml
读数B	14.85ml	14.85ml	14.95ml
				读数C	0.30ml	0.35ml	0.30ml
读数D	0.70ml	0.65ml	0.70ml
				读数E	18.48ml	18.49ml	18.60ml
ClO₂	501.08mg/L	502.85mg/L	504.62mg/L
				ClO₂ ^-	24.79mg/L	23.02mg/L	24.79mg/L
ClO₃ ^-	1.46mg/L	1.17mg/L	1.46mg/L
				Cl₂	2.98mg/L	3.72mg/L	2.83mg/L

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于制备二氧化氯的反应装置，包括反应釜，其上部与液体物料输入管道连通、顶部与输出二氧化氯气体的气体输出管连通，其底部与用于排出反应残液的液体排出管道连通，其特征在于：所述反应釜中由上而下依次设有多层用于形成旋流的旋流板和位于所述旋流板下方的用于提供上升热气的曝气板。

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于：所述每层旋流板包括彼此通过过液口连通的旋流槽，所述液体物料在每层旋流板的相邻旋流槽内所形成的旋流方向彼此相反并通过旋流板下料管流入下一层旋流板上，最后一层旋流板上的液体物料通过旋流板下料管流入最上层曝气板上。

3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于：所述反应釜中具有一连通各层所述旋流板和所述曝气板的导气管，所述导气管与所述反应釜上的气体输出管连通，所述各层旋流板和所述曝气板上生成的二氧化氯气体通过所述导气管进入所述气体输出管。

4.根据权利要求3所述的反应装置，其特征在于：

所述每层旋流板包括旋流板底板、位于所述旋流板底板上端面外缘处的旋流板外壁，以及位于所述旋流板底板中部的导气孔，所述底板上表面设有旋流板挡板和多道从导气孔周边开始从内到外顺次设置的旋流槽壁，所述旋流板挡板由最内侧旋流槽壁径向延伸至旋流板外壁处；相邻旋流槽壁之间以及最外侧旋流槽壁和旋流板外壁间形成旋流槽；相邻旋流槽间的旋流槽壁上开设过液口，所述过液口交替分设于旋流挡板两侧，以使相邻旋流槽所形成的旋流方向相反，所述旋流槽对应的底板上设有向下一层旋流板或曝气板延伸的下料管，最后一层旋流板上的旋流槽对应的底板上设有向最上层曝气板延伸的下料管；

所述每层曝气板包括曝气板底板以及连接在其上表面外缘处的曝气板外壁，所述曝气板板底板中部设有底部导气管，所述曝气板底板上设置有具有多条分支管的曝气管和曝气板挡板，所述曝气管的管壁上开有若干个曝气孔，所述曝气板挡板连接在所述底部导气管与曝气板外壁之间，所述曝气板底板上设置有流入下一层曝气板的曝气板下料管，最下层曝气板的曝气板外壁上设有排液口并与所述液体排出管道连通。

5.根据权利要求4所述的反应装置，其特征在于：各层旋流板外壁和各层曝气板外壁顺次连接构成所述反应釜侧壁；所述旋流板底板中部的导气孔与所述最内侧旋流槽壁构成中部导气管，所述底部导气管、中部导气管以及位于反应釜顶部的顶部导气管顺次连接并构成所述导气管。

6.根据权利要求4或5所述的反应装置，其特征在于：每层所述旋流板的旋流板外壁和每层所述曝气板的曝气板外壁上均设有紧急排液口，并通过排液阀控制所述紧急排液口的开合。

7.根据权利要求4或5所述的反应装置，其特征在于：所述反应釜中，相间设置的旋流板结构相同，且相邻设置的两个旋流板上的所述下料管设置于不同位置的旋流槽处。

8.采用根据权利要求1至7任意一项所述的反应装置制备二氧化氯的方法，其特征在于：液体物料落入反应装置中反应釜内的旋流板上并形成旋流，依次经过多层旋流板和位于所述旋流板下方的多层曝气板进行均匀混合和反应后，形成二氧化氯气体和反应残液，所述二氧化氯气体由所述反应釜顶部进入气体输出管，反应残液由反应釜底部排入至液体排出管道。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述每层旋流板包括彼此通过过液口连通的旋流槽，所述液体物料在每层旋流板的相邻旋流槽内所形成的旋流方向彼此相反并通过旋流板下料管流入下一层旋流板上，最后一层旋流板上的液体物料流入最上层曝气板上。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述反应釜中具有一连通各层所述旋流板和所述曝气板的导气管，所述导气管与所述反应釜上的气体输出管连通，所述各层旋流板和所述曝气板上生成的二氧化氯气体通过所述导气管进入所述气体输出管。