CN103127891A - 一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，它包括壳体、控制器，所述壳体内设有盐酸罐、亚氯酸钠罐、原料加料计量泵、消毒液计量泵、反应器，所述盐酸罐、亚氯酸钠罐分别与原料加料计量泵连接，反应器分别与原料加料计量泵、消毒液计量泵连接，盐酸罐底部设有盐酸低液位开关，亚氯酸钠罐底部设有亚氯酸钠低液位开关，反应器上设有行程开关，所述盐酸低液位开关、亚氯酸钠低液位开关、行程开关、原料加料计量泵、消毒液计量泵与控制器连接。本发明能够实现连续运行，工艺简单，安装操作方便，利用微正压全液相可伸缩柔性反应器，间歇性反应连续性投加的生产二氧化氯消毒液的方法及装置，可实现投加点高正压投加。

Description

一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置及方法

技术领域

本发明涉及二氧化氯制备技术领域，尤其涉及一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置及方法，利用微正压全液相可伸缩柔性反应器，可间歇性反应连续性投加，实现投加点高正压投加二氧化氯消毒液。

背景技术

当前二氧化氯设备反应器内部空间固定，设备内有一定气相空间，设备在负压下运行，产生的二氧化氯通过水射器与动力水混合输送到投加点，由于水射器本身特性的限制，投加点压力一般都小于0.1Mpa，且设备较大，各系统分散，主要用于大型水厂或者投加点压力较低的现场。这种方法的缺点是，1.消毒液浓度低，流量大。2.若要正压投加需单独配置耐腐蚀动力泵、相应的中间罐、气液分离器和联动控制，3.设备分散安装复杂。而对于目前二次供水或者城镇农村山区的现场，水量小，水量变化性大，且管道投加或者投加点压力较高，并且现场运输和安装条件不便，需要一种能解决此问题的二氧化氯制备方法及装置。本发明是一种利用微正压全液相可伸缩柔性反应器，可间歇性反应连续性投加，也可实现投加点高正压投加二氧化氯消毒液的方法及装置，其原料系统、反应系统、输送系统及控制系统整套装置采用一体化的结构，可根据反应器内储存消毒液的情况间歇反应，投加时根据水量情况，不需水射器，消毒液不需与水混合直接输送到投加点。特别适合于小型城镇农村供水和带压场合的消毒，解决了目前市场二氧化氯反应不易控制，以及采用水射器投加不能用于高压力投加点，且投加量不易控制的难题。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述不足，提供了一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置及方法；本发明利用微正压全液相可伸缩柔性反应器，工艺可行，操作简单，安装使用方便，可间歇性反应连续性投加的生产二氧化氯消毒液的方法及装置，也可实现投加点高正压投加。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，它包括壳体、控制器，所述壳体内设有盐酸罐、亚氯酸钠罐、原料加料计量泵、消毒液计量泵、反应器，所述盐酸罐、亚氯酸钠罐分别与原料加料计量泵连接，反应器分别与原料加料计量泵、消毒液计量泵连接，盐酸罐底部设有盐酸低液位开关，亚氯酸钠罐底部设有亚氯酸钠低液位开关，反应器上设有行程开关，所述盐酸低液位开关、亚氯酸钠低液位开关、原料加料计量泵、消毒液计量泵与控制器连接。

所述盐酸罐上部设有盐酸加料口、下部设有盐酸出料阀、盐酸罐液位计，盐酸罐通过盐酸出料阀与原料加料计量泵连接；所述亚氯酸钠罐上部设有亚氯酸钠加料口、下部设有亚氯酸钠出料阀、亚氯酸钠罐液位计，亚氯酸钠罐通过亚氯酸钠出料阀与原料加料计量泵连接，原料加料计量泵通过三通混合进料口与反应器连接。

所述盐酸加料口、亚氯酸钠加料口、直径大于100mm，可方便地直接添加物料。

所述反应器为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器，反应器设于反应器外壳内，所述反应器出口设置可移动的滑动管道，滑动管道上部设有随动的滑动触点，反应器外壳上设有非接触式行程开关，行程开关与控制器连接，滑动触点与行程开关配合，实现对反应器原料加料控制，能够根据反应器伸缩距离及滑动触点位置进行调整。

消毒液计量泵进口与滑动管道连接，消毒液计量泵出口依次连接背压阀、消毒液出口阀。

滑动管道与消毒液计量泵进口之间通过柔性管道连接，柔性管道内消毒液成微正压状态，消毒液计量泵出口至消毒液出口阀之间的管道内消毒液压力在0-1.0Mpa范围内运行。

外来信号包括余二氧化氯信号、流量信号以及其他连锁、联动信号等输入到控制器，控制器根据外来信号进行控制运算后，对消毒液投加计量泵进行操纵，可实现消毒液的自动投加或随动投加。

整套装置采用一体化集成的结构，所述盐酸罐、亚氯酸钠罐位置可置于反应器和计量泵两侧或后侧。

二氧化氯的制备工艺方法，包括以下步骤：

1）使用配制的亚氯酸钠溶液中亚氯酸钠质量浓度为1.5～2.5%，使用配制的盐酸溶液中盐酸质量浓度为3～5%，所述亚氯酸钠溶液与盐酸溶液进料量按体积比1：0.8～1.2混合反应；

2）亚氯酸钠溶液与盐酸溶液的反应为常温全液相微正压反应，反应器(7)为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器；

3）反应后的消毒液通过消毒液计量泵直接以0～1.0MPa正压输送到投加点。

本发明的工作原理和工作过程：

通过观察盐酸罐液位计、亚氯酸钠罐液位计，按一定浓度配置好的盐酸溶液和亚氯酸溶液分别从盐酸加料口、亚氯酸钠加料口添加。设备启动后，盐酸溶液和亚氯酸溶液分别通过盐酸出料阀、亚氯酸钠出料阀进入原料加料计量泵的进口，运行的原料加料计量泵同时把原料按比例通过管道进入反应器底部设置的三通混合进料口，原料混合后进入反应器内部并开始反应。反应好的消毒液通过消毒液计量泵根据控制器输出的信号运行，经过背压阀及消毒液出口阀可以正压到达投加点。

反应器首次运行要使内部充满水，排出空气。随着进入反应器原料的不断增加，柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器向上运动，并带动滑动管道及滑动触点向上运动。当滑动触点接触到反应器外壳上部固定触点上限，控制器接收到上限信号，原料加料计量泵即停止运行。当反应器内的消毒液由于消毒液计量泵的运行减少并带动滑动管道及滑动触点向下运动。滑动触点接触到反应器外壳上部固定触点下限，控制器接收到下限信号，原料加料计量泵即开始运行，如此反复。

控制器根据固定触点下限、固定触点上限接受开关量信号控制原料加料计量泵的启停。同时控制器根据外来信号接受开关量或模拟量信号控制消毒液计量泵的运行和投加量，消毒液计量泵出口的压力可达1.0Mpa，以实现消毒液高压力投加。

当盐酸和亚氯酸钠溶液液位低于盐酸低液位开关、亚氯酸钠低液位开关的位置时，控制器接收信号，设备报警停止工作。

整套装置采用一体化集成的结构，内部部件及管路紧密连接，原料可以通过罐体直径大于100mm的加料口直接添加物料，设备设置消毒液出口阀现场可以直接到投加点，现场管路连接简单。

本发明的有益效果：

1.本发明工艺简单，整套装置一体化的结构，其性能可靠，安装、操作方便，特别适合于小型城镇供水和带压场合的消毒，解决了目前市场二氧化氯发生器反应滞后，投加量不易控制，以及不能用于高压力投加点的难题。

2.柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器，无气相全液相微正压反应，提高了安全性。

3.设备一体化的结构设计，现场安装简单。

4.消毒液可实现正压投加，适用于有压力的场合。

5.配置适宜的控制器，实现了自动投加。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中，1.控制器，2.外来信号，3.消毒液出口阀，4.背压阀，5.消毒液计量泵，6.滑动管道，7.反应器，8.原料加料计量泵，9.壳体，10.三通混合进料口，11.亚氯酸钠出料阀，12.亚氯酸钠罐，13.盐酸罐，14.盐酸出料阀，15.盐酸低液位开关，16.亚氯酸钠低液位开关，17.盐酸罐液位计，18.亚氯酸钠罐液位计，19.盐酸加料口，20.亚氯酸钠加料口，21.固定触点下限，22.滑动触点，23.固定触点上限。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，它包括壳体9、控制器1，所述壳体内设有盐酸罐13、亚氯酸钠罐12、原料加料计量泵8、消毒液计量泵5、反应器7，所述盐酸罐13、亚氯酸钠罐12分别与原料加料计量泵8连接，反应器7分别与原料加料计量泵8、消毒液计量泵5连接，盐酸罐13底部设有盐酸低液位开关15，亚氯酸钠罐12底部设有亚氯酸钠低液位开关16，反应器7上设有行程开关，所述盐酸低液位开关15、亚氯酸钠低液位开关16、行程开关、原料加料计量泵8、消毒液计量泵5与控制器1连接。控制器1设于壳体9上，也可以是与设备分体的单独控制器（箱/柜）。

所述盐酸罐13上部设有盐酸加料口19、下部设有盐酸出料阀14、盐酸罐液位计17，盐酸罐13通过盐酸出料阀14与原料加料计量泵8连接；所述亚氯酸钠罐12上部设有亚氯酸钠加料口20、下部设有亚氯酸钠出料阀11、亚氯酸钠罐液位计18，亚氯酸钠罐12通过亚氯酸钠出料阀11与原料加料计量泵8连接，原料加料计量泵8通过三通混合进料口10与反应器7连接。

所述盐酸加料口19、亚氯酸钠加料口20、直径大于100mm，可方便地直接添加物料。

所述反应器7为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器，反应器7设于反应器外壳内，所述反应器出口设置可移动的滑动管道（轨道）6，滑动管道（轨道）6上部设有随动的滑动触点22，反应器外壳上部设有固定触点下限21、固定触点上限23，固定触点下限21、固定触点上限23能够根据反应器伸缩距离及滑动触点22位置进行调整，反应器底部设置三通混合进料口10。所述固定触点下限21、固定触点上限23与控制器1连接。或者在反应器外壳上设非接触式行程开关，行程开关与控制器1连接，滑动触点与行程开关配合，实现对反应器原料加料控制。

消毒液计量泵5进口与滑动管道6连接，消毒液计量泵5出口依次连接背压阀4、消毒液出口阀3。

滑动管道6与消毒液计量泵5进口之间通过柔性管道连接，柔性管道内消毒液成微正压状态，消毒液计量泵5出口至消毒液出口阀3之间的管道内消毒液压力在0-1.0Mpa范围内运行。

外来信号2（包括余二氧化氯信号、流量信号以及其他连锁、联动信号等）输入到控制器1，控制器根据外来信号进行控制运算后，对消毒液投加计量泵进行操纵，可实现消毒液的自动投加或随动投加。

外来信号2采用模拟量型号或开关量信号。

整套装置采用一体化集成的结构，所述盐酸罐13、亚氯酸钠罐12位置可置于反应器和计量泵两侧或后侧。

所述控制器1采用PLC。控制器可包括反应器原料加料控制和消毒液投加控制，控制器可采用各种通用PLC或多种简易型PLC控制器。

二氧化氯的制备工艺方法，包括以下步骤：

1）使用配制的亚氯酸钠溶液中亚氯酸钠质量浓度为1.5～2.5%，使用配制的盐酸溶液中盐酸质量浓度为3～5%，所述亚氯酸钠溶液与盐酸溶液进料量按体积比1：0.8～1.2混合反应；

2）亚氯酸钠溶液与盐酸溶液的反应为常温全液相微正压反应，反应器(7)为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器；

3）反应后的消毒液通过消毒液计量泵直接以0～1.0MPa正压输送到投加点。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，它包括壳体(9)、控制器(1)，其特征是，所述壳体内设有盐酸罐(13)、亚氯酸钠罐(12)、原料加料计量泵(8)、消毒液计量泵(5)、反应器(7)，所述盐酸罐(13)、亚氯酸钠罐(12)分别与原料加料计量泵(8)连接，反应器(7)分别与原料加料计量泵(8)、消毒液计量泵(5)连接，盐酸罐(13)底部设有盐酸低液位开关(15)，亚氯酸钠罐(12)底部设有亚氯酸钠低液位开关(16)，所述盐酸低液位开关(15)、亚氯酸钠低液位开关(16)、原料加料计量泵(8)、消毒液计量泵(5)与控制器(1)连接。

2.如权利要求1所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，所述盐酸罐(13)上部设有盐酸加料口(19)、下部设有盐酸出料阀(14)、盐酸罐液位计(17)，盐酸罐(13)通过盐酸出料阀(14)与原料加料计量泵(8)连接；所述亚氯酸钠罐(12)上部设有亚氯酸钠加料口(20)、下部设有亚氯酸钠出料阀(11)、亚氯酸钠罐液位计(18)，亚氯酸钠罐(12)通过亚氯酸钠出料阀(11)与原料加料计量泵(8)连接，原料加料计量泵(8)通过三通混合进料口（10）与反应器(7)连接。

3.如权利要求1所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，所述反应器(7)为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器，反应器(7)设于反应器外壳内，所述反应器出口设置可移动的滑动管道(6)，滑动管道(6)上部设有随动的滑动触点(22)，反应器外壳上设有非接触式行程开关，行程开关与控制器连接，滑动触点与行程开关配合。

4.如权利要求3所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，所述消毒液计量泵(5)进口与滑动管道(6)连接，消毒液计量泵(5)出口依次连接背压阀(4)、消毒液出口阀(3)。

5.如权利要求3所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，所述滑动管道(6)与消毒液计量泵(5)进口之间通过柔性管道连接，柔性管道内消毒液成微正压状态。

6.如权利要求1所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，将外来信号（2）输入到控制器（1），控制器（1）根据外来信号进行控制运算后，对消毒液投加计量泵进行操纵，实现消毒液的自动投加或随动投加。

7.如权利要求6所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，外来信号(2)为模拟量型号、或开关量信号。

8.如权利要求1所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，整套装置采用一体化集成的结构，所述盐酸罐(13)、亚氯酸钠罐(12)置于反应器和计量泵两侧、或后侧。

9.如权利要求1所述的一种间歇性反应连续性投加的二氧化氯制备装置，其特征是，所述控制器（1）采用PLC。

10.利用权利要求1至9任一项所述的二氧化氯制备装置制备二氧化氯的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）使用配制的亚氯酸钠溶液中亚氯酸钠质量浓度为1.5～2.5%，使用配制的盐酸溶液中盐酸质量浓度为3～5%，所述亚氯酸钠溶液与盐酸溶液进料量按体积比1：0.8～1.2混合反应；

2）亚氯酸钠溶液与盐酸溶液的反应为常温全液相微正压反应，反应器(7)为柔性可伸缩的气囊或者活塞式反应器；

3）反应后的消毒液通过消毒液计量泵直接以0～1.0MPa压力输送到投加点。

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