CN103601153A - 便携式通用型二氧化氯发生器及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了便携式通用型二氧化氯发生器及其应用，所述发生器包括第一原料供应单元（1）、第一原料泵（2）、第二原料泵（3）、反应器（4）和第二原料供应单元（5）；反应器（4）的下部设有第一原料进口管（7）和第二原料进口管（8）；第一原料供应单元（1）、第一原料泵（2）、第一原料进口管（7）通过管路依次连接；第二原料供应单元（5）、第二原料泵（3）、第二原料进口管（8）通过管路依次连接；反应器（4）上部设出口管（9）。本发明装置所采用的原料均为盐类，不包含具有强腐蚀性的盐酸或硫酸，腐蚀性小，运输和操作安全；且反应速率快，原料转化率高。装置体积小、结构简单、重量轻，便于携带。

Description

便携式通用型二氧化氯发生器及其应用
技术领域
本发明涉及一种化学法生产高纯度二氧化氯水溶液的发生装置，具体涉及便携式通用型二氧化氯发生器及其应用。
背景技术
二氧化氯具有很强的反应活性和氧化能力，可用于水处理剂、消毒杀菌剂、纸浆漂白剂、皮革脱毛剂、煤油脱硫剂和食品保鲜剂等。目前市场上采用的发生器大多以氯酸钠、盐酸为原料生产二氧化氯，这种发生器通常称为复合型二氧化氯发生器。以亚氯酸钠、盐酸为原料生产二氧化氯的发生器通常称为高纯型二氧化氯发生器。此外还有采用其它原料（如氯酸钠、甲醇、硫酸或氯酸钠、过氧化氢、硫酸）生产二氧化氯的复杂反应器。
上述反应器存在的缺点是反应速度低、原料转化率低，设备结构复杂、体积大。最为突出的问题是所采用的原料为盐酸或硫酸，具有强腐蚀性和强刺激性，运输、操作不便，存在安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种以亚氯酸钠与硫酸氢钠两种固体盐为原料生产高纯度二氧化氯水溶液的便携式通用型二氧化氯发生器。
便携式通用型二氧化氯发生器，包括第一原料供应单元1、第一原料泵2、第二原料泵3、反应器4和第二原料供应单元5；
所述反应器4的下部设有第一原料进口管7和第二原料进口管8；
所述第一原料进口管7与第二原料进口管8分别设有进料端和出料端；
所述第一原料供应单元1、第一原料泵2、第一原料进口管7的进料端通过管路依次连接；
所述第二原料供应单元5、第二原料泵3、第二原料进口管8的进料端通过管路依次连接；
所述反应器4上部设出口管9。
所述第一原料进口管7沿反应器4管壁切线方向插入连接，所述第二原料进口管8与第一原料进口管7夹角15-30°。
所述反应器4内，第一原料进口管7的出料端靠近第二原料进口管8的出料端。
所述反应器4内，下部设有加热器10，所述加热器10位于所述第一原料进口管7出料端和第二原料进口管8出料端的上方。
本发明的加热器是10是本领域通用的镍铬丝内加热式W形电热管。
上述结构能够实现两种原料充分混合，沿管壁形成旋流状态运动，在原料溶液上升流动过程中与W形加热体冲撞形成湍动状态，有利于化学反应的进行，从而提高转化率。
所述反应器4内，中部装有钛丝填料12，一般采用钛金属切削而成。
钛丝填料的作用在于加强流体的均匀混合和防止返混。
所述反应器4顶部设有PE（聚乙烯）防爆片14。
所述反应器4外壁加附通用型镍铬丝加热带11，加附方式可采用缠绕式。
所述反应器4为钛材质管状反应器。
所述发生器还包括箱体6，所述第一原料泵2、第二原料泵3、反应器4置于箱体内；所述第一原料供应单元1和第二原料供应单元5置于箱体外部。
所述反应器4内，上部、中部、下部分别设有温度传感器13。
本发明便携式通用型二氧化氯发生器由于采用箱式结构，箱体内安装有原料泵和反应器，反应器为管状结构，管内下部装有加热器，中部装有钛丝填料，反应器外部缠有加热带，顶部装有防爆片。因此具有装置体积小、结构简单、重量轻、便于携带的特点，原料转化率高（亚氯酸钠转化率≥98%），产物纯度高。另外，本装置所采用的原料为盐溶液，腐蚀性小，具有运输和操作安全的特点。
此外，该发生器还具有较好的通用性，既可以以亚氯酸钠和盐酸为原料生产高纯型二氧化氯，还可用于以氯酸钠和盐酸为原料生产复合型二氧化氯，两种工艺均通用。
从出口管释放出的二氧化氯产品根据使用对象可以直接投入使用，例如通过水射器进入饮水消毒池，也可以临时存放在耐腐蚀避光的二氧化氯水溶液供应单元内。
附图说明
本发明附图3幅
图1是二氧化氯发生器整体工艺流程示意图；
图2是二氧化氯反应器结构示意图；
图3是二氧化氯反应器原料进口管结构示意图（I-I剖面示意图）。
图中：
1-第一原料供应单元；2-第一原料泵；3-第二原料泵；4-反应器；5-第二原料供应单元；6-箱体；7-第一原料进口管；8-第二原料进口管；9-出口管；10-加热器；11-加热带；12-钛丝填料；13-温度传感器；14-防爆片。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施过程。下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
便携式通用型二氧化氯发生器见附图1，包括第一原料供应单元1、第一原料泵2、第二原料泵3、反应器4和第二原料供应单元5，其中第一原料泵2、第二原料泵3和反应器4置于箱体内；第一原料贮罐和第二原料贮罐置于箱体外部；第一原料供应单元1、第一原料泵2与与反应器4下部的第一原料进口管7的进料端通过管路相连；第二原料供应单元5、第二原料泵3与与反应器4下部的第二原料进口管8的进料端通过管路相连，反应器4上部设出口管9。
反应器4为钛材质管状反应器，见附图2，外壁加附通用型镍铬丝加热带11；反应器4内下部装有加热器10，中部装有钛丝填料12，顶部装有防爆片14和出口管9，上部、中部、下部分别设有温度传感器13其中，加热器10位于所述第一原料进口管7出料端和第二原料进口管8出料端的上方。
如附图3所示，第一原料进口管7沿反应器4管壁切线方向插入连接，所述第二原料进口管8与第一原料进口管7夹角30°，在反应器4内，第一原料进口管7的出料端靠近第二原料进口管8的出料端。
实施例1
本发明的一个实施方案是反应原料亚氯酸钠固体和水由第一供应单元1、原料泵2，经第一原料进口管7沿反应器4下部管壁切线方向进入反应器4内；与此同时，原料硫酸氢钠固体和水由第二供应单元5、原料泵3，经第二原料进口管8进入反应器4内，与第一原料进口管7的出料端的亚氯酸钠充分混合、经加热器10加热快速升温后进入装有钛丝填料12的反应器4中部。原料经过充分反应后生成的二氧化氯气体溶于水形成水溶液经出口管9直接输出到反应器箱体6的外部。
实施例2
本发明的另一个实施方案反应原料氯酸钠水溶液由第一供应单元1、原料泵2，经第一原料进口管7沿反应器4下部管壁切线方向进入反应器4内；与此同时，原料盐酸由第二供应单元5、原料泵3，经第二原料进口管8进入反应器4内，与第一原料进口管7的出口端的氯酸钠水溶液充分混合、经加热器10加热快速升温后进入装有钛丝填料12的反应器4中部。原料经过充分反应后生成生产出复合型二氧化氯（即二氧化氯与氯的混合物，通常ClO2:Cl2=2:1（摩尔比，反应方程式为：2NaClO3+4HCl→2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O）经出口管9输出到反应器箱体6的外部。
实施例3
本发明的再一个实施方案是反应原料亚氯酸钠水溶液由第一供应单元1、原料泵2，经第一原料进口管7沿反应器4下部管壁切线方向进入反应器4内；与此同时，原料盐酸由第二供应单元5、原料泵3，经第二原料进口管8进入反应器4内，与第一原料进口管7的出口端的亚氯酸钠水溶液充分混合、经加热器10加热快速升温后进入装有钛丝填料12的反应器4中部。原料经过充分反应后生成高纯型二氧化氯水溶液（≥98%）经出口管9输出到反应器箱体6的外部。

Claims (10)

1.便携式通用型二氧化氯发生器，包括第一原料供应单元（1）、第一原料泵（2）、第二原料泵（3）、反应器（4）和第二原料供应单元（5）；
所述反应器（4）的下部设有第一原料进口管（7）和第二原料进口管（8）；
所述第一原料进口管（7）与第二原料进口管（8）分别设有进料端和出料端；
所述第一原料供应单元（1）、第一原料泵（2）、第一原料进口管（7）的进料端通过管路依次连接；
所述第二原料供应单元（5）、第二原料泵（3）、第二原料进口管（8）的进料端通过管路依次连接；
所述反应器（4）上部设出口管（9）；
所述第一原料进口管（7）沿反应器4管壁切线方向插入连接，所述第二原料进口管（8）与第一原料进口管（7）夹角15-30°。
2.根据权利要求1所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）内，第一原料进口管（7）的出料端靠近第二原料进口管（8）的出料端。
3.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）内，下部设有加热器（10），所述加热器（10）位于所述第一原料进口管（7）出料端和第二原料进口管（8）出料端的上方。
4.根据权利要求3所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）内，中部装有钛丝填料（12）。
5.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）顶部设有PE防爆片（14）。
6.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）外壁加附镍铬丝加热带（11）。
7.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）为钛材质管状反应器。
8.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述发生器还包括箱体（6），所述第一原料泵（2）、第二原料泵（3）、反应器（4）置于箱体内；所述第一原料供应单元（1）和第二原料供应单元（5）置于箱体外部。
9.根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述反应器（4）内，上部、中部、下部分别设有温度传感器（13）。
10.权利要求1-9任意一项所述的发生器的应用，其特征在于，所述发生器以亚氯酸钠和硫酸氢钠为原料生产二氧化氯。
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