CN105947986B - 一种制备、吸收二氧化氯的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工产品生产技术领域，具体涉及一种制备、吸收二氧化氯的装置及方法。本发明装置包括热水浴组件、反应发生及吸收组件和搅拌组件，热水浴温度为60℃~95℃，反应槽置于热水浴容器内，反应前向反应槽中加入原料，原料是氯酸盐、固体酸和还原剂按照摩尔比1：（0.4~1.2）：（0.02~1）混合，反应槽上设有二氧化氯出气口，与二氧化氯导气管连接，二氧化氯导气管连接二氧化氯缓存袋。本发明的装置是集二氧化氯的制备和吸收为一体的装置，本发明的二氧化氯制备配方配比后的固体原料能够稳定保存，原料价格廉价，原料发生反应的转化率较高，安全性好，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于化工产品生产技术领域，具体涉及一种制备、吸收二氧化氯的装置及方法。
背景技术
二氧化氯是一种强氧化剂，集消毒、灭藻、漂白和降解有机物等多种功能于一体，且安全性被世界卫生组织列为A1级，可以广泛应用于水处理、纸浆漂白、医疗卫生等众多领域。
目前生产二氧化氯的方法主要有还原法和氧化法。其中还原法是加入酸和还原剂，还原氯酸盐产生二氧化氯，一般使用氯化物作还原剂，过程中产生氯气杂质，消毒后依然会产生致癌有机氯物质；氧化法是酸化亚氯酸盐，氯酸盐发生歧化反应，得到二氧化氯，亚氯酸盐成本高。以上两种方法均使用了液态强酸如盐酸、硫酸，腐蚀性强，适用范围受限制。
目前，市场上出现很多二氧化氯消毒产品，主要分为稳定性二氧化氯溶液和二氧化氯泡腾片，稳定性二氧化氯在使用时酸化即可，二氧化氯泡腾片加水活化，即可使用。然而，两种产品活化并不完全，仍有大部分氯酸根离子和亚氯酸根离子，不仅不能发挥有效作用，而且具有毒性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种制备、吸收二氧化氯的装置及方法，目的是使制备原料高转化率地转化为二氧化氯，并使二氧化氯完全发挥作用，提高二氧化氯使用的安全性，降低生产成本。
实现本发明目的的制备、吸收二氧化氯的装置包括热水浴组件、反应发生及吸收组件和搅拌组件；其中所述的热水浴组件包括一个热水浴容器，热水浴容器上设有进水口和出水口，热水浴组件的常闭温控开关控制热水浴温度范围为60℃~95℃；所述的反应发生及吸收组件包括一个反应槽，反应槽置于热水浴容器内，反应槽上设有反应槽进料口、反应槽出料口和二氧化氯出气口，其中二氧化氯出气口与二氧化氯导气管连接，二氧化氯导气管连接二氧化氯缓存袋；所述的搅拌组件包括一个置于反应槽底部的磁转子。
其中，所述的热水浴组件还设有电源插口和加热电阻丝。
所述的磁转子是由电机带动电机磁转子进行搅拌的。
所述的反应槽材质为耐热、耐酸、耐腐蚀的聚四氟乙烯、陶瓷或玻璃。
所述进料口、出料口、二氧化氯出气口和导气管两端均设有聚四氟乙烯或聚氯乙烯密封垫片。
所述的二氧化氯缓存袋为可折叠的袋状容器，材质为透气耐腐蚀的玻璃纤维或氯纶材料。
采用制备、吸收二氧化氯的装置制备、吸收二氧化氯的方法，按照以下步骤进行：
（1）开启热水浴容器的进水口，接入热水浴用水，开启反应槽进料口，向进料口中加入原料，所述的原料是氯酸盐、固体酸和还原剂按照摩尔比1：（0.4~1.2）：（0.02~1）混合，再加入少量水，关闭进料口；
（2）连接二氧化氯出气口、导气管和二氧化氯缓存袋，将二氧化氯缓存袋置于待处理的液中；
（3）接通热水浴组件的电源，同时开启搅拌组件，热水浴温度范围60℃~95℃，反应槽中产生二氧化氯气体，经二氧化氯气体出口和导气管进入二氧化氯缓存袋中，通过二氧化氯缓存袋进入待处理液中。
其中，所述的氯酸盐是氯酸钠或氯酸钾。
所述的固体酸是硫酸氢盐、焦硫酸盐、草酸或酒石酸。
所述的还原剂是柠檬酸、酒石酸、草酸及其盐、尿素、蔗糖或甲酸盐。
所述的水的加入量按照5~20g原料/mL水。
所述的待处理液包括自来水、泳池水、水产养殖用水、造纸厂废水。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明的装置是集二氧化氯的制备和吸收为一体的装置，装置通过热水浴组件使反应发生温度维持在稳定温度，搅拌组件加快了反应发生速度，在反应发生、吸收组件的进料口、出料口和二氧化氯气体出口上均采用聚四氟乙烯或聚氯乙烯密封垫圈，既保障气密性良好，又不能被二氧化氯产物腐蚀，二氧化氯缓存袋采用透气耐腐蚀材质，直接置于待处理液中，能够使二氧化氯直接用于自来水消毒、游泳池灭菌、水产消毒灭藻、造纸厂漂白、工业废水除氰进而除酚等场合，发挥氧化、杀菌、漂白的作用，能根据需要发挥氧化、杀菌、漂白、灭藻多种功能。
按照本发明的二氧化氯制备配方配比后的固体原料能够稳定保存，原料价格廉价，原料发生反应的转化率较高，安全性好，使用方便。
附图说明
图1是本发明实施例的制备、吸收二氧化氯的装置示意图；
其中： 1：加热电源插头；2：导线；3 ：常闭温控开关；4：电加热底座；5：热水浴壶；6：热水浴壶进水口；7：热水浴壶出水口；8 ：反应槽；9：反应槽进料口；10：反应槽出料口；11：二氧化氯出气结合口1；12：二氧化氯导气管；13：二氧化氯出气结合口2；14：二氧化氯缓存袋；15：磁转子；16：加热电阻丝；17：电机磁转子；18：电机；19：手持柄。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，本发明的保护范围不限于以下所述。
本实施例的制备、吸收二氧化氯的装置如图1所示，包括热水浴组件、反应发生及吸收组件和搅拌组件；其中所述的热水浴组件包括一个热水浴容器，本实施例中的热水浴容器是如图1所示的热水浴壶5，水浴壶5顶部设有手持柄19，热水浴壶5上设有热水浴壶进水口6和热水浴壶出水口7，本实施例中的热水浴组件还包括一个电加热底座4，电加热底座4上的常闭温控开关3控制热水浴温度范围为60℃~95℃，电加热底座4上还设有电源插口，通过导线2与加热电源插头1相连；所述的反应发生及吸收组件包括一个反应槽8，反应槽8置于热水浴壶5内，反应槽8上设有反应槽进料口9、反应槽出料口10和二氧化氯出气口，其中本实施例中的二氧化氯出气口被称为二氧化氯出气结合口1 11，二氧化氯出气结合口111与二氧化氯导气管12一端连接，二氧化氯导气管12另一端与二氧化氯缓存袋14连接，二氧化氯导气管12和二氧化氯缓存袋14之间的接口为二氧化氯出其结合口2 13；所述的搅拌组件包括一个置于反应槽8底部的磁转子15，电机18转动时，磁转子15受到磁力随着电机磁转子17转动起搅拌作用。
所述的反应槽8材质为耐热、耐酸、耐腐蚀的聚四氟乙烯、陶瓷或玻璃。
所述反应槽进料口9、反应槽出料口10、二氧化氯出气结合口1 11和二氧化氯导气管12两端均设有聚四氟乙烯或聚氯乙烯密封垫片。
所述的二氧化氯缓存袋14为可折叠的袋状容器，材质为透气耐腐蚀的玻璃纤维或氯纶材料。
实施例1
采用如图1所示的制备、吸收二氧化氯的装置制备、吸收二氧化氯的方法，按照以下步骤进行：
（1）开启热水浴壶5的热水壶进水口6，接入热水浴用水，开启反应槽进料口9，向反应槽进料口9中加入原料，所述的原料是氯酸钠、草酸和柠檬酸按照摩尔比1：1：0.5混合，再按照20g原料/mL水加入水，关闭反应槽进料口10；
（2）连接二氧化氯出气结合口1 11、二氧化氯导气管12和二氧化氯缓存袋14，将二氧化氯缓存袋14置于待处理液中，本实施例中为了更明确地说明问题，待处理液为体积为1m3的自来水；
（3）接通热水浴组件的电源，同时开启搅拌组件，热水浴温度70℃，1分钟后，反应槽中产生二氧化氯气体，经二氧化氯出气结合口1 11和二氧化氯导气管12进入二氧化氯缓存袋14中，通过二氧化氯缓存袋14进入自来水中，可见二氧化氯缓存袋14体积缓慢变大，二氧化氯缓存袋14周围水变黄，且颜色向四周扩散，最后吸收水均变黄；
30min后，二氧化氯缓存袋14由于二氧化氯气体被水吸收而体积变小，关掉电源，经过15min，断开二氧化氯出气结合口1 11、二氧化氯导气管12和二氧化氯缓存袋14的连接，开启反应槽进料口9和反应槽出料口10，排出废料并加水冲洗，即整理好了整个装置，以供下次使用。
取上述吸收二氧化氯后的自来水25ml，用碘量法进行化验，计算出吸收液中二氧化氯浓度为56ppm，氯气浓度为6ppm。以氯酸钠计算，二氧化氯转化率为82.96%，纯度为90.32%，转化率和纯度均较高。
实施例2
采用如图1所示的制备、吸收二氧化氯的装置制备、吸收二氧化氯的方法，按照以下步骤进行：
（1）开启热水浴壶5的热水壶进水口6，接入热水浴用水，开启反应槽进料口9，向反应槽进料口9中加入原料，所述的原料是氯酸钾、硫酸氢盐和酒石酸按照摩尔比1：0.4：0.02混合，再按照10g原料/mL水加入水，关闭反应槽进料口10；
（2）连接二氧化氯出气结合口1 11、二氧化氯导气管12和二氧化氯缓存袋14，将二氧化氯缓存袋14置于待处理液中，本实施例中为了更明确地说明问题，待处理液为体积为1m3的自来水；
（3）接通热水浴组件的电源，同时开启搅拌组件，热水浴温度90℃，1分钟后，反应槽中产生二氧化氯气体，经二氧化氯出气结合口1 11和二氧化氯导气管12进入二氧化氯缓存袋14中，通过二氧化氯缓存袋14进入自来水中，可见二氧化氯缓存袋14体积缓慢变大，二氧化氯缓存袋14周围水变黄，且颜色向四周扩散，最后吸收水均变黄；
30min后，二氧化氯缓存袋14由于二氧化氯气体被水吸收而体积变小，关掉电源，经过15min，断开二氧化氯出气结合口1 11、二氧化氯导气管12和二氧化氯缓存袋14的连接，开启反应槽进料口9和反应槽出料口10，排出废料并加水冲洗，即整理好了整个装置，以供下次使用。
取上述吸收二氧化氯后的自来水25ml，用碘量法进行化验，计算出吸收液中二氧化氯浓度为59ppm，氯气浓度为7ppm。以氯酸钠计算，二氧化氯转化率为87.41%，纯度为89.40%，转化率和纯度均较高。
Claims (8)
1.一种制备、吸收二氧化氯的装置，其特征在于装置包括热水浴组件、反应发生及吸收组件和搅拌组件；其中所述的热水浴组件包括一个热水浴容器，热水浴容器上设有进水口和出水口，热水浴组件的常闭温控开关控制热水浴温度范围为60℃～95℃；所述的反应发生及吸收组件包括一个反应槽，反应槽置于热水浴容器内，反应槽上设有反应槽进料口、反应槽出料口和二氧化氯出气口，其中二氧化氯出气口与二氧化氯导气管连接，二氧化氯导气管连接二氧化氯缓存袋，二氧化氯缓存袋置于待处理液中，待处理液为体积为1m3的自来水；所述的搅拌组件包括一个置于反应槽底部的磁转子；
所述进料口、出料口、二氧化氯出气口和导气管两端均设有聚四氟乙烯或聚氯乙烯密封垫片；所述的二氧化氯缓存袋为可折叠的袋状容器，材质为透气耐腐蚀的玻璃纤维或氯纶材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备、吸收二氧化氯的装置，其特征在于所述的热水浴组件包括电源插口和加热电阻丝。
3.根据权利要求1所述的一种制备、吸收二氧化氯的装置，其特征在于所述的磁转子是由电机带动电机磁转子进行搅拌的。
4.根据权利要求1所述的一种制备、吸收二氧化氯的装置，其特征在于所述的反应槽材质为耐热、耐酸、耐腐蚀的聚四氟乙烯、陶瓷或玻璃。
5.采用如权利要求1所述的制备、吸收二氧化氯的装置制备、吸收二氧化氯的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)开启热水浴容器的进水口，接入热水浴用水，开启反应槽进料口，向进料口中加入原料，所述的原料是氯酸盐、固体酸和还原剂按照摩尔比1：(0.4～1.2)：(0.02～1)混合，再按照5～20g原料/mL水加入水，关闭进料口；
(2)连接二氧化氯出气口、导气管和二氧化氯缓存袋，将二氧化氯缓存袋置于待处理的液中；
(3)接通热水浴组件的电源，同时开启搅拌组件，热水浴温度范围60℃～95℃，反应槽中产生二氧化氯气体，经二氧化氯气体出口和二氧化氯导气管进入二氧化氯缓存袋中，通过二氧化氯缓存袋进入待处理液中。
6.根据权利要求5所述的一种制备、吸收二氧化氯的方法，其特征在于所述的氯酸盐是氯酸钠或氯酸钾。
7.根据权利要求5所述的一种制备、吸收二氧化氯的方法，其特征在于所述的固体酸是硫酸氢盐、焦硫酸盐、草酸或酒石酸。
8.根据权利要求5所述的一种制备、吸收二氧化氯的方法，其特征在于所述的还原剂是柠檬酸、酒石酸、草酸及其盐、尿素、蔗糖或甲酸盐。
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