CN107902627A - 一种高纯度二氧化氯发生器 - Google Patents

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Abstract

一种高纯度二氧化氯发生器，包括第一原料罐、第二原料罐、第三原料罐、一级反应罐、二级反应罐和三级反应罐；一级反应罐设置在二级反应罐内，一级反应罐的上部设置有一级出气口和一级排液口，一级反应罐分别通过一级进料管路和二级进料管路与第一原料罐和第二原料罐连接；二级反应罐与三级反应罐连接，连接管路上设置有控制阀；三级反应罐与第三原料罐之间连接有第三原料管路；二级反应罐和三级反应罐的底端均设置有排液管，排液管上设置有排液阀；二级反应罐和三级反应罐的上端出气口均与二氧化氯出气管连接。该发生器通过多级反应，使原料反应彻底，减少浪费，并且能够得到高纯度二氧化氯气体。

Description

一种高纯度二氧化氯发生器
技术领域
本发明涉及一种用于二氧化氯合成制取的设备，属于二氧化氯发生技术领域。
背景技术
二氧化氯是一种无毒无害的氧化剂和消毒剂，通常采用盐酸与氯酸钠(或亚氯酸钠)定 量注入到反应罐内，反应罐在加热的情况下发生化学反应生成二氧化氯与氯气，化学方程式 为：
NaClO3+2HC1＝NaC1+C1O2+1/2C12+H2O；
5NaClO2+4HCl＝5NaCl+4ClO2+2H2O；
一定浓度的氯酸钠水溶液(或者一定浓度的亚氯酸钠水溶液)和一定浓度的盐酸被定量 输送到反应罐内，在一定温度下经过曝气反应生成二氧化氯和氯气的气液混合物，制成一定 浓度的二氧化氯混合消毒液，再通过水射器吸入投加到消毒水体中或投加到需要消毒的物体 中，完成二氧化氯和氯气的协同消毒、氧化等作用。
也可以采用亚氯酸钠(NaCLO2)与柠檬酸(C6H8O7)反应生成，反应方程式为：
15NaCLO2+4C6H8O7＝4Na3C6H5O7(柠檬酸钠)+12CLO2+3NaCL+6H2O。
目前的二氧化氯的制取设备各有特点。如中国专利文献CN102701156A公开的《一种二氧 化氯发生系统》、CN102502507A公开的《二氧化氯的制备装置及其工艺》、CN103334117A公 开的《一种高效电解法的二氧化氯发生器》以及CN103922288A公开的《二氧化氯发生器改进 结构》。这些设备结构复杂，耗能大，主要是原料反应不完全，造成原料浪费，制取成本高， 获得的二氧化氯气体纯度不高，并且反应产物存在泄漏的危险性，安全性能有待提高。
发明内容
本发明针对现有气态合成制取时料液混合反应技术存在的问题，提供一种能够反应完全、 安全高效的高纯度二氧化氯发生器。
本发明的高纯度二氧化氯发生器，采用以下技术方案：
该高纯度二氧化氯发生器，包括第一原料罐、第二原料罐、第三原料罐、一级反应罐、 二级反应罐和三级反应罐；一级反应罐设置在二级反应罐内，一级反应罐的上部设置有一级 出气口和一级排液口，一级反应罐分别通过一级进料管路和二级进料管路与第一原料罐和第 二原料罐连接；二级反应罐与三级反应罐连接，连接管路上设置有控制阀；三级反应罐与第 三原料罐之间连接有第三原料管路；二级反应罐和三级反应罐的底端均设置有排液管，排液 管上设置有排液阀；二级反应罐和三级反应罐的上端出气口均与二氧化氯出气管连接。
所述第一原料罐、第二原料罐和第三原料罐上均设置有低液位开关，三个原料罐的底部 均设置有排出阀。
所述一级反应罐、二级反应罐和三级反应罐均与压缩空气进管连接，压缩空气进管上设 置有进气阀，并分别通过进气单向阀伸入三个反应罐。
所述一级进料管路上自第一原料罐一端依次设置有第一计量泵、第一背压阀和第一加热 罐。
所述二级进料管路上自第二原料罐一端依次设置有第二计量泵、第二背压阀和第二加热 罐。
所述二级反应罐和三级反应罐上均设置有液位开关。
所述二级反应罐和三级级反应罐的底部均设置有布气格栅。
所述二级反应罐与三级反应罐的连接管路与清洗管路连接，清洗管路上设置有清洗阀。
所述第三原料管路上设置有第三计量泵和第三背压阀，
所述三级反应罐和二氧化氯出气管上均设置有防爆安全阀。
上述二氧化氯发生器运行时，第一原料罐和第二原料罐中的原料进入一级反应罐发生反 应，反应后的液体进入二级反应罐，反应后产生的气体进入二级反应罐中，与二级反应罐反 应产生的二氧化氯气体一同从二氧化氯出气管流出。当二级反应罐内液体达到一定液位时， 将三级反应罐中的液体排出，使二级反应罐中的液体排入三级反应罐中。第三原料罐中的原 料进入三级反应罐中，与来自二级反应罐的液体反应，反应后产生的气体进入二氧化氯出气 管流出。重复以上过程可连续进行反应。
本发明通过多级反应，使原料反应彻底，减少浪费，并且能够得到高纯度二氧化氯气体。 并且一级反应罐内置于二级反应罐中，避免了反应产物泄漏，又节省了布置空间。同时，两 种参与反应的原料液各自分别加热，有别于在反应器内部加热，不但安全可靠，而且反应完 全，不会浪费原料。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
其中：1.清洗阀，2.三级排液阀，3.控制阀，4.二级排液阀，5.二级布气格栅，6.液位开关，7.二级反应罐，8.进气阀，9.出气防爆安全阀，10.一二级进气单向阀，11. 第二加热罐，12.第二背压阀，13.第一加热罐，14、第一背压阀，15.第三计量泵，16.第二计量泵，17.第一计量泵，18.第三背压阀，19.三级进气单向阀，20.三级防爆安全阀，21.三级反应罐，22.三级布气格栅，23.第一原料罐，24.第二原料罐，25.第三原料罐，26、第一低液位开关，27、第二低液位开关，28、第三低液位开关，29.第一排液阀，30.第二排液阀，31.第三排液阀，32.清洗管，33.排液管，34.二氧化氯出气管，35.压缩空气进管，36.一级反应罐，37.一级出气口，38.一级排液口，39.三级液位开关。
具体实施方式
如图1所示，本发明的二氧化氯合成反应装置，包括第一原料罐23、第二原料罐24、第 三原料罐25、一级反应罐36、二级反应罐7和三级反应罐21。第一原料罐23、第二原料罐24和第三原料罐25上分别设置有第一低液位开关26、第二低液位开关27和第三低液位开关28，其底部分别设置有第一排液阀29.第二排液阀30和第三排液阀31。
一级反应罐36内置于二级反应罐7中，一级反应罐36的上部一侧设置有一级出气口 37和一级排液口38。一级反应罐36分别通过一级进料管路和二级进料管路与第一原料罐23 和第二原料罐24连接。一级进料管路上自第一原料罐23一端依次设置有第一计量泵17、第 一背压阀14和第一加热罐13。二级进料管路上自第二原料罐24一端依次设置有第二计量泵 16、第二背压阀12和第二加热罐11。
二级反应罐7的底部通过连接管路与三级反应罐21的底部连接，连接管路上设置有控 制阀3。二级反应罐7的上部设置有二级液位开关6，二级反应罐7的底端连接排液管，该排 液管上设置有二级排液阀4，二级反应罐7的内底部设置有二级布气格栅5。
三级反应罐21与第三原料罐25之间连接有第三原料管路，第三原料管路上设置有第三 计量泵15和第三背压阀18。三级反应罐21的上部设置有三级防爆安全阀20和三级液位开 关39。三级反应罐21的底部设置有排液管33，排液管33上设置有三级排液阀2。三级反应 罐21的内底部设置有三级布气格栅22。
此外，还设置有压缩空气进管35、二氧化氯出气管34和清洗管32。压缩空气进管35上 设置有进气阀8，然后再通过一二级进气单向阀10伸入一级反应罐36和二级反应罐7的底 部，并通过三级进气单向阀19伸入三级反应罐21的底部。二氧化氯出气管34分别与二级反 应罐7和三级反应罐21上端的出气口连接，二氧化氯出气管34上连接有出气防爆安全阀9。 清洗管32通过清洗阀1与二级反应罐7与三级反应罐21之间的连接管路连接，这样使清洗 管32一方面直接与三级反应罐21底部连接，一方面与二级反应罐7的底部连接，以对二级 反应罐7和三级反应罐21进行清洗。
上述二氧化氯发生器的工作过程如下所述。
首先将原料盐酸和氯酸钠或者是盐酸和亚氯酸钠分别储存在第一原料罐23中和第二原 料罐24中。第三原料罐25中储存的原料为碱液。
开机后，打开进气阀8，检测压缩空气进管35中进气压力，当进气压力达到设定值时开 始运行。压缩空气进管35中的压缩空气一路经一二级进气单向阀10后又分两路，一路进入 一级反应罐36底部对反应液进行气搅，另一路进入二级反应罐7底部后经二级布气格栅5对 二级反应罐7内反应液进行气搅；压缩空气另一路经三级进气单向阀19进入三级反应罐21 底部经三级布气格栅置22对反应液进行气搅。
启动一级进料管路上的第一计量泵17和二级进料管路上的第二计量泵16；第一原料罐 23中的原料经第一背压阀14进入第一加热罐13加热，然后再进入一级反应罐36；第二原料 罐24中的原料经第二背压阀12进入第二加热罐11加热，然后再进入一级反应罐36。两种 料液在一级反应罐36中发生反应，反应后的液体从一级排液口38流出进入二级反应罐7， 反应后产生的气体经一级出气口37进入二级反应罐7中，与二级反应罐7反应产生的二氧化 氯气体一同从二氧化氯出气管34流出。
当二级反应罐7底部的液体逐步上升至二级液位开关6位置时，触发二级液位开关6闭 合，触发三级排液阀2打开，将三级反应罐21中的液体排出，三级排液阀2随后闭合，控制 阀3打开，二级反应罐7中的液体排入三级反应罐21中。启动三级进料管路上的第三计量泵 15，第三原料罐25中的原料经第三背压阀18进入三级反应罐21中，与来自二级反应罐7的 液体反应，反应后产生的气体进入二氧化氯出气管34流出。三级防爆安全阀20和出气防爆 安全阀9保证设备的运行安全。重复以上过程可连续进行反应。
当第一低液位开关26、第一低液位开关27、第一低液位开关28闭合时，说明第一原料 罐23、第二原料罐24或第三原料罐25出现缺料，发出缺料报警。第一原料罐23、第二原料罐24或第三原料罐25中的剩余原料可打开第一排液阀29.第二排液阀30或第三排液阀31排出。
长期使用后，可打开清洗管32上的清洗阀1对三级反应罐21进行清洗，清洗废液可打 开清洗阀1由清洗管32排出。也可同时打开控制阀3对二级反应罐7进行清洗，清洗废液可 由二级排液阀4排出。

Claims (10)

1.一种高纯度二氧化氯发生器，包括第一原料罐、第二原料罐、第三原料罐、一级反应罐、二级反应罐和三级反应罐；其特征是：一级反应罐设置在二级反应罐内，一级反应罐的上部设置有一级出气口和一级排液口，一级反应罐分别通过一级进料管路和二级进料管路与第一原料罐和第二原料罐连接；二级反应罐与三级反应罐连接，连接管路上设置有控制阀；三级反应罐与第三原料罐之间连接有第三原料管路；二级反应罐和三级反应罐的底端均设置有排液管，排液管上设置有排液阀；二级反应罐和三级反应罐的上端出气口均与二氧化氯出气管连接。
2.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述第一原料罐、第二原料罐和第三原料罐上均设置有低液位开关，三个原料罐的底部均设置有排出阀。
3.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述一级反应罐、二级反应罐和三级反应罐均与压缩空气进管连接，压缩空气进管上设置有进气阀，并分别通过进气单向阀伸入三个反应罐。
4.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述一级进料管路上自第一原料罐一端依次设置有第一计量泵、第一背压阀和第一加热罐。
5.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述二级进料管路上自第二原料罐一端依次设置有第二计量泵、第二背压阀和第二加热罐。
6.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述二级反应罐和三级反应罐上均设置有液位开关。
7.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述二级反应罐和三级级反应罐的底部均设置有布气格栅。
8.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述二级反应罐与三级反应罐的连接管路与清洗管路连接，清洗管路上设置有清洗阀。
9.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述第三原料管路上设置有第三计量泵和第三背压阀。
10.根据权利要求1所述的高纯度二氧化氯发生器，其特征是：所述三级反应罐和二氧化氯出气管上均设置有防爆安全阀。
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