CN113003540A - 一种环保型二氧化氯纯液制备装置与工艺 - Google Patents

一种环保型二氧化氯纯液制备装置与工艺 Download PDF

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陈皓
张晓�
王皓冉
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Abstract

本发明公开了一种环保型二氧化氯纯液制备装置与工艺，其为将亚氯酸钠溶液与盐酸溶液在反应罐中进行混合反应后，生成的二氧化氯气体通入至通入有去离子水的纯液罐中进行多级吸收纯化，以此可制备高纯度的二氧化氯纯液。本发明的制备工艺中，经过多级吸收纯化后，原材料的转化率高达98％以上，转化率与产品纯度均较高，且生产过程中无三废问题，生产环境环保，生产成本低、使用方便、安全性高，且本发明制备的二氧化氯纯液无需添加活化剂即可直接使用，使用方便，且其可广泛应用于各行业的消毒、杀菌、保鲜、除异味等方面，应用广泛。

Description

一种环保型二氧化氯纯液制备装置与工艺
技术领域
本发明涉及二氧化氯制备技术领域，尤其涉及一种环保型二氧化氯纯液制备装置与工艺。
背景技术
二氧化氯(ClO2)是一种强氧化剂，二氧化氯是安全、无毒的消毒剂，无“三致”效应(致癌、致畸、致突变)，同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质。
二氧化氯也被国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂，被世卫组织列为A1级消毒剂。
目前市场上二氧化氯产品有液体型、固体型及液固混合型等，工艺大多采用高腐蚀酸性液体(例如浓硫酸)活化的方式产生二氧化氯，生产环境酸度大、腐蚀性强对设备、环保要求很高，因而限制了二氧化氯液体在很多场所的应用，同时在储存和运输环节上也很不方便。
发明内容
因此，基于以上背景，本发明提供一种安全性更高，污染小的环保型二氧化氯纯液制备装置，所产出二氧化氯纯度可高达98％及以上。
本发明提供的技术方案为：
一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其包括原料罐、反应罐、纯液罐、产品罐、离子水主管道，所述原料罐包括第一原料罐、第二原料罐，所述第一原料罐通过第一管道与所述反应罐连接，所述第二原料罐通过第二管道与所述反应罐连接，所述纯液罐的数量至少有2个，相邻的两个纯液罐之间通过第四管道进行连接，所述反应罐通过第三管道与第一个纯液罐相连接；所述纯液罐通过第六管道连接有成品罐；
所述反应罐上方设有吸收塔，其下端通过第五管道连接有废液罐；所述反应罐上设有氮气管道；所述氮气管道上设有气泵。
所述离子水主管道分别通过第一支管、第二支管与第一原料罐、第二原料罐连接，所述离子水主管道分别通过第三支管、第四支管与反应罐、纯液罐连接。
进一步地，所述纯液罐的数量为2个，其分别为第一纯液罐和第二纯液罐，所述反应罐通过第三管道与第一纯液罐相连接，所述第一纯液罐通过第四管道与第二纯液罐相连接；所述反应罐通过第七管道与吸收塔相连接；
所述成品罐通过管道连接有二氧化碳罐。
进一步地，所述第一管道、第二管道上均设有计量泵，所述第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、第四管道、第五管道、第六管道上均设有控制阀；所述第一原料罐、第二原料罐、反应罐、纯液罐均设有液位控制组件。
进一步地，所述控制阀为电磁阀。
进一步地，所述第一原料罐、第二原料均设有搅拌机。
本发明还提供一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其为将亚氯酸钠溶液与盐酸溶液在反应罐中进行混合反应后，生成的二氧化氯气体输送至通入有去离子水的纯液罐中进行多级吸收纯化，以此可制备高纯度的二氧化氯纯液。
进一步地，其采用上述装置来制备二氧化氯：所述第一原料罐为亚氯酸钠原料罐，第二原料罐为盐酸原料罐，亚氯酸钠溶液与盐酸溶液通过计量泵以一定的配比输送至反应罐中，反应罐中以一定的量输入去离子水；反应罐中亚氯酸钠与盐酸反应生成二氧化氯气体，二氧化氯气体通过第三管道输送至通入有去离子水的纯液罐中进行吸收纯化，经过前纯液罐后未吸收完全的二氧化氯气体通过第四管道输送至后一个纯液罐进行再次吸收纯化，以此进行多级吸收纯化；然后多个纯液罐中二氧化氯液体混合后输送到成品罐中待灌装，所述成品罐中通入二氧化碳以保持二氧化氯液体的稳定性。
进一步地，所述反应罐的条件控制在常压，温度控制在15℃-45℃，所述反应罐中通入氮气以加速反应及提高二氧化氯纯度，所述成品罐中通入二氧化碳以保持二氧化氯的稳定性。
更进一步地，所述氮气管道与反应罐的底部相连，其通过反应罐底部向其内通入氮气。
进一步地，所述亚氯酸钠溶液的质量浓度为2％-10％，所述盐酸溶液的浓度为5％-30％，所述亚氯酸钠溶液与盐酸溶液单位时间内输入反应罐中的重量分别为1-70份；反应罐中单位时间内输入的去离子水的重量为1-90份，纯液罐中单位时间内输入的去离子水的重量为1-90份。
进一步地，反应罐中反应产生的酸性气体通过装有中和剂的吸收塔进行处理后排放，反应罐所产生的废液可通过第五管道排放至装有中和剂的废液罐中进行处理后排放。
进一步地，所述中和剂为碳酸氢钠、碳酸钠及磷酸钠的一种或多种。
采取上述技术方案，具有的有益效果如下：
(1)本发明提供的技术方案具有生产环境环保、生产成本低、设备要求低、安全性高等特点；本发明的装置充分考虑了在二氧化氯的生产过程中废气、废液问题，通过对其有效处理，无三废问题。
(2)本发明的制备工艺中，通过对反应罐中通入氮气，可在保证生成的二氧化氯的纯度的前提下，又可起到搅拌的作用，可提高反应速度，进而提高二氧化氯的转化效率与产率，其转化率可高达98％以上。
(3)二氧化氯在水中为分子态游离状态，极其不稳定，易挥发，不易保存；本发明通过在成品罐中通入二氧化碳气体的方式对二氧化氯进行保护，以此可确保二氧化氯的纯度与浓度。
(3)本发明制备的二氧化氯纯液无需添加活化剂即可直接使用，使用方便，且其可广泛应用于各行业的消毒、杀菌、保鲜、除异味等方面，应用广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的制备装置的结构示意图一；
图2为本发明的制备装置的结构示意图二；
图中：1-反应罐；2-第一原料罐；3-第二原料罐；4-第一纯液罐；5-第二纯液罐；6-成品罐；7-二氧化碳罐；8-吸收塔；9-离子水主管道；10-废液罐；11-氮气管道；12-气泵；13-控制阀；14-液位控制组件；15-氮气管道；16-第一支管；17-第二支管；18-第一管道；19-第二管道；20-第五管道；21-第三支管；22-第三管道；23-第四支管；24-第四管道；25-第六管道；26-第七管道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：根据图1至图2所示的一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其包括第一原料罐2、第二原料罐3，反应罐1、第一纯液罐4、第二纯液罐5、产品罐6、离子水主管道9，所述第一原料罐2为亚氯酸钠原料罐，第二原料罐3为盐酸原料罐，所述第一原料罐2通过第一管道18与所述反应罐1连接，所述第二原料罐3通过第二管道19与所述反应罐1连接，所述反应罐1通过第三管道22与第一纯液罐4相连接；所述第一纯液罐4通过第四管道24与第二纯液罐5相连接，所述第二纯液罐4通过第六管道25连接有成品罐6；
所述反应罐1上方设有吸收塔8，其下端通过第五管道20连接有废液罐10；所述反应罐1上设有氮气管道15；所述氮气管道15上设有气泵11。
所述离子水主管道9分别通过第一支管16、第二支管17与第一原料罐2、第二原料罐2连接，所述离子水主管道9分别通过第三支管21、第四支管23与反应罐1、纯液罐连接,所述反应罐1通过第三管道22与第一纯液罐4相连接，所述第一纯液罐4通过第四管道24与第二纯液罐5相连接；所述反应罐1通过第七管道26与吸收塔8相连接；
所述成品罐6通过管道连接有二氧化碳罐7。
所述第一管道18、第二管道19上均设有计量泵12，所述第一支管16、第二支管17、第三支管21、第四支管23、第四管道24、第五管道20、第六管道25上均设有控制阀13；所述第一原料罐2、第二原料罐3、反应罐1、纯液罐均设有液位控制组件14。
所述控制阀13为电磁阀。
所述第一原料罐2、第二原料3均设有搅拌机。
采取上述装置来制备二氧化氯纯液，亚氯酸钠溶液与盐酸溶液通过计量泵12以一定配比输送至反应罐1中；反应罐1中亚氯酸钠与盐酸反应生成二氧化氯气体，二氧化氯气体通过第三管道22输送至通入去离子水纯液罐中进行吸收纯化，经过第一纯液罐4后未吸收完全的二氧化氯气体通过第四管道24输送至第二纯液罐5进行再次吸收纯化，以此进行两级吸收纯化；然后2个纯液罐中二氧化氯液体混合后输送到成品罐6中。
本发明的反应原理为：5NaClO2+4HCl＝4ClO2+5NaCl+2H2O，其中NaClO2和HCl在反应罐中进行充分反应，反应过程中输入氮气进行保护，反应所得废气经中和剂处理后排出，反应产生的二氧化氯经过去离子水多级纯化吸收，从而得到高纯度二氧化氯液体，所述高纯度二氧化氯液体灌装时输入二氧化碳保护，保持二氧化氯的稳定性。
所述反应罐1中通过氮气管道11通入氮气以加速反应，所述成品罐6中在灌装时通入二氧化碳以保持二氧化氯的稳定性。
反应罐1中反应产生的气体通过装有中和剂的吸收塔8进行处理后排放，反应罐1所产生的废液可通过第五管道20排放至装有中和剂的废液罐10中进行处理后排放，反应产生的废气、废液都经过中和处理，实现无污染排放，生产环境环保。
所述中和剂为碳酸氢钠、碳酸钠及磷酸钠的一种或多种。
实施例2：所述第一原料罐2中的亚氯酸钠溶液的质量浓度为7.5％，所述第二原料罐3中的盐酸溶液的重量浓度为9％，单位时间内通入反应罐1中亚氯酸钠溶液为33份，盐酸溶液为2份，反应罐内温度为20℃，向反应罐内吹入空气进行搅拌和加速反应，反应时间为30min，转化率为85％。
实施例3：所述第一原料罐2中的亚氯酸钠溶液的质量浓度为7.5％，所述第二原料罐3中的盐酸溶液的重量浓度为9％，单位时间内通入反应罐1中亚氯酸钠溶液为34份，盐酸溶液为2份，反应罐内温度为20℃，向反应罐内吹入氮气进行搅拌和加速反应，反应时间为30min，转化率为98％。
实施例4：所述第一原料罐2中的亚氯酸钠溶液的质量浓度为1.5％，所述第二原料罐3中的盐酸溶液的重量浓度为19.5％，单位时间内通入反应罐1中亚氯酸钠溶液54份，盐酸溶液为3份，反应罐内温度为23℃，向反应罐内吹入氮气进行搅拌和加速反应，反应时间为40min，转化率为98.5％。
实施例5：所述第一原料罐2中的亚氯酸钠溶液的质量浓度为2％，所述第二原料罐3中的盐酸溶液的重量浓度为21％，单位时间内通入反应罐1中亚氯酸钠溶液68份，盐酸溶液为4份，反应罐内温度为23℃，向反应罐内吹入氮气进行搅拌和加速反应，反应时间为25min，转化率为99％。
实施例6：所述第一原料罐2中的亚氯酸钠溶液的质量浓度为4％，所述第二原料罐3中的盐酸溶液的重量浓度为16％，单位时间内通入反应罐1中亚氯酸钠溶液52份，盐酸溶液为4份，反应罐内温度为23℃，向反应罐内吹入氮气进行搅拌和加速反应，反应时间为35min，转化率为96％。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其特征在于，
其包括原料罐、反应罐、纯液罐、离子水主管道，所述原料罐包括第一原料罐、第二原料罐，所述第一原料罐通过第一管道与所述反应罐连接，所述第二原料罐通过第二管道与所述反应罐连接，所述纯液罐的数量至少有2个，相邻的两个纯液罐之间通过第四管道进行连接，所述反应罐通过第三管道与第一个纯液罐相连接；所述纯液罐通过第六管道连接有成品罐；
所述反应罐上方设有吸收塔，其下端通过第五管道连接有废液罐；所述反应罐上设有氮气管道；
所述离子水主管道分别通过第一支管、第二支管与第一原料罐、第二原料罐连接，所述离子水主管道分别通过第三支管、第四支管与反应罐、纯液罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其特征在于，所述纯液罐的数量为2个，其分别为第一纯液罐和第二纯液罐，所述反应罐通过第三管道与第一纯液罐相连接，所述第一纯液罐通过第四管道与第二纯液罐相连接；所述反应罐通过第七管道与吸收塔相连接；
所述成品罐通过管道连接有二氧化碳罐。
3.根据权利要求2所述的一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道上均设有计量泵，所述第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、第四管道、第五管道、第六管道上均设有控制阀；所述第一原料罐、第二原料罐、反应罐、纯液罐均设有液位控制组件。
4.根据权利要求3所述的一种环保型二氧化氯纯液制备装置，其特征在于，所述控制阀为电磁阀，所述第一原料罐、第二原料均设有搅拌机。
5.一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其特征在于，其将亚氯酸钠溶液与盐酸溶液在反应罐中进行混合反应后，生成的二氧化氯气体输送至通入有去离子水的纯液罐中进行多级吸收纯化，以此可制备高纯度的二氧化氯纯液。
6.根据权利要求6所述的一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其特征在于，其采用权利要求1至4任一项所述装置来制备二氧化氯：所述第一原料罐为亚氯酸钠原料罐，第二原料罐为盐酸原料罐，亚氯酸钠溶液与盐酸溶液通过计量泵以一定配比输送至反应罐中；反应罐中亚氯酸钠与盐酸反应生成二氧化氯气体，二氧化氯气体通过第三管道输送至通入有去离子水的纯液罐中进行吸收纯化，经过前纯液罐后未吸收完全的二氧化氯气体通过第四管道输送至后一个纯液罐进行再次吸收纯化，以此进行多级吸收纯化；然后多个纯液罐中二氧化氯液体混合后输送到成品罐中待灌装，所述成品罐中通入二氧化碳以保持二氧化氯液体的稳定性。
7.根据权利要求5或6所述的一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其特征在于，所述反应罐的条件控制在常压，温度控制在15℃-45℃，所述反应罐中通入氮气以加速反应及提高二氧化氯纯度，所述成品罐中通入二氧化碳以保持二氧化氯的稳定性。
8.根据权利要求7所述的一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其特征在于，所述亚氯酸钠溶液的质量浓度为2％-10％，所述盐酸溶液的浓度为5％-30％，所述亚氯酸钠溶液与盐酸溶液单位时间内输入反应罐中的重量分别为1-70份，反应罐中单位时间内输入的去离子水的重量为1-90份，纯液罐中单位时间内输入的去离子水的重量为1-90份。
9.根据权利要求9所述的一种环保型二氧化氯纯液制备工艺，其特征在于，所述中和剂为碳酸氢钠、碳酸钠及磷酸钠的一种或多种。
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WO2023167270A1 (ja) * 2022-03-03 2023-09-07 日本液炭株式会社 容器入り散布剤及びその製造方法

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