CN1406208A - 用于生产高转化率的二氧化氯溶液的块状体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了快速和安全地制备高度转化的二氧化氯溶液的块状体。当将这些块状体加入到水中时比当等当量的以粉末形式存在的成分加入到水中时产生更多的二氧化氯。本发明还公开了向水中加入块状体所产生的溶液。
Description
发明背景
在溶液中的游离二氧化氯分子是控制微生物和生物膜沉积用的有效试剂。然而,生产游离二氧化氯的这类溶液的最常用的方式是使用昂贵和复杂的化学发生器(参见例如美国专利5009875)。
英国专利608068教导了使用有机酸酐,将亚氯酸盐阴离子在通常的中性pH下,转化成二氧化氯。强氧化剂(如亚氯酸钠)与有机化学品的混合导致的燃烧和爆炸危险也是公知的。作为由该英国专利的组合物所产生的低转化率和组合物(该组合物混合有亚氯酸钠和有机化学品)固有的危险的结果,该英国专利的组合物几乎没有受到工业上的关注。
最近,公开了含粉化的二氧化氯前体化学品的膜型器件,当器件浸渍在水中时,所述二氧化氯前体化学品产生游离二氧化氯分子溶液,参见WO99/24356。尽管该膜型器件比生产二氧化氯溶液的现有技术方法优越,但该器件具有一些缺点。它相对昂贵(由于膜的成本以及组件的成本),且对于某些应用来说,二氧化氯的输出速率可能太低。另外,该器件可能飘浮在水/溶液的表面上(由于捕集的空气或二氧化氯气体),这可导致一些二氧化氯气体损失在气相中。最后,优选的膜是不溶于水的,在二氧化氯的产生反应完成后需要从二氧化氯溶液中移出。从二氧化氯溶液中移出失效的膜有时可能认为是不方便的。
现有技术还公开了由包括固体压缩物如料片和压块在内的固体混合物生产二氧化氯溶液的尝试,所述固体混合物由当与水接触时,产生二氧化氯气体的材料组成。
美国专利2071094公开了包括压块在内的干燥固体组合物,它由水溶性亚氯酸盐和酸化剂组成,当与水接触时,随着干燥组合物开始溶解,发生“除臭反应”(参见第1栏34-38行和第2栏24-27行)。在阅读该专利时,不清楚当组合物与水接触时所产生的物质。从未涉及物质二氧化氯,且仅有的一次使用单词“溶液”是指亚氯酸钠的水溶液(参见第1栏58行)。因此,不能确定发明者是否尝试或确实曾经获得了二氧化氯水溶液,当其压块与水接触时。
美国专利5342447特别地公开了一种含二氧化氯前体(如亚氯酸钠)和活化剂组分(如有机酸酐)的料片,其中在液体介质中,所述二氧化氯前体和活化剂组分的存在量足以产生(接触)透镜消毒量的二氧化氯(参见第3栏10-16行)。术语消毒量定义为在优选为10分钟或更短的时间内降低微生物含量一个对数数量级的这一用量(参见第4栏11-15行)。这一用量代表极低的游离二氧化氯,甚至低到2ppm的游离二氧化氯在15分钟内可导致6个对数的细菌降低。该专利没有公开当该发明的料片溶解在水中时所产生的二氧化氯的量。因此,所有的实施例使用稳定的二氧化氯的水溶液,而不是水来测试料片。
美国专利5399288公开了在溶解于水中后立即释放二氧化氯的固体组合物(参见第1栏5-7行)。该组合物包括一种亚氯酸盐、一种氧化的氯气释放剂以及一种质子供体,其存在量为4∶1∶3(参见第1栏65-67行)。当从组合物中删除氧化的氯气释放剂时,所得的二氧化氯的最终产率在3天后为63%(参见实施例5)。此外且重要的是,该专利没有讨论料片的制备(参见第2栏19-21行)。因此,看起来仅公开了粉化的反应物混合物。
美国专利5719100公开了在含水溶液中由含亚氯酸钠和一种酸性活化剂的料片制备二氧化氯,其中该组合物要求一种在亚氯酸钠[即在亚氯酸钠与酸性活化剂混合之前,在亚氯酸钠上形成一种保护性反应涂层(参见第4栏61-63行)]和酸性活化剂之间的防止反应的隔离层,使得两种活性成分并不一起过早地“爆炸性地反应”(参见第4栏53行),即获得稳定的组合物(参见第4栏46行到第5栏第9行)。
本发明提供了一种产生二氧化氯溶液用的以块状体形式存在的改进器件。这种新型器件快速提供高产率的二氧化氯溶液,并克服了产生这种溶液用的现有技术的固体组合物的缺点。
发明描述
本发明提供了一种当将其浸渍在水中时快速产生二氧化氯溶液的块状体。本发明还包括当将块状体浸渍在水中时所获得的溶液。此处所使用的术语“块状体”是指固体形状,优选多孔的固体形状,它包含颗粒成分的混合物,其中所含成分的颗粒尺寸基本上限于小于所述块状体的尺寸。可通过本领域已知的各种方式(如压片、压块、挤出、烧结、粒化等)形成这种块状体。形成这种块状体的优选方法是通过压缩,也称为压片。为了方便,其后关于料片和压片应当理解为通过任何方法制造的块状体的代表。
料片由亚氯酸盐阴离子原料(如亚氯酸的碱金属或碱土金属盐,优选亚氯酸钠)和一种或多种干燥的固体酸原料组成。这种干燥的固体酸原料的实例包括无机酸盐(如硫酸钠、硫酸钾、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾)、含强酸阴离子和弱碱阳离子的盐(如氯化铵、硝酸铝、硝酸铈和硫酸铁)、当与水接触时能将质子释放到溶液中的固体酸(例如分子筛ETS-10的酸离子交换形式和氯化钠的混合物(参见美国专利4853202))、有机酸(如柠檬酸和酒石酸)及其混合物。优选的固体酸源是固体无机酸源,最优选是硫酸氢钠。令人惊奇地,通过使用本发明的料片可获得亚氯酸盐阴离子转化成二氧化氯的非常高的转化率。因此,当等当量的呈粉化形式的料片成分作为相应的料片加入到相同体积的水中时,料片比粉末产生大得多的量的二氧化氯。搅拌速率和/或水温的合理变化对这一令人惊奇的现象很少或几乎没有影响。因此,观察到本发明的料片快速产生高度转化的游离二氧化氯分子的溶液,这意味着转化比(亚氯酸盐阴离子:二氧化氯)>0.25。此处所使用的术语转化比是指在产品溶液中的游离二氧化氯浓度与在产品溶液中的游离二氧化氯加上未反应的亚氯酸盐阴离子浓度之和的比值。此外,以安全和可控方式快速产生二氧化氯溶液,以及当在典型的自来水中如此产生的二氧化氯浓度处在典型的使用含量下(0.5-200ppm重量)时,该溶液将基本上不含有游离的氯气或次氯酸盐阴离子且一般地具有中性的pH(即pH为5-9)。对于术语快速产生,我们是指在小于约8小时,优选在小于约2小时,和最优选在小于约1小时的时间内获得的二氧化氯的总产量。
视所需,本发明的料片可含有任选的另外的成分,它可用于例如辅助压片的加工、改善所制备的料片的物理或美学特征以及辅助料片溶解和/或获得的二氧化氯的产率。这种成分包括,但不限于填料(如硅镁土和氯化钠);压片和料片压模乳化剂;稳定剂;染料;抗结块剂;干燥剂(如氯化钙和氯化镁);成孔剂(如溶胀的无机粘土,例如获自Southern ClayProducts,Inc.的合成锂皂石(Laponite)粘土);氯气生成剂(如二氯氰尿酸及其盐如钠盐(NaDCC));和可与配方中的一种或多种成分反应,制备溶解度低的多孔框架结构的框架形成剂,其中在所述多孔框架结构中可进行二氧化氯的形成反应。可包括少量起泡剂如碳酸氢钠,但它们通过促进料片的崩裂和溶解,会降低亚氯酸盐阴离子转化成二氧化氯的转化率。
一般地本发明的料片优于现有技术的膜器件(参见例如WO99/24356),理由如下:
料片典型地比膜器件成本低,因为可以以高的速率在商购的设备上制造料片且不要求膜起密封作用的花费;
料片一般地比膜器件以较高的速率产生二氧化氯,因为料片没有限制二氧化氯逸出到溶液中的膜;
膜器件当将其加入到水中时常飘浮,而本发明的料片沉在水中,因此向气相损失的二氧化氯很少;和
在一个优选的模式中,本发明的料片完全溶解在水中,从而避免了从产品二氧化氯溶液中除去残渣的需要。
在不愿受任何操作理论的束缚的同时,我们认为通过使用本发明的料片获得的增高的产率可用下述方式来解释。当水进入料片内部的孔隙空间时料片器件起作用,并在孔隙空间内部产生浓的亚氯酸盐阴离子酸性溶液。酸和亚氯酸盐(和任选可存在的成分)在这些浓的酸性条件下在料片的孔径中快速反应,产生二氧化氯,而二氧化氯扩散出料片,进入到本体溶液中。
对于恰当地起作用的料片来说,在孔径结构内部的浓溶液中发生化学反应认为是重要的。当呈粉末形式的等量料片成分快速溶解在含水介质中时,很少或没有二氧化氯形成。
本发明包括两种通用类型的料片器件。一种类型的器件包括充分溶解在水中的料片,和这种料片的优选配方包括干燥粉化的工业级的亚氯酸钠和干燥粉化的酸源,优选硫酸氢钠。可任选地加入另外干燥粉化的成分如氯化镁和NaDCCA,以便甚至进一步改进二氧化氯的产量和生成速率。混合干燥粉化的成分,并在料片压模中以足够制备基本上完整料片的压力(典型地约为1000-10000lb/in2)下压缩所得粉化的混合物。所得料片在储存期间只要受到保护,避免暴露于水(液体或水蒸气)则是稳定的。当料片浸渍在水中时,快速产生高度转化的二氧化氯溶液。
第二种类型的器件包括不可以以高的速率充分溶解在水中的料片。它们被设计成具有低溶解度或缓慢溶解的多孔框架结构,在多孔框架溶解之前,在所述多孔框架结构中二氧化氯的形成反应可基本完全进行。一般地,与上述完全溶解的料片相比,第二种类型的料片将其亚氯酸盐阴离子前体化学品转化成二氧化氯的比例更高。
第二种类型的料片器件的优选配方包括粉化的工业级亚氯酸钠、干燥粉化的硫酸氢钠和干燥粉化的氯化钙。可任选地加入干燥粉化的粘土如合成锂皂石粘土和干燥粉化的NaDCCA,以便甚至改进二氧化氯的产量和产生速率。如同第一种类型的料片,混合干燥粉化的成分,并在料片压模中以足够制备基本上完整料片的压力(典型地约为1000-10000lb/in2)下压缩所得粉化的混合物。所得料片在储存期间只要受到保护,避免暴露于水(液体或水蒸气)则是稳定的。当料片浸渍在水中时,快速产生高度转化的二氧化氯溶液。
第二种类型的料片比第一种类型的料片通常提供更有效的亚氯酸盐阴离子转化成二氧化氯的转化率。认为这种现象的产生是因为溶解度低的多孔框架提供二氧化氯形成反应进行到基本上耗尽反应物的有利环境。
认为在第二种类型的器件的料片中二氧化氯的形成基本上在有利的溶解度低(或可缓慢溶解)的多孔框架中的孔隙空间环境中发生。由于这种框架的有利的孔状结构在该反应时间内仍基本上保持完整,因此所有亚氯酸盐阴离子在孔隙内部的有利条件下基本上具有反应并形成二氧化氯的机会。这使亚氯酸盐转化成二氧化氯的转化率最大。相反,第一种类型的器件在产生二氧化氯的同时,溶解在本体溶液中。由于认为试剂在浓的条件下(如在料片的孔隙内部存在的那些条件)仅以某一特定有用的速率反应,在转化成二氧化氯之前溶解在本体溶液中的那部分亚氯酸盐将仍基本上以亚氯酸盐形式保持,且在本体溶液通常的稀释条件下不转化成二氧化氯。
第二种类型的料片器件的优选成分的溶解度低的多孔框架包括溶解度低的盐如硫酸钙,还可包括粘土如合成锂皂石粘土。优选由例如来自氯化钙组分的钙阳离子和衍生于硫酸氢钠组分的硫酸根阴离子之间的反应形成硫酸钙。也可使用钙阳离子的其它来源如硝酸钙以及硫酸根阴离子的其它来源如硫酸镁。优选的粘土,合成锂皂石粘土是不可溶的且是溶胀的粘土,我们认为随着粘土的溶胀而形成裂缝和腔洞可增加多孔框架的孔状结构。我们已发现通过反应就地形成硫酸钙框架是尤其有利的,且发现由这种料片产生的二氧化氯显著地好于(通常好25%)其中硫酸钙是起始的粉末配方组分的料片。除了硫酸钙外,粘土的存在比没有粘土使用硫酸钙仅提供小的改进。
溶解度低或可缓慢溶解的多孔框架是指在二氧化氯产生过程中,在产品溶液中仍基本上保持不溶解的多孔固体结构。在反应形成二氧化氯期间没有必要使多孔框架保持完整。本发明的一个方面包括第二种类型的料片,其中料片崩解成基本上不可溶(或可缓慢溶解)的颗粒,该颗粒将二氧化氯释放到溶液中。我们认为这是可接受的,因为在颗粒的孔隙空间内颗粒的尺寸相对于孔径仍然是大的,因此尽管框架分解成颗粒,但必要的浓缩反应条件仍存在于孔隙空间内部。
在这两种类型的料片器件中,优选在混合和压片之前干燥粉化的成分,以便使料片成分之间过早的化学相互作用最小。此处所使用的术语干燥是指各成分典型地含有小于约1%的水。
制备和测试本发明料片的通用方法
料片配方:
使用前干燥料片配方的各化学组分。将各组分所需用量仔细地称重到塑料瓶中。在下述实施例中,以重量百分数为基准给出配方。摇动含有料片配方的所有组分的塑料瓶,彻底混合各组分。将塑料瓶中的内容物倒入合适大小的压模(如对于1g料片,13-mm直径)中。将柱塞放置在压模中,且使用实验室液压机将内容物压制成片。除非特别说明,压力表上的最大受力读数为2000磅。若已知柱塞的表面积(in2)(对于1g料片来说,典型地为0.206 in2)的话,在料片冲压机上的这一压力可转化成磅/in2。从压模中移去所得料片,并放置在密闭的塑料瓶中直到使用(典型地在10分钟内)。
料片性能;
在用已知用量的自来水填充的容量瓶或容器中放置料片。通过气泡以及黄色的出现立即显示出二氧化氯的排出开始。使料片反应直到完成。反应的完成部分取决于料片的类型和尺寸。若1g料片部分不可溶则反应时间典型地为2小时或更少,若1g料片完全溶解,则反应时间典型地为0.5小时。当反应完成时,摇动或搅拌烧瓶/容器,以便混合内容物。然后分析内容物。典型地,通过紫外-可见光谱测定法,使用四种波长测量二氧化氯(报道平均值)。使用教科书,Standard Methods for theExamination of Water and Wastewater,第19版(1995)4-57页和4-58页中发现的那些等价的方法,通过滴定25ml二氧化氯溶液来测量亚氯酸盐和氯气。这本教科书是American Public Health Association,TheAmerican Water Works Association和the Water EnvironmentFedration联合出版的。出版社是American Public Health Association,Washington,DC 20005。使用配有大型铂电极的Brinkmann AutotitrationSystem,716 DMS Titrino,通过滴定测量总的氧化剂(Brinkmann Part No.6.0415.100)。该方法基于碘化物氧化成碘并随后与滴定剂(硫代硫酸钠)反应,在酸性介质中进行碘滴定。典型的方法如下:在烧杯中放置100ml二氧化氯溶液和搅拌子,并在搅拌下加入2g碘化钾(Reagents Crystals)和10ml 1N硫酸溶液(Mallinckrodt)。用0.1N硫代硫酸盐溶液(AldrichChemical Co.)滴定所得溶液。通过Brinkmann Titrino软件自动测量终点。使用该终点计算样品中总的氧化剂浓度。使用pH电极或者在原溶液中和/或用充足的水稀释得到的约10ppm浓度的二氧化氯的溶液中测量起始二氧化氯溶液的pH。
结果:
在下述实施例中,除非特别指出,按照上述步骤。基于各组分的干燥重量百分数给出配方。使用工业级的亚氯酸钠。工业级亚氯酸钠中实际的亚氯酸钠含量典型的约80%和其余约是氯化钠(8.5%)、碳酸钠(6.1%)和硫酸钠(4.5%)。以两种基础计算产率。第一种是基于料片的重量,二氧化氯的产率wt%,即wt%产率=100×(二氧化氯的重量/料片的重量)。第二种是基于亚氯酸钠的化学产率。在此情况下必须注意工业级亚氯酸钠纯度仅为80%。因此,化学%产率=100((所产生的二氧化氯的摩尔数)/(料片中亚氯酸钠的摩尔数)。亚氯酸钠在酸作用下反应生成二氧化氯的化学计量限定产率为80%。
根据(二氧化氯的重量)/(二氧化氯的重量+亚氯酸盐的重量)计算转化比。若溶液中亚氯酸盐含量没有测量或未知,则计算“最小转化比”。这一比例是二氧化氯的重量/氧化剂的总重量。总的氧化剂典型地完全由二氧化氯、亚氯酸盐和氯气组成。来自料片的溶液中的氯气含量典型地低,因此这一最小转化比是转化比的合理近似。
下面阐述实施例。
实施例1
用下述组分制备三块1g重的料片:
亚氯酸钠 38%
二氯异氰尿酸的钠盐 9%
硫酸氢钠 35%
氯化钙 18%
在3000lb的压力下制备料片。将各料片放置在3升自来水中达2小时,得到下述结果:
A | B | C | |
ClO2ppm | 47.5 | 46.9 | 47.0 |
氧化剂总量(ppm) | 58.7 | 58.0 | 53.2 |
PH | 6.8 | 6.8 | 6.8 |
Wt%产率 | 14.3 | 14.1 | 14.1 |
化学%产率 | 63 | 62 | 62 |
转化比* | 0.81 | 0.81 | 0.88 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例2
用下述组分制备1g重的料片:
亚氯酸钠 37%
二氯异氰尿酸的钠盐 15%
硫酸氢钠 30%
氯化钙 18%
在2000lb下制备料片。将料片放置在3升自来水中达2.5小时,得到下述结果:
ClO2ppm | 49.8 |
氧化剂总量(ppm) | 69.7 |
PH | 6.6 |
Wt%产率 | 14.9 |
化学%产率 | 68 |
转化比* | 0.71 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例3
用下述组分制备两块1g重的料片:
亚氯酸钠 7%
二氯异氰尿酸的钠盐 1%
硫酸氢钠 12%
氯化钙 48%
氯化钠 16%
硫酸钠 16%
在2000lb的压力下制备料片。将各料片放置在0.5升自来水中达1小时,得到下述结果:
A | B | |
ClO2ppm | 57.4 | 58.0 |
亚氯酸盐ppm | 4.3 | 6.1 |
氯气ppm | 2.2 | 2.2 |
PH(10ppm) | 6.76 | 6.77 |
Wt%产率 | 2.87 | 2.90 |
化学%产率 | 69 | 69 |
转化比 | 0.93 | 0.90 |
实施例4
用下述组分制备两块1g重的料片:
亚氯酸钠 7%
二氯异氰尿酸的钠盐 1%
硫酸氢钠 12%
氯化钠 40%
氯化镁 40%
在2000lb的压力下制备料片。将各料片放置在0.5升自来水中达0.5小时,得到下述结果:
A | B | |
ClO2ppm | 53.0 | 54.8 |
亚氯酸盐ppm | 7.6 | 4.1 |
氯气ppm | 0.1 | 1.2 |
PH(10ppm) | 7.41 | 7.36 |
Wt%产率 | 2.65 | 2.74 |
化学%产率 | 63 | 66 |
转化比 | 0.87 | 0.93 |
实施例5
用下述组分制备两块1g重的料片:
亚氯酸钠 26%
二氯异氰尿酸的钠盐 7%
硫酸氢钠 26%
氯化钠 20%
氯化镁 21%
在2000lb的压力下制备料片。将各料片放置在1.0升自来水中达0.25小时,得到下述结果:
A | B | |
ClO2ppm | 104.2 | 105.1 |
氧化剂总量(ppm) | 115.3 | 109.7 |
PH | 6.47 | 6.52 |
Wt%产率 | 10.42 | 10.51 |
化学%产率 | 67 | 68 |
转化比* | 0.90 | 0.96 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例6
用下述组分制备一块1g重的料片:
亚氯酸钠 34%
二氯异氰尿酸的钠盐 8%
硫酸氢钠 26%
氯化钠 16%
氯化镁 16%
在2000lb的压力下制备料片。将该料片放置在1.0升自来水中达0.25小时,得到下述结果:
ClO2ppm | 123.3 |
氧化剂总量(ppm) | 144.4 |
PH | 6.47 |
Wt%产率 | 12.3 |
化学%产率 | 61 |
转化比* | 0.85 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例7
该实施例阐述了通过使用与粉末相反的料片产生二氧化氯的效率。制备下述配方的两块1g样品。
亚氯酸钠 25%
二氯异氰尿酸钠 8%
硫酸氢钠 31%
氯化钙 31%
合成锂皂石 5%
一块样品以混合的粉末形式放置。使用2000磅的压力将另一样品压制成料片。将各样品放置在使用桨式搅拌器搅拌的10升水中。1.5小时后的结果表明由料片产生的二氧化氯比等量的粉末大一个数量级。
料片 | 粉末 | |
ClO2ppm | 8.8 | 0.75 |
氧化剂总量(ppm) | 12.0 | 14.5 |
PH | 7.20 | 7.18 |
Wt%产率 | 8.8 | 0.8 |
化学%产率 | 59 | 5 |
转化比* | 0.73 | 0.05 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例8
该实验表明在料片中就地形成氯化钙比向料片配方中加入硫酸钙更好。
使用6000lb的压力将下述配方制备成料片。将料片放置在1升自来水中。3小时后分析所得溶液。
结果:
A | B | |
亚氯酸钠(T)(g) | 0.30 | 0.30 |
二氯异氰尿酸钠(g) | 0.10 | 0.10 |
硫酸氢钠(g) | 0.30 | 0.30 |
氯化钙(g) | 0.25 | |
硫酸钙(g) | 0.25 | |
合成锂皂石(g) | 0.05 | 0.05 |
总计(g) | 1.00 | 1.00 |
A | B | |
ClO2ppm | 124.0 | 96.0 |
氧化剂总量(ppm) | 133.0 | 120.3 |
PH | 6.7 | 6.2 |
Wt%产率 | 12.4 | 9.6 |
化学%产率 | 69 | 54 |
转化比* | 0.93 | 0.80 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例9
使用6000lb的压力由下述配方制备一块1g重的料片:
0.167g 工业级亚氯酸钠
0.500g 硫酸氢钠
0.330g 氯化钠将料片放置在1升自来水中,10分钟后进行分析(所有组分是可溶的)。结果:
ClO2ppm | 40 |
氧化剂总量(ppm) | 48.6 |
PH | 3.6 |
Wt%产率 | 4 |
化学%产率 | 40 |
转化比* | 82 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例10
如下所示,由同一配方制备不同尺寸的三块料片。将料片放置在充足的自来水中,使二氧化氯的最终浓度为100-200ppm。由于较大的料片需要较长的时间释放二氧化氯,调节反应时间(如表所示)以确保当反应完成时发生取样。使用不同的模头压制料片,使得料片的高度/直径之比基本相等以及以单位横截面上的受力作为基准,压制料片所使用的压力接近相同。
结果见下表:
A | B | C | |
亚氯酸钠(T)(g) | 0.38 | 4.22 | 34.2 |
二氯异氰尿酸钠(g) | 0.09 | 1.00 | 8.10 |
硫酸氢钠(g) | 0.35 | 3.89 | 31.5 |
氯化钙(g) | 0.18 | 2.00 | 16.2 |
总计(g) | 1.00 | 11.11 | 90.0 |
料片的压力(lb) | 2000 | 6000 | 20000 |
体积(L) | 1 | 10 | 120 |
反应时间(h) | 1.0 | 2.0 | 7.0 |
A | B | C | |
ClO2ppm | 139.8 | 161.9 | 103.2 |
氧化剂总量ppm | 159.0 | 169.1 | |
亚氯酸盐ppm | 15.93 | ||
氯气ppm | 5.34 | ||
PH(10ppm时) | 6.7 | 7.1 | 7.3 |
Wt%产率 | 14.0 | 14.6 | 13.8 |
化学%产率 | 62 | 64 | 61 |
转化比 | 88* | 96* | 87 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例11
如下所示,由同一配方制备不同尺寸的三块料片。将料片放置在充足的自来水中,使二氧化氯的最终浓度为100-200ppm。由于较大的料片需要较长的时间释放二氧化氯,调节反应时间(如表所示)。当反应完成时,即料片溶解后,发生取样。使用不同的模头压制料片,使得料片的高度/直径之比基本相等,以及以单位横截面上的受力作为基准,压制料片所使用的压力接近相同。
结果见下表:
A | B | C | |
亚氯酸钠(T)(g) | 0.26 | 2.886 | 23.14 |
二氯异氰尿酸钠(g) | 0.07 | 0.777 | 6.23 |
硫酸氢钠(g) | 0.26 | 2.886 | 23.14 |
氯化镁(g) | 0.21 | 2.331 | 18.69 |
氯化钠(g) | 0.20 | 2.220 | 17.80 |
总计(g) | 1.00 | 11.10 | 89.00 |
压力(lb) | 2000 | 6000 | 20000 |
体积(L) | 1 | 10 | 121.4 |
反应时间(h) | 0.25 | 0.5 | 1.0 |
A | B | C | |
ClO2ppm | 97.9 | 111.1 | 64.7 |
氧化剂总量ppm | 120.6 | 132.8 | 86.5 |
PH | 7.6 | 7.7 | 7.0 |
Wt%产率 | 9.8 | 10.0 | 8.8 |
化学%产率 | 63 | 65 | 57 |
转化比* | 0.81 | 0.84 | 0.75 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
实施例12
将各种固体加入到料片配方中以确定在料片中具有这些不溶固体是否有益。除非指明,料片的压力为6000lb。反应时间长到料片仍然起泡(释放气体)的长度。以下示出了料片总的配方:
亚氯酸钠(T)(g) 0.1
氯化钠(g) 0.2
硫酸氢钠(g) 0.3
添加剂(g) 0.4
总计(g) 1.0
将1g料片放置在1升自来水中。结果见下表:
添加剂 | 合成锂皂石钠 | H+合成锂皂石 | ETS-10 | 硅胶 |
ClO2ppm | 37.4 | 38.1 | 13.9 | 20.5 |
氧化剂总量ppm | 46.5 | 49.3 | 16.2 | 22.5 |
PH | 6.7 | 6.4 | ||
反应时间 | 0.25 | |||
Wt%产率 | 3.7 | 3.8 | 1.6 | 2.1 |
化学%产率 | 63 | 64 | 23 | 34 |
转化比* | 0.80 | 0.77 | 0.86 | 0.91 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
添加剂 | LaY | Veegum | 有机皂土 | Attagel 40 |
ClO2ppm | 18.1 | 20.1 | 29.9 | 25.1 |
氧化剂总量ppm | 24.7 | 37.1 | 34.3 | 35.6 |
PH | 6.3 | 6.3 | ||
反应时间 | 1 | |||
Wt%产率 | 1.8 | 2.0 | 3.0 | 2.5 |
化学%产率 | 30 | 34 | 50 | 42 |
转化比* | 0.73 | 0.54 | 0.87 | 0.70 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
添加剂 | 蒙脱石 | 膨润土 |
ClO2ppm | 12.5 | 6.5 |
氧化剂总量ppm | 25.6 | 23.8 |
PH | 6.1 | 5.9 |
反应时间 | ||
Wt%产率 | 1.3 | 0.7 |
化学%产率 | 21 | 11 |
转化比* | 0.49 | 0.27 |
*最小比:二氧化氯ppm/氧化剂总量ppm。
Claims (10)
1.一种含金属亚氯酸盐和固体酸源的块状体,当将所述块状体加入到液态水中时会产生二氧化氯溶液,其中二氧化氯的浓度与二氧化氯和亚氯酸盐阴离子浓度之和的比大于0.25。
2.权利要求1的块状体,所述块状体可溶于水。
3.权利要求1的块状体,所述块状体并不完全溶解在水中。
4.权利要求1的块状体,其中金属亚氯酸盐是亚氯酸钠。
5.权利要求2的块状体,其包括亚氯酸钠和硫酸氢钠。
6.权利要求5的块状体,其另外包括氯化镁和二氯氰尿酸的钠盐。
7.权利要求3的块状体,其包括亚氯酸钠、硫酸氢钠以及一种钙阳离子源。
8.权利要求7的块状体,其中钙阳离子源是氯化钙。
9.权利要求8的块状体,其另外含有一种溶胀的无机粘土。
10.权利要求9的块状体,其中粘土是合成锂皂石粘土。
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