CN203653237U - 一种制备混合二氧化氯的专用设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备混合二氧化氯的专用设备，包括第一级反应器（1）和第二级反应器（2），所述第一级反应器（1）的上部与所述第二级反应器（2）的上部通过溢流管（3）相连；所述第一级反应器（1）为直联式组合反应器，下部为PVC塔式反应器，其内部设置有横向折流板（4），上部为钢衬PO管式反应器，所述第二级反应器（2）为钛材管式反应器，其内部设置有竖向折流板（5）；曝气管（6），与所述第一级反应器（1）的底部和溶液输送管路分别相连。本实用新型的混合二氧化氯发生器改变了原反应器形式，采用了二级、特殊材料制成的两种结构的反应器，并采用直联式反应器的组合形式，安全性强，结构紧凑，设备体积小。

Description

一种制备混合二氧化氯的专用设备

技术领域

本实用新型涉及无机化工技术领域，特别是涉及一种用于制备混合二氧化氯的方法及其专用设备。

背景技术

二氧化氯发生器自上个世纪八十年代起，在我国就开始进行研发，至今已经二十多年了，各种制备技术（主要指化学法）都有了长足的进展，主要应用于饮用水、中水回用、工业循环水、医院污水、城市污水、工业废水等水处理领域。对于当时刚进入我国的二氧化氯制备技术，起步就是针对混合二氧化氯的制备进行研发的，所以，目前市场上的二氧化氯发生器大多数仍然都是以混合型二氧化氯发生器为主，在水处理领域里发挥着非常重要的作用。

纵观混合二氧化氯发生器的发展历程，至今一直是采用盐酸法制备，在原料配方上没有进行过任何改变，这在早期研发的PVC反应器上还没有什么突出的腐蚀影响。但是，由于PVC反应器的导热系数很小，而导致传热效果非常差，而影响了产品的性能。随着近年来技术的不断进步，已逐步开始采用了传热效果极佳，并在二氧化氯体系中耐腐蚀性能较好的钛材制作反应器，因此，大大提高了传热效果，提高了原料转化率。可是，在实际应用中我们发现，钛材在一定浓度的盐酸介质下，并在一定的温度下，腐蚀率还是很高的，而在硫酸介质下腐蚀率却是很低的，并且得到有关资料的证实。由此可以说明，钛材用于盐酸法制备混合二氧化氯的反应器制作不太适合，特别是用在反应初级的钛材反应器上更加不适合，否则，钛材反应器的寿命是很短的。更重要的是，由于盐酸法的反应产物（包括质量差的固体原料中杂质）的物性所致，使曝气管时常发生堵塞现象，直接影响到设备的正常运行，甚至会产生爆炸，特别是随着反应器的技术改进，对结构不合理的反应器，堵塞现象更为突出，这是发生器运行中非常重要的安全问题。

为了解决混合二氧化氯发生器的腐蚀问题，延长设备寿命，避免设备时常堵塞的现象，确保安全生产，我们现采用一种新的方法来制备混合二氧化氯，这在二氧化氯发生器上是前所未有所的，是国内二氧化氯发生器的一个空白。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用三元物料进行合理配比，通过直联式组合反应器制备混合二氧化氯气体的专用设备。

一种本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，包括：

第一级反应器和第二级反应器，所述第一级反应器的上部与所述第二级反应器的上部通过溢流管相连；所述第一级反应器为直联式组合反应器，分为组合为一体结构的上下两部分，下部为PVC塔式反应器，其内部设置有横向折流板，上部为钢衬PO管式反应器，所述第二级反应器为钛材管式反应器，其内部设置有竖向折流板；

曝气管，与所述第一级反应器的底部相连，所述曝气管还与溶液输送管路相连。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其中所述第一级反应器的顶端设置有压力传送器，所述第一级反应器的顶端与第一泄压管相连；所述第二级反应器的顶端分别与抽气管和第二泄压管连接；所述第二级反应器还包括电磁感应加热器，紧密放置于所述第二级反应器外侧的中部。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其中所述溶液输送管路包括硫酸溶液输送管路和混合溶液输送管路，分别与所述曝气管相连通，所述混合溶液输送管路用于输送氯酸钠溶液和氯化钠溶液。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其中所述横向折流板为相对设置的两个；所述竖向折流板的一端固定在所述第二级反应器的顶端。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其中所述PVC塔式反应器和所述钢衬PO管式反应器之间通过法兰连接成一体结构。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其中还包括混合罐，其入口端设置有投料口，出口端与所述混合溶液输送管路相连。

本实用新型是以氯酸钠溶液、氯化钠溶液和硫酸溶液为原料，采用二种不同结构反应器，在一定的温度梯度下，控制一定的负压、一定的原料摩尔比，使反应按照以下反应式进行：

NaClO₃+H₂SO₄+NaCl=ClO₂+1/2Cl₂+Na₂SO₄+H₂O

最终制备出混合二氧化氯气体。产生的混合二氧化氯气体可由所引入的空气将其带出反应器，送至水处理场所消毒。

依据反应工程理论，采用二级反应，并采用二个不同反应器进行，保证物料停留时间，增加反应母液的流动历程，并通过二级反应器的不同结构，不断改变宏观混合效果，既有升流，也有降流，加速反应母液的混合状态和反应效果，促进整体反应速率，提高反应效果，可使原料转化率达92%左右，达到国内混合二氧化氯制备技术的先进水平。

本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备与现有技术不同之处在于：

制备方法不同，设备结构、材质不同；该混合二氧化氯发生器采用氯酸钠溶液、氯化钠溶液和硫酸溶液的三元物料进行制备，是一次创新性的尝试，一改国内混合发生器固有的制备方法，与原混合发生器相比，在制备混合二氧化氯的同时，不仅从根本上消除了设备堵塞问题，确保了设备的安全运行，而且有效地避免了设备腐蚀问题，从而提高了反应器寿命，极大地满足了用户的实际需要。

本实用新型的混合二氧化氯发生器改变了原简单的反应器形式，采用了二级、特殊材料制成的二种结构的反应器，并采用直联式反应器的组合形式，安全性强，结构紧凑，设备体积小，使反应母液的混合状态在反应中不断发生改变，更加增强了反应的快速进行，促进了原料转化率的提高，是一种新型反应器。

下面结合附图对本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1和2中所述制备混合二氧化氯的专用设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例3中所述制备混合二氧化氯的专用设备的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种本实用新型所述的制备混合二氧化氯的专用设备，包括：

第一级反应器1和第二级反应器2，所述第一级反应器1的上部与所述第二级反应器2的上部通过溢流管3相连；所述第一级反应器1为直联式组合反应器，分为上下两部分，下部为PVC塔式反应器，其内部设置有横向折流板4，上部为钢衬PO管式反应器，上下两部分组合为一体结构，所述第二级反应器2为钛材管式反应器，其内部设置有竖向折流板5；曝气管6，与所述第一级反应器1的底部相连，所述曝气管6还与溶液输送管路相连。

本实用新型中所述直联式组合反应器是指两个不同的反应器通过法兰型式直接连接组合在一起的一种反应器；所述PVC塔式反应器是指采用PVC材料制成的塔式反应器；所述钢衬PO管式反应器是指采用碳钢制成的反应器，然后采用PO材料内衬制成的管式反应器；所述钛材管式反应器是指采用钛材制成的管式反应器。

实施例2

如图1所示，在实施例1的基础上，还包括如下结构：所述第一级反应器1的顶端设置有压力传送器7，所述第一级反应器1的顶端与第一泄压管8相连；所述第二级反应器2的顶端分别与抽气管9和第二泄压管10连接；所述第二级反应器2还包括电磁感应加热器11，紧密放置于所述第二级反应器2外侧的中部。

所述溶液输送管路包括硫酸溶液输送管路12和混合溶液输送管路13，分别与所述曝气管6相连通，所述混合溶液输送管路13用于输送氯酸钠溶液和氯化钠溶液。

优选的是，所述横向折流板4为相对设置的两个；所述竖向折流板5的一端固定在所述第二级反应器的顶端，所述PVC塔式反应器和所述钢衬PO管式反应器之间通过法兰连接成一体结构。

实施例3

如图2所示，在实施例2的基础上，还包括混合罐14，其入口端设置有投料口15，出口端与所述混合溶液输送管路13相连。在制备产品时，先将氯酸钠固体和氯化钠固体通过投料口15投入到所述混合罐14中配制混合溶液后，通过混合溶液输送管路13输送到第一级反应器1中参与反应。

实施例4

进行30000g/h混合二氧化氯的制备：将浓度为26.3%的氯酸钠溶液、14.1%氯化钠溶液混合为混合溶液，与75%硫酸溶液，按照摩尔比为1：0.98：2.56的比例加入到第一级反应器中进行反应，采用电磁感应加热器进行加热，控制第二级反应器温度为72℃。控制负压0.005MPa。制备中通过二级不同结构的反应器进行，不断改变宏观混合效果，加速反应母液的混合状态和反应效果，最终得到混合二氧化氯气体，直接送至消毒场所。

在制备过程中，现场对组合反应器进行取样分析检测。

检测结果：混合二氧化氯气体产量30001g/h，原料转化率为91.05%。

实施例5

进行30000g/h混合二氧化氯的制备，将浓度为26.3%的氯酸钠溶液、14.1%氯化钠溶液混合为混合溶液，与75%硫酸溶液，按照摩尔比为1：0.99：2.8的比例加入到第一级反应器中进行反应，采用电磁感应加热器进行加热，控制第二级反应器温度为73℃。控制负压0.009MPa。制备中通过二级不同结构的反应器进行，不断改变宏观混合效果，加速反应母液的混合状态和反应效果，最终得到混合二氧化氯气体，直接送至消毒场所。

在制备过程中，现场对组合反应器进行取样分析检测。

检测结果：混合二氧化氯气体产量30004g/h，原料转化率为91.4%。

实施例6

进行30000g/h混合二氧化氯的制备，将浓度为26.3%的氯酸钠溶液、14.1%氯化钠溶液混合为混合溶液，与75%硫酸溶液，按照摩尔比为1：0.97：2.7的比例加入到第一级反应器中进行反应，采用电磁感应加热器进行加热，控制第二级反应器温度为74℃。控制负压0.015MPa。制备中通过二级不同结构的反应器进行，不断改变宏观混合效果，加速反应母液的混合状态和反应效果，最终得到混合二氧化氯气体，直接送至消毒场所。

在制备过程中，现场对组合反应器进行取样分析检测。

检测结果：混合二氧化氯气体产量30003g/h，原料转化率为91.2%。

实施例7

进行30000g/h混合二氧化氯的制备，将浓度为26.3%的氯酸钠溶液、14.1%氯化钠溶液混合为混合溶液，与75%硫酸溶液，按照摩尔比为1：0.99：2.6的比例加入到第一级反应器中进行反应，采用电磁感应加热器进行加热，控制第二级反应器温度为73℃。控制负压0.017MPa。制备中通过二级不同结构的反应器进行，不断改变宏观混合效果，加速反应母液的混合状态和反应效果，最终得到混合二氧化氯气体，直接送至消毒场所。

在制备过程中，现场对组合反应器进行取样分析检测。

检测结果：混合二氧化氯气体产量30001g/h，原料转化率为91.8%。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：包括：

第一级反应器（1）和第二级反应器（2），所述第一级反应器（1）的上部与所述第二级反应器（2）的上部通过溢流管（3）相连；所述第一级反应器（1）为直联式组合反应器，分为上下两部分，下部为PVC塔式反应器，其内部设置有横向折流板（4），上部为钢衬PO管式反应器，上下两部分组合为一体结构，所述第二级反应器（2）为钛材管式反应器，其内部设置有竖向折流板（5）；

曝气管（6），与所述第一级反应器（1）的底部相连，所述曝气管（6）还与溶液输送管路相连。

2.根据权利要求1所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：所述第一级反应器（1）的顶端设置有压力传送器（7），所述第一级反应器（1）的顶端与第一泄压管（8）相连；所述第二级反应器（2）的顶端分别与抽气管（9）和第二泄压管（10）连接；所述第二级反应器（2）还包括电磁感应加热器（11），紧密放置于所述第二级反应器（2）外侧的中部。

3.根据权利要求2所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：所述溶液输送管路包括硫酸溶液输送管路（12）和混合溶液输送管路（13），分别与所述曝气管（6）相连通，所述混合溶液输送管路（13）用于输送氯酸钠溶液和氯化钠溶液。

4.根据权利要求3所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：所述横向折流板（4）为相对设置的两个；所述竖向折流板（5）的一端固定在所述第二级反应器（2）的顶端。

5.根据权利要求1所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：所述PVC塔式反应器和所述钢衬PO管式反应器之间通过法兰连接成一体结构。

6.根据权利要求3所述的制备混合二氧化氯的专用设备，其特征在于：还包括混合罐（14），其入口端设置有投料口（15），出口端与所述混合溶液输送管路（13）相连。

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