CN204400609U - 一种生产稳定的次氯酸溶液的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产稳定的次氯酸溶液的装置，所述装置包括用于存储弱酸水溶液的存储槽A、用于存储共轭碱水溶液的存储槽B、用于存储次氯酸根离子提供剂的水溶液的存储槽C及用于制备缓冲溶液的反应器a和用于制备次氯酸溶液的反应器b；还包括与继电控制器电连接的原水控制阀、原水流量计、弱酸水溶液的定量输入泵、共轭碱水溶液的定量输入泵、缓冲溶液控制阀、缓冲溶液的pH感应器、缓冲溶液的流量计、次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵及次氯酸溶液的pH感应器。采用本实用新型装置，不仅可实现次氯酸溶液的连续自动化生产，而且可使所生产的次氯酸溶液具有显著的稳定性，使次氯酸溶液的商业化成为可能，具有工业化应用价值。

Description

一种生产稳定的次氯酸溶液的装置

技术领域

本实用新型是涉及次氯酸溶液的生产装置，具体说，是涉及一种工业化生产稳定的次氯酸溶液的装置，属于消毒剂制备技术领域。

背景技术

次氯酸(HClO)是一种化学性质非常活泼的氧化剂。早在100多年前，人们已经发现次氯酸具有强效的杀菌效果。次氯酸是生物体免疫系统发挥作用的核心物质，稀的次氯酸溶液具有非常高效的杀灭微生物能力，而且使用过程安全，无污染，因此被广泛地应用于个人、家庭、医疗、农业、畜牧养殖业等各行各业的消毒、清洁、护理等。

由于次氯酸极高的反应活性和不稳定性，导致其工业化生产一直无法实现。从上个世纪中期以来，科学家们一直在尝试使用各种装置，努力实现次氯酸的工业化生产。

迄今为止，次氯酸工业化生产的研究，主要集中在电解法和化学法。电解法生产次氯酸，如：U.S.Pat.No.5858201，它不仅需要消耗大量的电能，使用的昂贵贵金属电极极易损坏，使得生产设备使用成本高，难以维护，最严重的缺陷是：通过电解法生产的次氯酸溶液的有效氯含量一般不超过80mg/L，且杂质较多；浓度过低的次氯酸溶液，不仅杀菌能力有限，而且难于稳定保存，只能现制现用，使其广泛应用受到极大限制。另外，电解法生成的次氯酸溶液的pH较低(一般为2-4，因而也称酸性氧化电位水)，pH范围较宽，难以精确控制pH值，而且因次氯酸本身不稳定易分解的特性，一旦分解会使体系的酸性进一步增强，很容易导致氯气生成。

而化学法，国外也有一些公司进行研究，他们主要是通过强碱和氯气的反应来生产次氯酸，如U.S.Pat.No.5027627，U.S.Pat.No.5322677，以及Dow Chemical公司采用氯气和次氯酸盐接触法来生产次氯酸的专利WO9514636。化学法生产次氯酸起步稍晚，工业化实现复杂。近年来化学法有一定的发展，如报道使用CO₂和次氯酸钠混合反应生成次氯酸，但是生产过程不稳定，会产生大量的碳酸钠或碳酸氢钠，易造成生产管道堵塞。另外，中国实用新型专利CN1382639和CN1654347分别报道了以盐酸和次氯酸钠为原料连续化生产的设备，但最重要的次氯酸溶液的保质(浓度衰减控制)即稳定性问题没有提及。事实上与上文提到的电解法存在的问题类似，次氯酸不稳定，分解后会使体系的酸性明显增强，极易生成对人体有毒害的氯气。因稳定性的问题不能得到很好地解决，使得次氯酸溶液目前一直局限于现制现用，以致其广泛应用受到了极大限制。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种生产稳定的次氯酸溶液的装置，实现次氯酸溶液的快速、大规模、连续及自动化生产，克服现有技术“现制现用”的局限。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种生产稳定的次氯酸溶液的装置，包括用于存储弱酸水溶液的存储槽A、用于存储共轭碱水溶液的存储槽B、用于存储次氯酸根离子提供剂的水溶液的存储槽C及用于制备缓冲溶液的反应器a和用于制备次氯酸溶液的反应器b，其特征在于：所述的反应器a设有原水入口、弱酸水溶液入口和共轭碱水溶液入口，在原水入口前端的原水管道上设有原水控制阀和原水流量计，在存储槽A与弱酸水溶液入口之间的管道上设有弱酸水溶液的定量输入泵，在存储槽B与共轭碱水溶液入口之间的管道上设有共轭碱水溶液的定量输入泵；所述的反应器b设有缓冲溶液入口和次氯酸根离子提供剂的水溶液入口及次氯酸溶液的出口，在反应器a与缓冲溶液入口之间的管道上设有缓冲溶液控制阀、缓冲溶液的pH感应器和缓冲溶液的流量计，在存储槽C与次氯酸根离子提供剂的水溶液入口之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵，在次氯酸溶液的出口管道上设有次氯酸溶液的pH感应器；所述的原水控制阀、原水流量计、弱酸水溶液的定量输入泵、共轭碱水溶液的定量输入泵、缓冲溶液控制阀、缓冲溶液的pH感应器、缓冲溶液的流量计、次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵及次氯酸溶液的pH感应器均与继电控制器电连接。

作为一种优选方案，在原水控制阀的前端管道上设有增压泵。

作为一种优选方案，所述的原水控制阀和缓冲溶液控制阀均选用电磁阀。

作为一种优选方案，在存储槽A与弱酸水溶液的定量输入泵之间的管道上设有弱酸水溶液的排气口。

作为一种优选方案，在存储槽B与共轭碱水溶液的定量输入泵之间的管道上设有共轭碱水溶液的排气口。

作为一种优选方案，在存储槽C与次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的排气口。

作为一种优选方案，在次氯酸溶液的pH感应器后端的出料管道上设有过滤器。

作为进一步优选方案，在所述的出料管道上设有抽样阀门和出料阀门。

使用本实用新型所述装置生产稳定的次氯酸溶液的流程如下：

流入反应器a中的原水流量通过原水流量计实时监测并传输给继电控制器，当达到所设定的原水流量的阀值，继电控制器使原水控制阀关闭；流入反应器a中的弱酸水溶液和共轭碱水溶液的精确流量通过继电控制器控制弱酸水溶液的定量输入泵和共轭碱水溶液的定量输入泵实现；流入反应器a中的原水与弱酸水溶液和共轭碱水溶液进行定量配比混合后形成稳定的缓冲溶液；在缓冲溶液流入反应器b之前，首先经过缓冲溶液的pH感应器监测，如果缓冲溶液的pH值不符合要求，继电控制器使缓冲溶液控制阀关闭，如果缓冲溶液的pH值符合要求，则继续打开缓冲溶液控制阀，使缓冲溶液流入反应器b中，流入反应器b中的缓冲溶液的流量通过缓冲溶液的流量计实时监测并传输给继电控制器，当达到所设定的缓冲溶液的流量阀值，继电控制器使缓冲溶液控制阀关闭；流入反应器b中的次氯酸根离子提供剂的水溶液的精确流量通过继电控制器控制次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵实现；流入反应器b中的次氯酸根离子提供剂的水溶液与缓冲溶液进行定量配比混合反应后，即形成稳定的次氯酸溶液；生产的次氯酸溶液的pH值通过次氯酸溶液的pH感应器监测并传输给继电控制器，若监测的次氯酸溶液的pH值符合要求，进行过滤后抽样检测和出料包装即可。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

采用本实用新型装置，不仅可实现次氯酸溶液的连续自动化生产，而且可精确保证整个生产过程中的pH环境，使所生产的次氯酸溶液具有显著的稳定性，经国家权威机构检测，稳定性至少为一年，实现了次氯酸溶液产品的包装、储存、转运，使次氯酸溶液的商业化成为可能，克服了现有技术“现制现用”的局限，具有工业化应用价值。

附图说明

图1为本实用新型所述的生产稳定的次氯酸溶液的装置的结构示意图。

图中：1、原水管道；2、增压泵；3、原水控制阀；4、原水流量计；5、用于制备缓冲溶液的反应器a；6、用于存储弱酸水溶液的存储槽A；7、用于存储共轭碱水溶液的存储槽B；8、弱酸水溶液的定量输入泵；9、弱酸水溶液的排气口；10、共轭碱水溶液的定量输入泵；11、共轭碱水溶液的排气口；12、继电控制器；13、缓冲溶液控制阀；14、缓冲溶液的pH感应器；15、缓冲溶液的流量计；16、用于存储次氯酸根离子提供剂的水溶液的存储槽C；17、次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵；18、次氯酸根离子提供剂的水溶液的排气口；19、用于制备次氯酸溶液的反应器b；20、次氯酸溶液的pH感应器；21、过滤器；22、抽样阀门；23、出料阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细、完整地说明。

实施例

如图1所示；本实用新型提供的一种生产稳定的次氯酸溶液的装置，包括用于存储弱酸水溶液的存储槽A 6、用于存储共轭碱水溶液的存储槽B 7、用于存储次氯酸根离子提供剂的水溶液的存储槽C 16及用于制备缓冲溶液的反应器a 5和用于制备次氯酸溶液的反应器b 19，所述的反应器a 5设有原水入口、弱酸水溶液入口和共轭碱水溶液入口，在原水入口前端的原水管道1上设有原水控制阀3和原水流量计4，在存储槽A 6与弱酸水溶液入口之间的管道上设有弱酸水溶液的定量输入泵8，在存储槽B 7与共轭碱水溶液入口之间的管道上设有共轭碱水溶液的定量输入泵10；所述的反应器b 19设有缓冲溶液入口和次氯酸根离子提供剂的水溶液入口及次氯酸溶液的出口，在反应器a 5与缓冲溶液入口之间的管道上设有缓冲溶液控制阀13、缓冲溶液的pH感应器14和缓冲溶液的流量计15，在存储槽C 16与次氯酸根离子提供剂的水溶液入口之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵17，在次氯酸溶液的出口管道上设有次氯酸溶液的pH感应器20；所述的原水控制阀3、原水流量计4、弱酸水溶液的定量输入泵8、共轭碱水溶液的定量输入泵10、缓冲溶液控制阀13、缓冲溶液的pH感应器14、缓冲溶液的流量计15、次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵17及次氯酸溶液的pH感应器20均与继电控制器12电连接。

本实施例中：

在原水控制阀3的前端管道上设有增压泵2。

所述的原水控制阀3和缓冲溶液控制阀13均选用电磁阀。

在存储槽A 6与弱酸水溶液的定量输入泵8之间的管道上设有弱酸水溶液的排气口9；在存储槽B 7与共轭碱水溶液的定量输入泵10之间的管道上设有共轭碱水溶液的排气口11；在存储槽C 16与次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵17之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的排气口18；以避免其中的气体对定量输入泵的流速产生影响。

在次氯酸溶液的pH感应器20后端的出料管道上设有过滤器21，在所述的出料管道上设有抽样阀门22和出料阀门23。

原水由原水管道1经增压泵2(水源压力稳定时可不使用增压泵)，在原水控制阀3的控制和原水流量计4的监测下定量流入反应器a 5中，当原水流量计4监测的原水流量达到所设定的阀值，继电控制器12使原水控制阀3关闭；储存在存储槽A 6中的弱酸水溶液通过定量输入泵8定量输入反应器a 5中；储存在存储槽B 7中的共轭碱水溶液通过定量输入泵10定量输入反应器a 5中；流入反应器a中的原水与弱酸水溶液和共轭碱水溶液进行定量配比混合后形成稳定的缓冲溶液；

在缓冲溶液流入反应器b 19之前，首先经过缓冲溶液的pH感应器14监测，如果缓冲溶液的pH值不符合要求，继电控制器12使缓冲溶液控制阀13关闭，如果缓冲溶液的pH值符合要求，则继续打开缓冲溶液控制阀13，使缓冲溶液流入反应器b 19中，流入反应器b 19中的缓冲溶液的流量通过缓冲溶液的流量计15实时监测并传输给继电控制器12，当流入反应器b 19中的缓冲溶液的流量达到所设定的阀值，继电控制器12使缓冲溶液控制阀13关闭；流入反应器b 19中的次氯酸根离子提供剂的水溶液的精确流量通过继电控制器12控制次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵17实现；流入反应器b 19中的次氯酸根离子提供剂的水溶液与缓冲溶液进行定量配比混合反应后，即形成稳定的次氯酸溶液；生产的次氯酸溶液的pH值通过次氯酸溶液的pH感应器20监测并传输给继电控制器12，若监测的次氯酸溶液的pH值超出预设范围则报警停机，若监测的次氯酸溶液的pH值符合要求，则经过过滤器21的过滤后，由抽样阀门22采样进行成品质量检测，检测合格的成品由出料阀门23出料包装即可。

经检测：采用本实用新型装置所生产的次氯酸溶液在54℃的密闭条件下储放14天后的有效氯含量只下降8.9％，远远小于标准规定的15％；根据卫生部《消毒技术规范》可推定其有效期可达12个月，具有显著的稳定性。

综上所述可见：采用本实用新型装置，不仅可实现次氯酸溶液的规模化连续自动化生产，而且可精确保证整个生产过程中的pH环境，使所生产的次氯酸溶液具有显著的稳定性，经国家权威机构检测，稳定性至少为一年，实现了次氯酸溶液产品的包装、储存、转运，使次氯酸溶液的商业化成为可能，克服了现有技术“现制现用”的局限，具有工业化应用价值。

最后有必要在此说明的是：以上内容只用于对本实用新型技术方案做进一步详细说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种生产稳定的次氯酸溶液的装置，包括用于存储弱酸水溶液的存储槽A、用于存储共轭碱水溶液的存储槽B、用于存储次氯酸根离子提供剂的水溶液的存储槽C及用于制备缓冲溶液的反应器a和用于制备次氯酸溶液的反应器b，其特征在于：所述的反应器a设有原水入口、弱酸水溶液入口和共轭碱水溶液入口，在原水入口前端的原水管道上设有原水控制阀和原水流量计，在存储槽A与弱酸水溶液入口之间的管道上设有弱酸水溶液的定量输入泵，在存储槽B与共轭碱水溶液入口之间的管道上设有共轭碱水溶液的定量输入泵；所述的反应器b设有缓冲溶液入口和次氯酸根离子提供剂的水溶液入口及次氯酸溶液的出口，在反应器a与缓冲溶液入口之间的管道上设有缓冲溶液控制阀、缓冲溶液的pH感应器和缓冲溶液的流量计，在存储槽C与次氯酸根离子提供剂的水溶液入口之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵，在次氯酸溶液的出口管道上设有次氯酸溶液的pH感应器；所述的原水控制阀、原水流量计、弱酸水溶液的定量输入泵、共轭碱水溶液的定量输入泵、缓冲溶液控制阀、缓冲溶液的pH感应器、缓冲溶液的流量计、次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵及次氯酸溶液的pH感应器均与继电控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在原水控制阀的前端管道上设有增压泵。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的原水控制阀和缓冲溶液控制阀均选用电磁阀。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在存储槽A与弱酸水溶液的定量输入泵之间的管道上设有弱酸水溶液的排气口。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在存储槽B与共轭碱水溶液的定量输入泵之间的管道上设有共轭碱水溶液的排气口。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在存储槽C与次氯酸根离子提供剂的水溶液的定量输入泵之间的管道上设有次氯酸根离子提供剂的水溶液的排气口。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在次氯酸溶液的pH感应器后端的出料管道上设有过滤器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：在所述的出料管道上设有抽样阀门和出料阀门。