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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung von Chlordioxid, wobei wenigstens zwei Reaktionspartner, insbesondere Natriumchloritlösung und verdünnte Salzsäure, innerhalb einer Chlordioxid lösenden Schutzflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in einem von der Schutzflüssigkeit abgetrennten und mit dieser durch wenigstens eine Austrittsöffnung verbundenen Reaktionsgefäß zusammengebracht werden und wobei das Reaktionsgefäß vollständig von der Schutzflüssigkeit umgeben wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Herstellung einer Lösung von Chlordioxid, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem mit einer Schutzflüssigkeit befüllbaren Behälter, mit einem wenigstens eine Austrittsöffnung aufweisenden Reaktionsgefäß in dem Behälter und mit außerhalb des Behälters angeordneten Vorratsbehältern für wenigstens zwei Reaktionspartner einer Bildungsreaktion von Chlordioxid, wobei das Reaktionsgefäß zur Befüllung mit den Vorratsbehältern verbunden ist und wobei das Reaktionsgefäß durch Befüllen des Behälters vollflächig von der Schutzflüssigkeit zu umgeben ist.
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Chlordioxid ist ein starkes selektives Oxidationsmittel, das Verwendung findet als Desinfektionsmittel für Trinkwasser, bei der bioziden Behandlung von Kühltürmen, als Zellstoffbleichmittel, als Desinfektionsmittel in der Obst-, Gemüse- und Geflügelverarbeitung, in der Tertiärförderung von Erdöl und bei der Stimulierung von Wasserquellen durch Einspritzung, bei der Abwasserbehandlung als Algizid und als Desodorierungsmittel. In fast allen Verwendungen wird Chlordioxid in Form einer verdünnten wäßrigen Lösung, üblicherweise mit oder unter 3.000 ppm, eingesetzt. Diese Lösung wird in der Regel an Ort und Stelle durch Reaktion geeigneter Reaktionspartner zum Zeitpunkt des Einsatzes bzw. der bestimmungsgemäßen Verwendung erzeugt. Die Reaktionspartner können wäßrige Lösungen von Natriumchlorat oder Natriumchlorit, anorganische oder organische Säuren, Chlor, Natriumhypochlorit oder einige Kombinationen davon, üblicherweise als wäßrige Lösungen, sein. Die Reaktionspartner werden in geeigneten Mengen abgemessen und unter kontrollierten Bedingungen zur Reaktion gebracht.
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Gasförmiges Chlordioxid besitzt stark explosive Eigenschaften. Dementsprechend wird im Stand der Technik angestrebt, Chlordioxid sofort im Wasser zu lösen. Dies bedingt aber die Schwierigkeit, hohe Lösungskonzentrationen einzuhalten.
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Aus der
DE 10 2006 034 660 A1 ist eine Chlordioxid-Stufenreaktion-Anlage zur unkritischen Erzeugung von langzeitstabilen wässrigen Chlordioxidlösungen niedriger Konzentrationen bekannt. Bei der bekannten Anlage ist vorgesehen, in einem Reaktionsgefäß durch mehrfaches Verdünnen eine langzeitstabile Chlordioxidlösung mit einer Konzentration von kleiner als 3 g/l zur Verfügung zu stellen.
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Das Dokument
DE 10 2007 023 085 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxidlösung, die über eine Fördereinrichtung und ein entsprechendes Reservoir für eine Schutzflüssigkeit verfügt. Bei der bekannten Vorrichtung steht der Reaktionsraum über eine Überführungsvorrichtung mit einem Aufnahmeraum in direkter fluidischer Verbindung. Im Übrigen geht aus der vorgenannten Druckschrift eine Reaktions- bzw. Reifezeit der Reaktionslösung von 15 bis 35 Minuten hervor.
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Aus dem Dokument
DE 10 2004 039 362 A1 ist die Chlordioxidherstellung unter Verwendung einer Mess- und Überwachungsautomatik bekannt.
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Das Dokument
DE 698 13 864 T2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Lösung aus Chlordioxid, um Chlordioxid im Wesentlichen in der Abwesenheit von Wasser zu erzeugen. Aus der vorgenannten Druckschrift geht hervor, flüssiges Wasser in einer ersten Zone, die von einer Schutzflüssigkeit umgeben ist, und eine Mischung aus wenigstens einem Metallchlorid und wenigstens einem säurebildenden Bestandteil in einer zweiten Zone, wobei die erste Zone und die zweite Zone durch eine wasserdurchlässige Membran getrennt sind, bereitzustellen.
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Aus der
DE 1 069 122 A ist ein Verfahren zur Erzeugung von Chlordioxidlösungen bekannt, bei dem die Reaktionspartner innerhalb einer Chlordioxid lösenden Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das der Reaktionspartner, am Boden eines vom Flüssigkeitsbehälter abgeteilten und mit diesem nur durch eine Gasaustrittsöffnung verbundenen Reaktionsgefäßes zusammengebracht werden. Als Schutzflüssigkeiten werden Leichtbenzin, Tetrachlorkohlenstoff, Essigsäure, vorzugsweise jedoch Wasser, genannt. Infolge des spezifischen Gewichtes der Reaktionspartner, welches das Gewicht der umgebenden Schutzflüssigkeit übersteigt, wird Schutzflüssigkeit, mit der das Reaktionsgefäß geflutet ist, beim Einbringen der Reaktionspartner aus dem Reaktionsgefäß nach oben in den Behälter verdrängt.
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Durch das Zusammenführen der Reaktionspartner am Boden des Reaktionsgefäßes soll bei dem bekannten Verfahren sichergestellt sein, daß sich die Reaktionsteilnehmer zu einem großen Teil miteinander umsetzen, bevor sie sich in der das Reaktionsgefäß umgebenden Schutzflüssigkeit verteilen. Entstehendes gasförmiges Chlordioxid soll sich im Zeitpunkt seiner Entwicklung bei seinem Austritt aus der Gasaustrittsöffnung des Reaktionsgefäßes sogleich in der umgebenden Schutzflüssigkeit lösen, um jede Explosionsgefahr auszuschließen.
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In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß der Umsatzgrad der Reaktionspartner bei dem bekannten Verfahren gering ist. Dies führt zu einem hohen Verbrauch der Reaktionspartner und zu hohen Kosten bei der Herstellung der Chlordioxidlösung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem eine sichere Herstellung einer Chlordioxidlösung und ein hoher Umsatz der Reaktionspartner bei geringen Herstellungskosten gleichermaßen sichergestellt sind.
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Die vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und durch ein System mit den Merkmalen von Patentanspruch 11 gelöst.
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Das Reaktionsgefäß wird während eines Befüllvorgangs zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mit den Reaktionspartnern befüllt, wobei die Reaktionspartner nach Beendigung des Befüllvorgangs über eine vorgegebene Reaktionszeit in dem Reaktionsgefäß verbleiben und wobei eine vollständige Abgabe von in dem Reaktionsgefäß gebildeter Chlordioxidlösung in die Schutzflüssigkeit erst nach dem Ablauf der Reaktionszeit erfolgt. Die Abgabe nach dem Ablauf der Reaktionszeit erfolgt durch erzwungene Konvektion, beispielsweise durch Ausspülen der gebildeten Chlordioxidlösung aus dem Reaktionsgefäß mittels einer Pumpeinrichtung, wobei es die Erfindung zuläßt, daß ein geringer Stofftransport aufgrund von freier bzw. natürlicher Konvektion über die Austrittsöffnung(en) des Reaktionsgefäßes auch vor dem Ablauf der Reaktionszeit bereits stattfinden kann. Die Vermischung der gebildeten Chlordioxidlösung mit der umgebenden Schutzflüssigkeit durch freie Konvektion kann durch die konstruktive Ausgestaltung des Reaktionsgefäßes, insbesondere durch Verringerung des freien Öffnungsquerschnittes der Austrittsöffnung, entsprechend verringert werden. Hierauf wird nachfolgend noch eingegangen.
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Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, in dem Reaktionsgefäß eine Chlordioxidlösung mit vergleichsweise hoher Chlordioxidkonzentration herzustellen, indem die Reaktionspartner bzw. das Reaktionsgemisch aus den Reaktionspartnern und gegebenenfalls noch in dem Reaktionsgefäß enthaltener Schutzflüssigkeit für eine vorgegebene Reaktionszeit in dem Reaktionsgefäß verweilen bzw. verweilt. Dadurch kann der Umsatzgrad der Reaktionspartner deutlich gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden, was zu einem entsprechend geringeren Verbrauch der Reaktionspartner führt und eine kostengünstige Herstellung einer Applikationslösung mit der erforderlichen Chlordioxid-Konzentration ermöglicht. Durch mehrfaches Befüllen und Ansetzen einer konzentrierten Chlordioxidlösung in dem Reaktionsgefäß lassen sich entsprechend höhere Chlordioxid-Konzentrationen in der Schutzflüssigkeit erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist darüber hinaus auch sehr sicher, da das Reaktionsgefäß innerhalb der Schutzflüssigkeit angeordnet ist.
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Anders als im Stand der Technik wird bei der Erfindung das Reaktionsgefäß als Batchreaktor betrieben, wobei während des Befüllvorgangs vorgegebene Mengenströme der Reaktionspartner in dem Reaktionsgefäß zusammengebracht werden. Während der Reaktions- bzw. Verweilzeit ist keine weitere Befüllung des Reaktionsgefäßes mit den Reaktionspartnern vorgesehen. Die Herstellung von Chlordioxidlösung in dem Reaktionsgefäß erfolgt bei der Erfindung somit diskontinuierlich.
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Die während der Reaktionszeit gebildete Chlordioxidlösung wird der umgebenden Schutzflüssigkeit nach dem Ablauf der Reaktionszeit stoßweise zugeführt, um eine intensive Durchmischung mit der umgebenden Schutzflüssigkeit zu erreichen.
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Vorzugsweise wird die Chlordioxidlösung nach Erreichen eines Umsatzgrades von wenigstens einem Reaktionspartner, vorzugsweise von beiden Reaktionspartnern, von wenigstens 80%, vorzugsweise von wenigstens 90%, insbesondere nach im wesentlichen vollständigem Umsatz der Reaktionspartner, mit der umgebenden Schutzflüssigkeit vermischt. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, daß die Chlordioxidlösung nach Ablauf einer Reaktionszeit der Reaktionspartner bzw. nach einer Verweildauer des Reaktionsgemisches im Reaktionsgefäß von wenigstens 15 min., vorzugsweise von ca. 20 min., mit der umgebenden Schutzflüssigkeit vermischt wird. Die im Reaktionsgefäß gebildete Chlordioxidlösung weist dabei vor dem Austrag in die Schutzflüssigkeit eine Chlordioxid-Konzentration von größer 20 bis 25 g/l, insbesondere von ca. 23 g/l, auf.
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Bei der Erfindung wird der Inhalt aus dem Reaktionsgefäß mit Schutzflüssigkeit ausgespült. Vorrichtungsgemäß ist dementsprechend wenigstens eine Spülpumpe für die Zufuhr von Schutzflüssigkeit zu dem Reaktionsgefäß vorgesehen. Mit der Spülpumpe ist es beispielsweise möglich, die in dem Reaktionsgefäß gebildete Chlordioxidlösung mit einem Teilstrom der das Reaktionsgefäß umgebenden Schutzflüssigkeit auszuspülen. Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, die Chlordioxidlösung aus dem Reaktionsgefäß direkt in wenigstens einen die Schutzflüssigkeit enthaltenden Behälter auszuspülen, wobei in dem Behälter bereits die bestimmungsgemäße Verwendung der Chlordioxidlösung erfolgen kann, vorzugsweise die Verwendung zur Desinfektion des Behälters. Durch mehrfaches Herstellen von Chlordioxidlösung im Reaktionsgefäß und Ausspülen in den zu desinfizierenden Behälter läßt sich eine gewünschte Chlordioxid-Konzentration in der Schutzflüssigkeit erzeugen. Im Ergebnis wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Chlordioxidlösung am Ort und zum Zeitpunkt des Einsatzes bzw. der Verwendung erzeugt. Vorrichtungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen, daß eine Ansaugleitung der Spülpumpe in dem zu desinfizierenden Behälter mündet. Damit ist ein Umpumpen der in dem zu desinfizierenden Behälter enthaltenen Schutzflüssigkeit durch das Reaktionsgefäß möglich, wobei es bei dem Umpumpvorgang zu einer Vermischung der Schutzflüssigkeit mit der gebildeten Chlordioxidlösung kommt und eine Applikationslösung mit einer gewünschten Chlordioxid-Konzentration in dem Behälter hergestellt wird.
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Bei einer äquivalenten Ausführungsform der Erfindung kann an der Stelle einer Spülpumpe grundsätzlich auch eine Saugpumpe vorgesehen sein, wobei der Inhalt des Reaktionsgefäßes nach Ablauf einer vorgegebenen Verweildauer in die umgebende Schutzflüssigkeit gefördert wird.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, die Chlordioxidlösung aus dem Reaktionsgefäß mit chlordioxidfreier Schutzflüssigkeit, beispielsweise mit Frischwasser, auszuspülen. Bei dieser Ausführungsform mündet eine Ansaugleitung der Spülpumpe außerhalb des Behälters und ist an ein Flüssigkeitsreservoir angeschlossen, in dem sich chlordioxidfreie Schutzflüssigkeit befindet. Dies ermöglicht eine Befüllung des Behälters von außen mit der Schutzflüssigkeit über das Reaktionsgefäß, was eine konstruktiv einfache Ausbildung des Systems zuläßt. Durch Messung der Flüssigkeitsmenge, die über das Reaktionsgefäß in den Behälter eingefüllt worden ist, läßt sich sicherstellen, daß das Reaktionsgefäß vor dem Einbringen der Reaktionspartner mit der Schutzflüssigkeit geflutet und vollständig von der Schutzflüssigkeit umgeben ist.
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Die Chlordioxidlösung kann aus dem Reaktionsgefäß auch in einen die Schutzflüssigkeit enthaltenden Behälter als Dosierbehälter ausgespült werden, wobei in dem Dosierbehälter eine Chlordioxidlösung mit einer vorgegebenen Chlordioxid-Konzentration als Applikationslösung hergestellt wird. Anschließend kann die Applikationslösung aus dem Dosierbehälter in einen weiteren Behälter überführt werden, wobei dann in dem weiteren Behälter die bestimmungsgemäße Verwendung der Applikationslösung erfolgt, beispielsweise zur Desinfektion des weiteren Behälters. Bei dieser Ausführungsform wird im Ergebnis die Chlordioxidlösung nicht unmittelbar an Ort und Stelle des Verbrauchs erzeugt. Die vorgenannte Ausführungsform ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Chlordioxidlösung an unterschiedlichen Orten eingesetzt werden soll, beispielsweise zur Desinfektion von voneinander getrennten Behältern.
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Durch Ausspülen von Chlordioxidlösung aus dem Reaktionsgefäß in die umgebende Schutzflüssigkeit kommt es zur Aufkonzentration der Schutzflüssigkeit auf eine Chlordioxid-Konzentration von vorzugsweise 1 bis 5 g/l, insbesondere von 1,5 bis 3 g/l. Grundsätzlich sind auch höhere Konzentrationen möglich. Durch die erfindungsgemäße diskontinuierliche Herstellung von Chlordioxidlösung in einem Batchreaktor läßt es die Erfindung zu, die Schutzflüssigkeit durch mehrfaches Befüllen des Reaktionsgefäßes mit den Reaktionspartnern und Ausspülen der dabei jeweils gebildeten Menge der Chlordioxidlösung in die umgebende Schutzflüssigkeit bedarfsweise mehr oder weniger stark aufzukonzentrieren.
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Das Reaktionsgefäß ist bei dem erfindungsgemäßen System vollständig von der Schutzflüssigkeit umgeben, d. h. vollflächig, auch unterseitig. Dadurch ist ein hoher Explosionsschutz auch bei Fehlbedienung bzw. bei Leckagen gegeben.
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Das erfindungsgemäße System weist eine Meßeinrichtung zur Messung der Konzentration und/oder der Menge der im Reaktionsgefäß gebildeten Chlordioxidlösung und/oder zur Messung der Konzentration und/oder der Menge der zugeführten Reaktionspartner auf. Bei Kenntnis der Menge der das Reaktionsgefäß umgebenden Schutzflüssigkeit und/oder bei Kenntnis der dem System zugeführten frischen Schutzflüssigkeit läßt sich auf der Grundlage der Meßwerte die Chlordioxid-Konzentration der Applikationslösung bestimmen. In diesem Zusammenhang kann eine entsprechend ausgebildete Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen sein, um die Menge der dem Reaktionsgefäß zugeführten Reaktionspartner und damit die Menge der gebildeten Chlordioxidlösung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Höhe der Chlordioxid-Konzentration in der Applikationslösung zu steuern und/oder zu regeln. Das erfindungsgemäße System ermöglicht eine einfache und genaue Herstellung einer Chlordioxid-Applikationslösung mit einer geforderten Chlordioxid-Konzentration.
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Zur Messung der Konzentration der im Reaktionsgefäß gebildeten Chlordioxidlösung kann beispielsweise eine Bypaßleitung an dem Reaktionsgefäß vorgesehen sein, wobei mittels einer Probennahmepumpe und einer entsprechenden Meßeinrichtung die Konzentration der Chlordioxidlösung im Reaktionsgefäß und darüber bei Kenntnis der Mengen der zugeführten Reaktionspartner und deren Konzentrationen auch der Umsatzgrad der Reaktionspartner bestimmbar ist. Zur Messung der Chlordioxid-Konzentration der im Reaktionsgefäß gebildeten Chlordioxidlösung kann ein photometrisches Meßverfahren zum Einsatz kommen. Darüber hinaus kann auch die Chlordioxid-Konzentration der Schutzflüssigkeit direkt gemessen werden.
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Um eine gute Verteilung der gebildeten Chlordioxidlösung in der umgebenden Schutzflüssigkeit zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, daß das Reaktionsgefäß eine Mehrzahl von Perforationen als Austrittsöffnungen aufweist, wobei über die Perforationen die Chlordioxidlösung aus dem Reaktionsgefäß in die umgebende Schutzflüssigkeit ausgetragen wird. Beispielsweise kann das Reaktionsgefäß einen Reaktionsraum aufweisen, der an seinem oberen Ende mit einer perforierten Rohrleitung verbunden ist, wobei die in dem Reaktionsraum gebildete Chlordioxidlösung beim Ausspülen mit der Schutzflüssigkeit durch die Perforationen in der Rohrleitung in die umgebende Schutzflüssigkeit austritt und dabei intensiv durchmischt wird. Durch die Mehrzahl von vorzugsweise kleinen Austrittsöffnungen kann eine ungewollte Vermischung der im Reaktionsgefäß gebildeten Chlordioxidlösung mit der umgebenden Flüssigkeit während der Reaktionszeit durch natürlich Konvektion, nämlich durch Konzentrations- und/oder Temperaturunterschiede zwischen der gebildeten Chlordioxidlösung im Reaktionsgefäß und der umgebenden Schutzflüssigkeit, verringert werden. Die gewollte Vermischung der gebildeten Chlordioxidlösung mit der umgebenden Flüssigkeit erfolgt dann nach Ablauf der Reaktionszeit durch erzwungene Konvektion, wobei die Chlordioxidlösung über die Austrittsöffnungen mit der Schutzflüssigkeit ausgespült wird. Beim Ausspülen durch eine Mehrzahl von Öffnungen treten turbulente Strömungen auf, die die Vermischung der Chlordioxidlösung mit der umgebenden Schutzflüssigkeit und den Konzentrationsausgleich weiter verbessern.
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Im folgenden werden Ausführungsvarianten der Erfindung am Beispiel der Figuren erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt ist und wobei bedarfsweise Merkmale der Ausführungsvarianten miteinander und mit den zuvor beschriebenen Merkmalen kombiniert werden können, ohne daß dies im einzelnen beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Herstellung einer Chlordioxidlösung direkt in einem zu desinfizierenden Behälter und
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2 eine Ausführungsform eines Systems zur Herstellung einer Chlordioxidlösung in einem Dosier- bzw. Vorratsbehälter, wobei ein Reaktionsgefäß für Chloroxidlösung mit Trinkwasser ausgespült wird.
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In 1 ist schematisch ein System 1 zur Herstellung einer Chlordioxidlösung durch Reaktion von wenigstens zwei Reaktionspartnern 2, 3 in einem Reaktionsgefäß 4 dargestellt. Bei dem Reaktionspartner 2 handelt es sich um 9%ige Salzsäure, bei dem Reaktionspartner 3 um 7,5%ige Natriumchloritlösung. Das Reaktionsgefäß 4 ist in einem Behälter 5 angeordnet, der mit einer Schutzflüssigkeit 6 vollständig befüllt ist. Bei der Schutzflüssigkeit 6 handelt es sich vorzugsweise um Wasser. Die Reaktionspartner 2, 3 sind in Vorlagebehältern 7, 8 bevorratet und werden in einem Befüllvorgang über eine vorgegebene Zeitdauer im Verhältnis 1 Teil Natriumchloritlösung:2 Teile Salzsäure mit Pumpen 9, 10 in vorgegebenen Mengen in das Reaktionsgefäß 4 gefördert. Das Reaktionsgefäß 4 ist dabei von allen Seiten vollständig von der Schutzflüssigkeit 6 umgeben, so daß ein hoher Explosionsschutz auch bei Fehlbedienung sichergestellt ist. Vor dem Befüllvorgang ist das Reaktionsgefäß 4 vollständig mit Schutzflüssigkeit 6 geflutet. Beim Befüllvorgang wird das Reaktionsgefäß 4 dann vollständig mit den Reaktionspartnern 2, 3 befüllt, wobei die in dem Reaktionsgefäß 4 anstehende Schutzflüssigkeit 6 in die umgebende Schutzflüssigkeit 6 ausgetragen wird.
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Im Reaktionsgefäß 4 kommt es zum Umsatz der Reaktionspartner 2, 3 unter Bildung von gasförmigem Chlordioxid, das sich in dem beim Umsatz der Reaktionspartner 2, 3 bildenden Wasser und/oder in der noch im Reaktionsgefäß 4 anstehenden Schutzflüssigkeit vorzugsweise vollständig löst. Die Bildung von Chlordioxidlösung 11 erfolgt im Batchbetrieb des Reaktionsgefäßes 4 bzw. chargenweise, wobei die Chlordioxidlösung 11 erst nach Ablauf einer vorgegebenen Reaktionszeit der Reaktionspartner 2, 3 in dem Reaktionsgefäß 4 aus dem Reaktionsgefäß 4 entnommen und mit der umgebenden Schutzflüssigkeit 6 vermischt wird. Dadurch erreicht die Chlordioxidlösung 11 in dem Reaktionsgefäß 4 eine Chlordioxid-Konzentration von 20 bis 25 g/l. Die Reaktionszeit beträgt dabei vorzugsweise ca. 20 min., wobei ein Umsatzgrad der Reaktionspartner 2, 3 von wenigstens 80%, vorzugsweise ein im wesentlichen vollständiger Umsatz der Reaktionspartner 2, 3, erreicht wird. Beim Austrag aus dem Reaktionsgefäß 4 vermischt sich die gebildete Chlordioxidlösung 11 mit der Schutzflüssigkeit 6, so daß eine geringer konzentrierte Applikationslösung erhalten wird, die beispielsweise zur Desinfektion des Behälters 5 vorgesehen sein kann.
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Die Chlordioxid-Konzentration der Applikationslösung kann zwischen 1 bis 5 g/l betragen. Grundsätzlich sind auch höhere Chlordioxid-Konzentrationen in der Schutzflüssigkeit 6 möglich. Der Batchbetrieb läßt zu, daß das Reaktionsgefäß 4 mehrfach mit den Reaktionspartnern 2, 3 befüllt wird, um eine größere Menge der Chlordioxidlösung 11 herzustellen und damit eine höhere Chlordioxid-Konzentration in der Schutzflüssigkeit 6 zu erreichen.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wird die Applikationslösung direkt am Ort der Verwendung als Desinfektionsmittel erzeugt. Grundsätzlich ist es natürlich auch bei dem in 1 dargestellten System möglich, die in dem Behälter 5 gebildete Schutzflüssigkeit 6 aus dem Behälter 5 einem weiteren Behälter zuzuführen, in dem die bestimmungsgemäße Verwendung der gebildeten Applikationslösung vorgesehen ist.
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Das Reaktionsgefäß 4 weist einen konischen unteren Behälterabschnitt und einen zylindrischen oberen Behälterabschnitt auf. Der obere Behälterabschnitt ist mit einer Rohrleitung 12 verbunden, die eine Mehrzahl von Perforationen aufweist, über die die gebildete Chlordioxidlösung 11 in die Schutzflüssigkeit 6 ausströmen kann. Durch die Mehrzahl von Perforationen kommt es zu einer intensiven Vermischung der Chlordioxidlösung 11 mit der Schutzflüssigkeit 6. Durch entsprechend kleine Öffnungen in der Rohrleitung 12 kann die Vermischung der im Reaktionsgefäß 4 enthaltenen Chlordioxidlösung 11 mit der umgebenden Schutzflüssigkeit 6 durch natürliche Konvektionsströmungen stark verringert werden.
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Bei der Befüllung kommt es im Bereich eines Kreuzstücks 15 des Reaktionsgefäßes 4 zu einer intensiven Vermischung der Reaktionspartner 2, 3, wobei aufgrund der höheren Dichte der Reaktionspartner 2, 3 Schutzflüssigkeit 6, die sich aufgrund eines vorangegangenen Spülvorgangs im Reaktionsgefäß 4 befindet, nach oben über die Perforationen in der Rohrleitung 12 in den Behälter 5 verdrängt wird. Unterhalb von dem Kreuzstück 15 ist ein Rückschlagventil 16 vorgesehen, um zu verhindern, daß das Reaktionsgemisch aus dem Reaktionsgefäß 4 in die Druckleitung der Spülpumpe 13 fließt. Zur Steuerung oder Regelung der Pumpen 9, 10 und der Spülpumpe 13 kann eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vorgesehen sein.
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Die in dem Reaktionsgefäß 4 gebildete Chlordioxidlösung 11 wird nach Ablauf der Reaktionszeit durch Inbetriebnahme einer als Tauchpumpe ausgebildeten Spülpumpe 13 aus dem Reaktionsgefäß 4 über die Rohrleitung 12 in die Schutzflüssigkeit 6 ausgespült, wobei Schutzflüssigkeit 6 aus dem Behälter 5 über eine Ansaugleitung 14 der Spülpumpe 13 angesaugt und dem Kreuzstück 15 des Reaktionsgefäßes 4 von unten zugeführt wird. Der Austrag erfolgt somit durch erzwungene Konvektion, vollständig.
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Weiter vorzugsweise wird die Chlordioxid-Konzentration der im Reaktionsgefäß 4 gebildeten Chlordioxidlösung 11 gemessen. Hierzu ist eine Meßeinrichtung 18 vorgesehen, die einer Bypaßleitung 20 des Reaktionsgefäßes 4 eine Probe der Chlordioxidlösung 11 entnimmt. Vorzugsweise ist die Meßeinrichtung 18 zur photometrischen Messung der Chlordioxid-Konzentration der Chlordioxidlösung 11 ausgebildet. Für den Umlauf der Chlordioxidlösung 11 in der Bypaßleitung 19 ist eine Probennahmepumpe 21 vorgesehen. Nicht dargestellt ist im übrigen, daß auch die Konzentration der in den Vorlagebehältern 7, 8 enthaltenen Reaktionspartner 2, 3 gemessen werden kann. Auch ist eine Konzentrationsmessung der Schutzflüssigkeit 6 möglich. Darüber hinaus können weitere Meßeinrichtungen vorgesehen sein, um die Mengen bzw. die Volumenströme der dem Reaktionsgefäß 4 zugeführten Reaktionspartner 2, 3 zu bestimmen. Ist das Gesamtvolumen der Schutzflüssigkeit 6 im Behälter 5 bekannt, läßt sich mittels einer geeignet ausgebildeten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung automatisch eine bestimmte Chlordioxid-Konzentration in der Schutzflüssigkeit vorgeben, die durch Ausspülen von Chlordioxidlösung 11 aus dem Reaktionsgefäß 4 in die Schutzflüssigkeit 6 erreicht werden soll. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung dient dabei zur Steuerung bzw. Regelung der dem Reaktionsgefäß 4 zugeführten Reaktionspartner 2, 3.
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In 2 ist eine Ausführungsform eines Systems 1 zur Herstellung einer Chlordioxidlösung 11 durch Reaktion von mehreren Reaktionspartnern 2, 3 dargestellt. Das in 2 dargestellte System entspricht im wesentlichen dem in 1 dargestellten System, so daß nachfolgend lediglich die Unterschiede beschrieben werden.
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Bei dem in 2 dargestellten System 1 ist vorgesehen, eine Applikationslösung, d. h. eine mit Chlordioxid angereicherte Schutzflüssigkeit 6, nicht direkt am Ort der Verwendung herzustellen. Das dargestellte System 1 ermöglicht es in diesem Zusammenhang auch, daß die Chlordioxid-Konzentration der Schutzflüssigkeit 6 durch wiederholtes Erzeugen einer Chlordioxidlösung 11 in dem Reaktionsgefäß 4 und Ausspülen der Chlordioxidlösung 11 in die Schutzflüssigkeit 6 schrittweise erhöht wird. Ein Teilstrom 22 der entsprechend aufkonzentrierten Schutzflüssigkeit 6 bzw. der erhaltenen Applikationslösung wird bei dem in 2 dargestellten System 1 über eine Ablaßleitung 23 und eine Pumpe 24 an den Ort der Verwendung, beispielsweise in einen nicht dargestellten zu desinfizierenden weiteren Behälter, gefördert.
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Weiter ist es bei dem in 2 dargestellten System 1 möglich, das Reaktionsgefäß 4 mit Frischwasser auszuspülen, die einem Reservoir 25 entnommen wird. Hierbei ist es so, daß der Behälter 5 vor der Herstellung der Chlordioxidlösung 11 über die Spülpumpe 13 und das Reaktionsgefäß 4 mit chlordioxidfreier Schutzflüssigkeit 6 bzw. mit Frischwasser befüllt werden kann, wobei die Schutzflüssigkeit 6 aus dem Reservoir 25 entnommen wird. Die Zufuhr von Schutzflüssigkeit 6 aus dem Reservoir 25 in den Behälter 5 ermöglicht es, die Gesamtmenge der Schutzflüssigkeit 6 in dem Behälter 5 bedarfsweise einzustellen sowie die Chlordioxid-Konzentration der Schutzflüssigkeit 6 in dem Behälter 5 nach ein- oder mehrmaligem Ansetzen von Chlordioxidlösung 11 in dem Reaktionsgefäß 4 und anschließendem Ausspülen der Chlordioxidlösung 11 in den Behälter 5 bedarfsweise durch Zufuhr frischer Schutzflüssigkeit 6 aus dem Reservoir 25 zu verringern. Dadurch können die Chlordioxid-Konzentration der gewonnenen Applikationslösung und deren Menge optimal an den jeweiligen Einsatzzweck angepaßt werden.
