DE202018105928U1

DE202018105928U1 - Vorrichtung zum Herstellen von Chlordioxid

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Publication number: DE202018105928U1
Application number: DE202018105928.9U
Authority: DE
Original assignee: WDT Werner Dosiertechnik GmbH and Co KG
Current assignee: WDT Werner Dosiertechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-10-21
Anticipated expiration: 2028-10-17

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid mit:- mindestens einem ersten Vorratsbehälter (14) zur Aufnahme eines Chlor enthaltenden ersten Stoffs, wobei der erste Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist,- einer ersten Dosiereinheit (13) zum Dosieren des ersten Stoffs in- einen ersten Mischbehälter (10) mit einem ersten Mischbehältereinlass (8) für eine Prozessflüssigkeit, und einem ersten Mischbehälterauslass (17) für das im ersten Mischbehälter (10) enthaltene erste Gemisch aus dem ersten Stoff und der Prozessflüssigkeit,- einer ersten Venturidüse (19), deren Druckanschluss (19a) mit druckbeaufschlagter Prozessflüssigkeit gespeist wird, und deren Sauganschluss (19b) mit dem ersten Mischbehälterauslass (17) und deren Auslass (19c) über eine erste Mischerzuleitung (20) einlassseitig mit einer ersten Mischvorrichtung (21) verbunden ist,- einer zweiten Dosiereinheit (22) zum Dosieren eines Säure enthaltenden zweiten Stoffs in das erste Gemisch vor oder in der ersten Mischvorrichtung (21),- einer mit der ersten Mischvorrichtung (21) über ein zweite Mischerzuleitung (27) verbundenen zweiten Mischvorrichtung (28),- wobei eine Dosiervorrichtung (31; 31') zum Dosieren eines Chlorit enthaltenden dritten Stoffs in die aus der ersten Mischvorrichtung (21) kommende Lösung aus erstem Gemisch und dem zweiten Stoff vor oder in der zweiten Mischvorrichtung (28) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Chlordioxid sowie ein entsprechendes System.
Chlordioxid, ClO₂, ist ein Desinfektionsmittel. Die Desinfektionswirkung von Chlordioxid beruht auf einer Oxidationsreaktion der unerwünschten Wasserinhaltsstoffe, bei welcher Chlordioxid zu Chlorit (ClO₂ ^-) reduziert wird. Daher wird es weit verbreitet insbesondere in wässrigen Systemen verwendet, z.B. um Wasser trinkbar zu machen, zur Desinfektion von Wasser in Kreisläufen jedweder Art, um z.B. Kühlsysteme zu desinfizieren etc. Chlordioxidgas ist potentiell explosiv und kann nicht lange in wässriger Lösung ohne Zersetzung gelagert werden, daher wird die Substanz im Allgemeinen frisch hergestellt. Es ist bekannt, ein trockenes Pulver bereitzustellen, das Reagenzien enthält, die bei Zugabe zu Wasser ClO₂ erzeugen. Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht ideal, da schon einfache Wasserspuren ausreichen, um eine Reaktion zu bewirken. Daher müssen entweder umfangreiche Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit mit dem Pulver in Kontakt kommt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem es erwünscht ist, oder andererseits muss eine Verschlechterung der Wirksamkeit des Pulvers mit der Zeit in Kauf genommen werden. Darüber hinaus sind einteilige Formulierungen oft selbst stark oxidierend und daher stark korrosiv. Dies kann beim Aufbewahren der Zusammensetzung in einem Behälter über längere Zeiträume Schwierigkeiten verursachen.
Bekannt sind verschiedene Verfahren, mit denen Chlordioxid vor Ort erzeugt wird.
Bei einem üblichen Verfahren wird Natriumchlorit mit Salzsäure umgesetzt. Hierbei entstehen im Allgemeinen höhere Konzentrationen an Chlordioxid. Chlordioxid in konzentrierter Form neigt zu Explosionen.
Aus der DE 10 2012 207 472 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung wässriger Chlordioxidlösungen bekannt, umfassend einen Reaktor, eine erste Vorratseinheit umfassend einen ersten Reaktanten zur Herstellung von Chlordioxid, wobei der erste Reaktant als Feststoff vorliegt, mit einem Einlass für Wasser und einem davon getrennten Auslass, wobei die erste Vorratseinheit auswechselbar angeordnet ist, sowie eine zweite Vorratseinheit zum Bevorraten eines zweiten Reaktanten zur Herstellung von Chlordioxid. Dabei ist nachteilig, dass die Vorratseinheit beim Austausch stets flüssigkeitsdicht in einen Flüssigkeitskreislauf einzusetzen ist, der hierzu unterbrochen werden muss. Mit diesem batchweisen Verfahren ist man in der Produktionsleistung beschränkt.
Die bekannten Verfahren sind jedoch immer noch nachteilig und eine Verbesserung ist stark erwünscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Herstellen von Chlordioxid bereitzustellen, bei dem Chlordioxid vor Ort frisch erzeugt wird. Insbesondere sollen hohe Leistungen kontinuierlich hergestellt werden bei einem geringen Gefährdungspotential durch niedrige Chordioxidkonzentrationen in Verfahrensablauf. Bevorzugt soll das Chlordioxid zur Desinfektion von Zuchtanlagen in Gewässern, insbesondere für Teiche zum Züchten von Garnelen, oder zur Aufbereitung von Kühlwasser für industrielle Anlagen geeignet sein. Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Chlordioxid-Erzeugung so exakt zu steuern, dass eine gebrauchsgemäße Chlordioxid-Konzentration gewährleistet ist. Eine weitere Aufgabe ist die Vermeidung zu hoher Mengen an für das Anwendungsgebiet nachteiligen Nebenprodukten, insbesondere nicht umgesetzten Ausgangsprodukten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Chlordioxid mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein diesbezügliches System nach Anspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen und günstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid ist erfindungsgemäß ausgestattet mit: mindestens einem ersten Vorratsbehälter zur Aufnahme eines Chlor enthaltenden ersten Stoffs, wobei der erste Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist, einer ersten Dosiereinheit zum Dosieren des ersten Stoffs in einen ersten Mischbehälter mit einem ersten Mischbehältereinlass für eine Prozessflüssigkeit, und einem ersten Mischbehälterauslass für das im ersten Mischbehälter enthaltene erste Gemisch aus dem ersten Stoff und der Prozessflüssigkeit, einer ersten Venturidüse, deren Druckanschluss mit druckbeaufschlagter Prozessflüssigkeit gespeist wird, und deren Sauganschluss mit dem ersten Mischbehälterauslass und deren Auslass über eine erste Mischerzuleitung einlassseitig mit einer ersten Mischvorrichtung verbunden ist, einer zweiten Dosiereinheit zum Dosieren eines Säure enthaltenden zweiten Stoffs in das erste Gemisch vor oder in der ersten Mischvorrichtung, insbesondere auch vor oder hinter der ersten Venturi-Düse, einer mit der ersten Mischvorrichtung über ein zweite Mischerzuleitung verbundenen zweiten Mischvorrichtung, wobei eine Dosiervorrichtung zum Dosieren eines Chlorit enthaltenden dritten Stoffs in die aus der ersten Mischvorrichtung kommende Lösung aus erstem Gemisch und dem zweiten Stoff vor oder in der zweiten Mischvorrichtung vorgesehen ist.
Dabei kann die zweite Dosiereinheit eine erste Dosierpumpe aufweisen. In einer vorteilhaften Fortbildung kann die zweite Dosiereinheit zwei Behälter für die Säure aufweisen, die über ein Umschaltventil mit der ersten Dosierpumpe verbindbar sind. Geht einer der Behälter leer, wird mittels des Umschaltventils auf den anderen, noch vollen Behälter umgeschaltet, so dass die Zuführung der Säure sichergestellt ist. Alternativ kann auch jeder der Behälter mit einer eigenen Dosierpumpe verbunden sein, so das beim Leergehen eines der Behälter die Dosierpumpe des anderen, vollen Behälters angesteuert wird und eine unterbrechungsfreie, kontinuierliche Förderung der Säure sichergestellt ist.
Weiter kann vorteilhaft eine pH-Messeinheit zur Bestimmung des pH-Werts, insbesondere vor oder nach der zweiten Mischvorrichtung, vorgesehen sein.
Bevorzugt kann die erste Dosiereinheit eine Gewichtsmesseinheit zur Bestimmung des Gewichts des dosierten ersten Stoffs aufweisen. Weiter kann eine erste Chlordioxid-Messeinheit zur Messung des Chlordioxidgehalts der dem ersten Mischbehälter zugeführten ersten Flüssigkeit vorgesehen sein. Bevorzugt können zwischen dem ersten Mischbehälterauslass und dem Sauganschluss der ersten Venturidüse ein erstes Rückschlagventil vorgesehen sein, um ein Zurückströmen des Gemischs in den ersten Mischbehälter zu verhindern. Weiter kann vorteilhaft in der Zuleitung vom ersten Mischbehälter zum Sauganschluss der ersten Venturidüse eine Vorrichtung zur Überwachung der Saugleistung der ersten Venturidüse vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Dosiervorrichtung eine mit der zweiten Mischerzuleitung verbundene zweite Dosierpumpe zum Dosieren des in flüssiger Form vorliegenden dritten Stoffs aus einem dritten Behälter aufweisen. Dabei kann bevorzugt die Dosiervorrichtung einen Durchflussmesser zum Überwachen der zu dosierten Menge des dritten Stoffs aufweisen. Weiter kann die Dosiervorrichtung vorteilhaft zwei Behälter für den dritten Stoff aufweisen, die über ein Umschaltventil mit der zweiten Dosierpumpe verbindbar sind. Geht einer der Behälter leer, wird mittels des Umschaltventils auf den anderen, noch vollen Behälter umgeschaltet, so dass die Zuführung des dritten Stoffs sichergestellt ist. Alternativ kann auch jeder der Behälter mit einer eigenen Dosierpumpe verbunden sein, so das beim Leergehen eines der Behälter die Dosierpumpe des anderen, vollen Behälters angesteuert wird und eine unterbrechungsfreie, kontinuierliche Förderung des dritten Stoffs sichergestellt ist.
Weiter kann die Dosiervorrichtung vorteilhaft umfassen: mindestens einen dritten Vorratsbehälter zur Aufnahme des Chlorit enthaltenden dritten Stoffs, wobei der dritte Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist, eine dritte Dosiereinheit zum Dosieren des dritten Stoffs in einen zweiten Mischbehälter mit einem zweiten Mischbehältereinlass für die Prozessflüssigkeit und einem zweiten Mischbehälterauslass für das im zweiten Mischbehälter enthaltene zweite Gemisch aus dem dritten Stoff und der Prozessflüssigkeit, einer zweiten Venturidüse, deren Druckanschluss mit druckbeaufschlagter Prozessflüssigkeit gespeist wird, und deren Sauganschluss mit dem zweiten Mischbehälterauslass und deren Auslass einlassseitig mit der zweiten Mischvorrichtung oder der zweiten Mischerzuleitung verbunden ist. Bevorzugt kann die dritte Dosiereinheit eine Gewichtsmesseinheit zur Bestimmung des Gewichts des dosierten dritten Stoffs aufweisen. Dabei kann eine zweite Chlordioxid-Messeinheit zur Messung des Chlordioxidgehalts der dem zweiten Mischbehälter zugeführten Prozessflüssigkeit vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann an dem ersten und/oder zweiten Mischbehältereinlass ein Nivauregelventil, insbesondere mit einem Schwimmer, zur Einstellung des Niveaus der Prozessflüssigkeit im ersten und/oder zweiten Mischbehälter vorgesehen sein.
Ein System ist erfindungsgemäß ausgestattet mit mindestens einem Prozessbehälter für eine Prozessflüssigkeit, insbesondere Chlordioxid enthaltendes Wasser, und einer oben und nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid, wobei eine Zuleitung des Prozessbehälters oder der Prozessbehälter einlassseitig mit einem Auslass der zweiten Mischvorrichtung oder einer von der zweiten Mischvorrichtung kommenden Dosierzuleitung verbunden ist. Bevorzugt kann eine Ableitung des Prozessbehälters oder der Prozessbehälter auslassseitig mit einem Mischbehältereinlass des ersten Mischbehälters verbunden sein.
Ein Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid umfasst vorteilhaft die Schritte: a) Erzeugen eines ersten Gemischs aus einer Prozessflüssigkeit und einem Chlor enthaltenden ersten Stoff, wobei der erste Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist, b) Dosieren eines Säure enthaltenden zweiten Stoffs in das erste Gemisch, c) Erzeugen einer Chlor enthaltenden Lösung durch Vermischen des in dem ersten Gemisch enthaltenden ersten Stoffes mit der Prozessflüssigkeit und der Säure, d) Dosieren eines Chlorit enthaltenden dritten Stoffs in die in Schritt c) erzeugte Lösung, e) Erzeugen einer Chlordioxid enthaltenden Lösung durch Vermischen des Chlorits mit der Lösung.
Dabei kann vorteilhaft der dritte Stoff Chlorit als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, oder als Lösung enthalten. Weiter kann vorteilhaft vor Schritt a) der Chlordioxidgehalt der Prozessflüssigkeit bestimmt werden. Dabei kann die Menge des in Schritt a) zu dosierenden ersten Stoffs anhand des bestimmten Chlordioxidgehalts der Prozessflüssigkeit und eines gewünschten Chlordioxidgehalts der Prozessflüssigkeit bestimmt werden. Weiter kann vorteilhaft die Menge des in Schritt d) zu dosierenden dritten Stoffs anhand der Menge des in Schritt a) dosierten ersten Stoffs bestimmt werden, oder die Menge des in Schritt d) zu dosierenden dritten Stoffs anhand eines vorgegebenen Mengenverhältnisses zwischen der Menge des in Schritt a) dosierten ersten Stoffs zu der Menge des zu dosierenden dritten Stoffs bestimmt werden.
Bevorzugt kann die Menge des zu dosierenden ersten Stoffs anhand einer Messung des Gewichts des dosierten ersten Stoffs erfolgen. Weiter kann die Menge des zu dosierenden dritten Stoffs anhand einer Messung des Gewichts oder einer Messung der Durchflussmenge des dosierten dritten Stoffs erfolgen. Bevorzugt kann die Menge des in Schritt b) zu dosierenden, Säure enthaltenden zweiten Stoffs anhand einer Messung des pH-Werts der der in Schritt c) erzeugten Chlor enthaltenden Lösung und/oder in Schritt e) erzeugten, Chlordioxid enthaltenden Lösung bestimmt werden.
Das vorliegende Verfahren greift im Wesentlichen auf zwei marktgängige Ausgangsstoffe zurück, nämlich ein Chloritsalz, als Feststoff (80%) oder 25%-ige Lösung, und einer chlorhaltigen Chemikalie zur Darstellung von molekularem Chlor. Wenn in der vorliegenden Beschreibung der Wert 80% für festes Chloritsalz angeführt wird, dann gilt dieser stellvertretend für ein Produkt das 50 bis 95%, vorzugsweise 70 bis 90% Natriumchlorit enthält. Wenn in der vorliegenden Beschreibung der Wert 25% für eine Natriumchloritlösung angeführt wird, dann gilt dieser stellvertretend für eine Lösung mit 10 bis 35%, vorzugsweise 20 bis 30%. Wenn hier und im nachfolgenden bei Stoffen, Chemikalien etc. von Prozentangaben die Rede ist, sind Gewichtsprozent gemeint, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als ein Reaktant Natriumchlorit verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein weiterer Reaktant Natrium-Dichlor- oder Trichlorisocyanurat, das vor der Umsetzung mit Natriumchlorit auf einen pH von 2-3 eingestellt wird. Ein besonders bevorzugter Inhaltsstoff ist Natrium-Dichlorisocyanurat und wird im Folgenden NaDCCA abgekürzt. NaDCCA, Natriumdichlorisocyanurat hat die Formel:
Weitere Namen sind 3,5-Dichlor-2-hydroxy-4,6-s-triazindionnatriumsalz, Dichlor-s-triazintrionnatriumsalz und Troclosennatrium. Statt Dichlor- oder Trichlorisocyanurat kann auch ein Hypochloritsalz, insbesondere Calciumhypochlorit, Ca(OCl)₂ zum Einsatz kommen. Natrium-Dichlorisocyanurat und Calciumhypochlorit sind Feststoffe und kommerziell leicht verfügbar. Sowohl NaDCCA als auch Ca(OCl)₂ bilden bei einem pH-Wert von 2-3 rasch und vollständig molekulares Chlor.
Der weitere Stoff zur Erzeugung von Chlordioxid ist ein Chloritsalz. Hierfür eigenen sich Alkalichlorite, insbesondere Natrium- und Kaliumchlorit, vor allem Natriumchlorit NaClO₂. Natriumchlorit wird kommerziell als Feststoff, vorwiegend aber als 25%ige Lösung angeboten. Aus diesem Grunde werden zwei Verfahrensarten vorgeschlagen, eines bei dem eine Chloritlösung zum Einsatz kommt und ein weiteres, bei dem Chlorit als Feststoff insbesondere als Pulver oder Granulat, verwendet wird.
Die Verfahren beruhen im Wesentlichen auf folgenden chemischen Reaktionen. Zunächst wird im ersten Schritt eine wässrige Lösung von NaDCCA (oder Alternativen) hergestellt. NaDCCA + 2H₂O → [Isocyanursäure] + NaOCl + HOCl (1)
Bei einem pH-Wert unter 3 erfolgt eine rasche und weitgehend vollständige Umsetzung zu molekularem Chlor: NaOCl + 2HCl → NaCl + Cl₂ + H₂O (2a) HOCI + 2HCl → HCl + Cl₂ +H₂O (2b)
Molekulares Chlor wiederum reagiert mit dem Chlorit unter Bildung von Chlordioxid: 2NaClO₂ + Cl₂ → ClO₂ + 2NaCl (3)
Damit die Umsetzung (1) unter Chlorerzeugung (vgl. Umsetzungen (2a, 2b)) verläuft ist ein saures Medium, vorzugsweise ein pH zwischen 2 und 3 erwünscht. Diese Lösung aus gelöstem molekularem Chlor und den Rückständen der Umsetzungen (1) bis (2b), also vorwiegend Isocyanursäure und NaCl nebst HCl gemäß dem pH, wird dann mit NaClO₂ in einer Weise umgesetzt, dass die Stöchiometrie gemäß Gleichung (3) möglichst nahe getroffen wird. Dadurch gelangen in das zu behandelnde Gewässer nur das erwünschte ClO₂, etwas HCl, NaCl und Isocyanursäure (bzw. Cyanursäure, die mit der Isocyanursäure im tautomeren Gleichgewicht ist), die schließlich in der erforderlichen Endverdünnung im zu behandelnden Gewässer keine Probleme bereiten. Vermieden wird jedenfalls die Erzeugung von höheren Oxidationsstufen von Chlor, wie Chlorat ClO₃ ^- oder gar Perchlorat ClO₄ ^-, die schon in geringerer Konzentration für Fische und Garnelen stark toxisch sind.
Damit dieses Ziel erreicht wird, wurden spezielle Vorkehrungen getroffen. Die Dosierung der Chlorchemikalien kann bevorzugt gewichtsproportional durch Einsatz einer Gewichtsmesseinheit, insbesondere einer Waage, erfolgen. Das NaDCCA kann dabei bevorzugt über eine Dosierschnecke einem als Spültank ausgebildeten Mischbehälter zugeführt werden. Der Mischbehälter kann vorteilhaft von Prozessflüssigkeit, insbesondere Prozesswasser aus einem Prozessbehälter, bspw. aus einem Zuchtteich gespeist werden. Diese Prozessflüssigkeit ist die Transportgrundlage für die folgenden obigen Reaktionen (1) bis (3) und wird mit Chlordioxid wieder auf das gewünschte Niveau gebracht und dem Prozessbehälter zugespeist. Im Mischbehälter kann bevorzugt amperometrisch der Anteil an Chlordioxid gemessen und nach errechnetem Bedarf eine bestimmte Menge NaDCCA in den Mischbehälter dosiert werden. Äquivalent dieser errechneten Menge werden gemäß der Stöchiometrie der Gleichungen (1) bis (3) die Mengen an Chlorit verhältnismäßig dosiert, wobei sich die tatsächliche Rezeptur an die Stöchiometrie angleicht. Die Dosierung der Säure kann bevorzugt aufgrund des am Ausgang der Reaktion (3) gemessenen pH-Werts erfolgen. Alternativ kann der pH-Wert auch am Ausgang der Gleichung (2b) oder an anderen geeigneten Stellen gemessen werden.
Somit besteht das System aus einem ersten Regelkreis zur Darstellung von molekularem Chlor und einem Steuerkreis für die Umsetzung von Cl₂ mit Chlorit, allerdings in Verkettung mit dem ersten Regelkreis, in Form einer Verhältnissteuerung. Parallel hierzu wird in einem zweiten Regelkreis der pH-Wert in der Prozessflüssigkeit geregelt, welcher über die Zugabe der Säure eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von detaillierten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer erfindungsmäßen Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Chloritlösung (≤25%);
2 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer erfindungsmäßen Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Chlorit als Feststoff (≤80%).
3 eine schematische Detaildarstellung einer alternativen Ausgestaltung der zweiten Dosiereinheit.

In 1 ist ein System 1 mit einem Prozessbehälter 2 gezeigt, welcher mit einer Prozessflüssigkeit gefüllt ist. Dabei kann der Prozessbehälter 2 auch mehrere, miteinander verbundene Einzel- oder Teilbehälter aufweisen, welche fluidtechnisch hintereinander und/oder nebeneinander verbunden sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Prozessbehälter 2 z.B. für ein Aufzuchtbecken zur Aufzucht von Shrimps, Garnelen, Krebsen oder anderen Schalentieren verwendet, so dass die Prozessflüssigkeit bevorzugt Meerwasser oder eine entsprechende Flüssigkeit mit einem entsprechenden Salzgehalt ist. Dabei wird das Wasser in dem Aufzuchtbecken zunächst durch das Chlordioxid desinfiziert, bevor Shrimp-Larven eingesetzt werden. Das Chlordioxid zerfällt dann u.a. durch die Einwirkung von Sonnenstrahlung und hinterlässt erregerfreies Brauchwasser für den Besatz mit Shrimp-Larven. Die Brauchbarkeit des Wassers, d.h. wesentliche Freiheit an Chlordioxid, wird dabei vorher untersucht. Ggf. werden auch mehrere Aufzuchtbecken aus dem Prozessbehälter 2 mit desinfizierter Prozessflüssigkeit gespeist, so dass die Prozessflüssigkeit bis zur Entnahme im Prozessbehälter 2 verbleibt.
In alternativen Verwendungen, z.B. zur Desinfektion von Kühlwasser für Kraftwerke, in kontinuierlichen Prozesse bei der Papierherstellung oder für andere industrielle Anlagen kann der Prozessbehälter 2 aber auch mit Prozesswasser gefüllt sein, welches aus Gewässern, Grundwasser etc. stammt. Ggf. kann der Prozessbehälter auch als Rohrleitungssystem ausgebildet sein, insbesondere einem Umlaufsystem, in welchem die Prozessflüssigkeit zirkuliert und ständig desinfiziert werden muss.
Der Prozessbehälter 2 weist eine Zuleitung 3 für frische Prozessflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser, und eine Ableitung 4 für die zu desinfizierende Prozessflüssigkeit auf. Die Prozessflüssigkeit kann dabei vorteilhaft kontinuierlich erneuert werden, so dass ein stetiger Zu- und Ablauf stattfindet. Grundsätzlich kann aber auch eine punktueller Zu- und/oder Abfluss der Prozessflüssigkeit erfolgen. Ebenso kann die Prozessflüssigkeit aber auch ständig zirkuliert werden, so dass bei einem geschlossenen Kreislauf wie z.B. einem Kühlkreislauf kein Frischwasser zugeführt werden muss.
In der Prozessflüssigkeit soll eine möglichst gleichbleibende Chlordioxid-Konzentration gewährleistet werden, um eine ausreichende Desinfektionsleistung sicherzustellen.
Hierzu wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung 5 zur Herstellung von Chlordioxid verwendet, die eingangsseitig über eine Prozesswasserzuleitung 6 mit der Ableitung 4 oder dem Auslassbereich des Prozessbehälters 2 verbunden ist. Die Vorrichtung 5 realisiert dabei das oben beschriebene Verfahren.
Die aus der Ableitung 4 entnommene Prozessflüssigkeit wird über eine Prozesswasserpumpe 7 druckbeaufschlagt über einen ersten Mischbehältereinlass 8, ein Zulaufregelventil 9 mit Schwimmer in einen als Spültank ausgebildeten ersten Mischbehälter 10 gefördert. Ein Niveauschalter 11 überwacht den Durchfluss. Durch das Zulaufventil 9 mit Schwimmer und den Niveauschalter 11 wird das Flüssigkeitsniveau der Prozessflüssigkeit im ersten Mischbehälter 10 abhängig vom Zu- und Ablauf eingestellt. Eine Sensorik 12 bestimmt u.a. den Gehalt des Chlordioxids in dem zugeführten Prozesswasser. Die Sensorik 12 kann aber auch an einer anderen Stelle des Kreislaufs zwischen Prozessbehälter 2 und dem Mischbehälter 10 angeordnet sein, beispielsweise in der Ableitung 4 oder danach,
Eine erste Dosiereinheit 13 dosiert einen ersten, festen Stoff, hier ein Chlor enthaltendes Granulat, gewichtsabhängig in den ersten Mischbehälter 10. Hierzu weist die erste Dosiereinheit 13 ein nicht gezeichnetes Förderelement, bevorzugt eine Dosierschnecke, auf, welches aus einem darüberliegenden ersten Vorratsbehälter 14 den ersten Stoff exakt und kontinuierlich in den ersten Mischbehälter 10 dosiert. Ggf. kann das Granulat aber auch über eine Schütte etc. in den Mischbehälter 10 gespeist werden.
Um eine möglichst genaue Dosierung sicherzustellen, wird das Gewicht des dosierten ersten Stoffes mittels einer ersten Gewichtsmesseinheit 15 der ersten Dosiereinheit 13 bestimmt. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass der erste Vorratsbehälter 14, ggf. auch das Förderelement, auf einer Waage stehen, über eine Wägevorrichtung aufgehängt sind oder anderweitig deren Gewicht einschließlich des im Vorratsbehälter 14 enthaltenen Stoffes bestimmt wird. Die Menge des zu dosierenden ersten Stoffs kann dann über die Gewichtsabnahme kontinuierlich genau bestimmt werden, wodurch eine hochgenaue, zuverlässige und kontinuierliche Dosierung sichergestellt werden kann. Dabei kann die Bestimmung ständig erfolgen, oder zumindest in den Zeiträumen, während derer der erste Stoff dosiert wird, also eine Änderung des Gewichts erfolgt. Ggf. kann bei sehr geringen Dosierleistungen die Dosierung auch gepulst erfolgen, so dass auch die Bestimmung gepulst erfolgen kann.
Die Dosierung erfolgt dabei abhängig von dem gewünschten Chlordioxidgehalt im Prozessbehälter 2 und dem Chlordioxidgehalt in der zugeführten Prozessflüssigkeit, welcher über die Sensorik 12 ermittelt und in einer Steuerung 16 mit den anderen Prozessgrößen verarbeitet wird. Hierzu ist die Steuerung 16 mit dem Niveauschalter 11, der Sensorik 12 und der ersten Gewichtsmesseinheit 15 der ersten Dosiereinheit 13 steuerungstechnisch verbunden.
Dabei kann die Bestimmung des Chlordioxidgehalts der Prozessflüssigkeit vorteilhaft im ersten Mischbehälter 10 erfolgen, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt. Ebenso kann dies aber auch an anderer Stelle erfolgen, beispielsweise im Auslassbereich des Prozessbehälters 2, an der Ableitung 4 des Prozessbehälters 2 oder in der Prozesswasserzuleitung 6.
Im ersten Mischbehälter 10 kann die Chlordioxid-Konzentration über die Sensorik 12 bevorzugt amperometrischen überwacht werden, wobei vorteilhaft ein amperometrischer Sensor zum Einsatz kommen kann. Gebräuchlich sind amperometrische Sensoren mit Zwei-Elektroden-System oder mit Drei-Elektroden-Systeme mit potentiostatischer Schaltung.
Anstelle der oben beschriebenen amperometrischen Sensoren kann aber auch eine andere, dem Fachmann bekannte Sensorik verwendet werden.
Nach der Zugabe des ersten Stoffes in den ersten Mischbehälter 10 wird das erste Gemisch aus Prozessflüssigkeit und erstem Stoff über einen trichterförmigen ersten Mischbehälterauslass 17 und ein erstes Rückschlagventil 18 zu einem Sauganschluss 19b einer ersten Venturidüse 19 zugeleitet, wobei der erste Stoff teilweise noch als Feststoff in dem ersten Gemisch enthalten ist. Das erste Rückschlagventil 18 stellt sicher, dass aus der ersten Venturidüse 19 keine Prozessflüssigkeit in den ersten Mischbehälter 10 zurückgelangt, Dies würde zu einem Überlauf des Behälters 10 und zu einer Störmeldung und zum Abschalten des Systems führen.
Bevorzugt kann in der Zuleitung zum Sauganschluss 19b der ersten Venturidüse 19 eine Vorrichtung zur Überwachung der Saugleistung der ersten Venturidüse 19 vorgesehen sein, um bei zu geringer Saugleistung ein entsprechendes Signal an die Steuerung 16 abzugeben, welche den Betrieb der Vorrichtung 5 zur Herstellung von Chlordioxid stoppt. Hierzu kann beispielsweise ein Durchflussschalter im oder vor dem Sauganschluss 19b zur Venturidüse 19 verwendet werden, aber es sind aber auch andere entsprechende Sensoren oder Messeinrichtungen denkbar.
Ein Druckanschluss 19a der ersten Venturidüse 19 wird von der Prozesswasserpumpe 7 druckbeaufschlagt mit der Prozessflüssigkeit gespeist, so dass das am Sauganschluss 19b eingeleitete erste Gemisch zusammen mit der Prozessflüssigkeit des Druckanschlusses 19a zum Auslass 19c der ersten Venturidüse 19 gefördert wird.
Der Auslass 19c der ersten Venturidüse 19 ist über eine erste Mischerzuleitung 20 an eine erste Mischvorrichtung 21 angeschlossen. Hierdurch wird das Gemisch aus Prozessflüssigkeit und erstem Stoff, wobei letzter bereits teilweise in der Prozessflüssigkeit gelöst ist, der ersten Mischvorrichtung 21, bevorzugt einem Mischzyklon, zugeführt.
Dabei wird in die erste Mischerzuleitung 20 vor der ersten Mischvorrichtung 21 mittels einer zweiten Dosiereinheit 22 ein zweiter Stoff, bevorzugt eine Säure wie oben detailliert beschrieben, dosiert, um den pH-Wert einstellen zu können. Der zweite Stoff kann aber auch an einer anderen Stelle in das erste Gemisch dosiert werden, insbesondere vor dem Sauganschluss 19b der ersten Venturidüse 19, aber nach dem ersten Rückschlagventil 18, oder auch direkt in die Mischkammer der ersten Venturidüse 19.
Die zweite Dosiereinheit 22 weist eine erste Dosierpumpe 23 auf, welche über ein erstes Umschaltventil 24 mit zweiten Behältern 25a, 25b für die Säure verbunden ist. Am unteren Ende der zweiten Behälter 25a, 25b sind erste Füllstandssensoren 26a, 26b angeordnet. Grundsätzlich wird jeweils nur aus einem der zweiten Behälter 25a bzw. 25b die Säure entnommen, bis dieser leer geht und der jeweilige erste Füllstandssensor 26a bzw. 26b anspricht. Sobald in der Steuerung 16 das Leergeh-Signal des betreffenden ersten Füllstandssensors 26a bzw. 26b registriert wird, schaltet die Steuerung 16 das erste Umschaltventil 24 automatisch auf den anderen, noch vollen Behälter 25a bzw. 25b um. Hierdurch wird eine kontinuierliche und zuverlässige Dosierung der Säure vor der ersten Mischvorrichtung 21 sichergestellt.
Um die kontinuierliche Dosierung der Säure sicherzustellen, kann eine in 3 gezeigte alternative Ausgestaltung der zweiten Dosiereinheit 22' anstelle des Umschaltventils 24 für jeden Behälter 25a, 25b eine eigene Dosierpumpe 23a, 23b aufweisen, die eingangsseitig jeweils mit dem Behälter 25a bzw. 25b verbunden sind und ausgangsseitig in dieselbe Leitung zur ersten Mischerzuleitung 20 speisen. Ggf. können auch zwei voneinander getrennte Leitungen verwendet werden. Bei Leerwerden eines der Behälter 25a bzw. 25b wird dann jeweils der andere Behälter 25b bzw. 25a über die ihm zugeordnete Dosierpumpe 23b, 23a angesteuert und dosiert die Säure in die Mischerzuleitung 20.
In der ersten Mischvorrichtung 21 wird nun das zugeleitete erste Gemisch aus Säure, Prozessflüssigkeit und dem zum Teil bereits gelösten, zum Teil noch fest vorliegenden ersten Stoff weiter vermischt, so das am Auslass der ersten Mischvorrichtung 21 die Umsetzung der Eingangsprodukte zu molekularem Chlor gemäß obigen Gleichungen (1), (2a) und (2b) praktisch abgeschlossen ist.
Die erste Mischvorrichtung 21 ist über eine zweite Mischerzuleitung 27 mit einer zweiten Mischvorrichtung 28 verbunden. Der Auslass der zweiten Mischvorrichtung 28 ist über eine Dosierzuleitung 29 mit der Zuleitung 3 des Prozessbehälters 2 verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann die Dosierzuleitung 29 auch direkt einlassseitig mit dem Prozessbehälter 2 verbunden sein.
Um die Menge an durch die zweite Dosiereinheit 22 zu dosierender Säure zu bestimmen, ist am Ausgang der zweiten Mischvorrichtung 28 eine mit der Steuerung 16 verbundene pH-Messeinheit 30 vorgesehen. Der pH-Wert kann aber auch an anderer Stelle, z.B. nach der ersten Mischvorrichtung 21, gemessen werden.
Um das am Ausgang der Vorrichtung 5 gewünschte Chlordioxid gemäß obiger Gleichung (3) zu erzeugen, wird in das nach der ersten Mischvorrichtung 21 vorhandene zweite Gemisch mit gelöstem molekulare Chlor mittels einer Dosiervorrichtung 31 einen Chlorit enthaltender dritter Stoff dosiert, wie oben angegeben. Dabei wird bei der vorliegenden Ausführung eine Chloritlösung als dritter Stoff verwendet.
Hierzu ist die Dosiervorrichtung 31 für die Chloritlösung entsprechend der zweiten Dosiereinheit 22 aufgebaut und weist eine zweite Dosierpumpe 32 auf, welche über ein zweites Umschaltventil 33 mit dritten Behältern 34a, 34b für den dritten Stoff, hier die Chloritlösung, verbunden ist. Am unteren Ende der dritten Behälter 34a, 34b sind wieder zweite Füllstandssensoren 35a, 35b angeordnet. Grundsätzlich wird jeweils nur aus einem der dritten Behälter 34a bzw. 34b die Chloritlösung entnommen, bis dieser leergeht und der jeweilige zweite Füllstandssensor 35a bzw. 35b anspricht. Sobald in der Steuerung 16 das Leergeh-Signal des betreffenden zweiten Füllstandssensors 35a bzw. 35b registriert wird, schaltet die Steuerung 16 das zweite Umschaltventil 33 automatisch auf den anderen, noch vollen dritten Behälter 34a bzw. 34b um. Hierdurch wird eine kontinuierliche und zuverlässige Dosierung der Chloritlösung in die zweite Mischerzuleitung 27 sichergestellt. Die Dosierung kann dabei auch durch einen Durchflussmesser 36 überwacht werden, welcher vorteilhaft nach der zweiten Dosierpumpe 32 angeordnet ist. Ggf. kann der Durchflussmesser 36 aber auch vor der zweiten Dosierpumpe 32 sitzen.
Auch hier kann wie oben bei der alternativen zweiten Dosiereinheit 22' beschrieben und in 3 gezeigt, anstatt des einen Umschaltventils 33 eine Lösung mit je einer Dosierpumpe je Behälter 34a, 34b vorgesehen werden, welche mit der Mischerzuleitung 27 einzeln oder gemeinsam verbunden sind. Die Ausführungen zu der alternativen Dosiereinheit 22' gelten dann für die Dosierung des dritten Stoffes entsprechend.
Dabei erfolgt die Dosierung der Chloritlösung in verhältnismäßiger Abhängigkeit von dem in der ersten Dosiereinheit 13 dosierten Granulat bzw. Pulver, so dass sich das gemäß obiger Gleichungen (1) bis (3) einstellbare gewünschte Verhältnis zwischen Chlor und Chlorit ergibt.
In der zweiten Mischvorrichtung 28 wird nun die aus der ersten Mischvorrichtung 21 kommende Lösung mit der nach der ersten Mischvorrichtung 21 in die zweite Mischerzuleitung 27 dosierten Chloritlösung vermischt. Hierzu ist die zweite Mischvorrichtung 28 bevorzugt als Mischzyklon ausgebildet, es können aber auch andere geeignete Mischvorrichtungen verwendet werden. Hierdurch wird gemäß obiger Formel (3) das gewünschte Chlordioxid erzeugt, welches anschließend über die Dosierzuleitung 29 in die Prozesswasserzuleitung 3 und letztendlich in den Prozessbehälter 2 gespeist wird.
Die in 2 gezeigte alternative Ausführung eines System 1' mit alternativer erfindungsgemäßer Vorrichtung 5' zur Herstellung von Chlordioxid unterscheidet sich von der in 1 gezeigten im wesentlichen durch die Ausgestaltung einer alternativen Dosiervorrichtung 31' für den dritten, Chlorit enthaltenden Stoff. Es werden deshalb im nachfolgenden vor allem die Unterschiede beschrieben, während für die gleichen Teile die obigen Ausführungen entsprechend gelten. Gleiche Teile werden wieder mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die alternative Dosiervorrichtung 31' für die Chloritlösung ist entsprechend der ersten Dosiereinheit 13 aufgebaut und umfasst eine dritte Dosiereinheit 13', wobei mit dieser anstelle des Chlor enthaltenden ersten Stoffs ein Chlorit enthaltender, als Feststoff vorliegender dritter Stoff dosiert wird. Beispielsweise kann hier das oben bereits beschriebene Natriumchlorit NaClO₂ in den oben angegebenen Konzentrationen eingesetzt werden.
Dabei wird die aus der Ableitung 4 entnommene Prozessflüssigkeit über die Prozesswasserpumpe 7 druckbeaufschlagt über einen zweiten Mischbehältereinlass 8', ein Zulaufventil 9' mit Schwimmer in einen als Spultank ausgebildeten zweiten Mischbehälter 10' gefördert. Wieder stellt das Zulaufregelventil 9' mit Schwimmer das Flüssigkeitsniveau der Prozessflüssigkeit im zweiten Mischbehälter 10' abhängig vom Zu- und Ablauf zuverlässig ein. Alternativ kann für den zweiten Mischbehälter 10' auch eine eigene Zuleitung und eigene Prozesswasserpumpe vorgesehen werden, um dem zweiten Mischbehälter 10' Prozessflüssigkeit aus dem Prozessbehälter 2 zuzuführen.
Die aus der Ableitung 4 entnommene Prozessflüssigkeit wird über eine Prozesswasserpumpe 7 druckbeaufschlagt über einen ersten Mischbehältereinlass 8, ein Zulaufventil 9 mit Schwimmer in einen als Spültank ausgebildeten ersten Mischbehälter 10 gefördert. Ein Niveauschalter 11 überwacht den Durchfluss. Durch das Zulaufventil 9 mit Schwimmer wird das Flüssigkeitsniveau der Prozessflüssigkeit im ersten Mischbehälter 10 abhängig vom Zu- und Ablauf eingestellt. Eine Sensorik 12 bestimmt u.a. den Gehalt des Chlordioxids in dem zugeführten Prozesswasser.
Auch die dritte Dosiereinheit 13' weist ein nicht gezeichnetes Förderelement, bevorzugt eine Dosierschnecke, auf, welches aus einem darüber liegenden dritten Vorratsbehälter 14' den dritten Stoff exakt und kontinuierlich in den zweiten Mischbehälter 10' dosiert. Um eine möglichst genaue Dosierung sicherzustellen, wird das Gewicht des dosierten dritten Stoffes mittels einer dritten Gewichtsmesseinheit 15' bestimmt. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass der dritte Vorratsbehälter 14' und ggf. auch das Förderelement auf einer Waage stehen, über eine Wägevorrichtung aufgehängt sind oder anderweitig deren Gewicht einschließlich des im Vorratsbehälter 14' enthaltenen dritten Stoffes bestimmt wird. Der zu dosierende dritte Stoff kann dann über die Gewichtsabnahme genau bestimmt werden, wodurch eine hochgenaue, zuverlässige und kontinuierliche Dosierung sichergestellt werden kann. Dabei kann die Bestimmung ständig erfolgen, oder zumindest in den Zeiträumen, während derer der dritte Stoff dosiert wird, also eine Änderung des Gewichts erfolgt. Ggf. kann bei sehr geringen Dosierleistungen die Dosierung auch gepulst erfolgen, so dass auch die Bestimmung gepulst erfolgen kann. Auch die dritte Dosiereinheit 13' bzw. die alternative Dosiervorrichtung 31' ist mit der Steuerung 16 verbunden und wird zu Abgabe des dritten Stoffs von dieser angesteuert.
Nach der Zugabe des dritten Stoffes in den zweiten Mischbehälter 10' wird dieses zweite Gemisch aus Prozessflüssigkeit und drittem Stoff über einen trichterförmigen zweiten Mischbehälterauslass 17' und ein zweites Rückschlagventil 18' zu einem Sauganschluss 19b' einer zweiten Venturidüse 19' zugeleitet. Wieder stellt das zweite Rückschlagventil 18' aus den gleichen Gründen wie das erste Rückschlagventil 18 sicher, dass aus der zweiten Venturidüse 19' keine Prozessflüssigkeit in den zweiten Mischbehälter 10' zurückgelangt.
Ein Druckanschluss 19a' der zweiten Venturidüse 19' wird ebenfalls von der Prozesswasserpumpe 7 druckbeaufschlagt mit der Prozessflüssigkeit gespeist, so dass das am Sauganschluss 19b' eingeleitete Gemisch aus dem zweiten Mischbehälter 10' zusammen mit der Prozessflüssigkeit des Druckanschlusses 19a' zum Auslass 19c' der zweiten Venturidüse 19' gefördert wird. Die Menge des zu dosierenden dritten Stoffes ergibt sich gemäß der oben angegebenen Stöchiometrie der Gleichungen (1) bis (3), bzw. der tatsächlichen Rezeptur, die sich an die Stöchiometrie angleicht. Hierdurch kann vorteilhaft eine verbesserte Ausbeute an Chlordioxid erreicht werden.
Der Auslass 19c' der zweiten Venturidüse 19' ist an die zweite Mischerzuleitung 27 angeschlossen und wird gemeinsam mit der aus der ersten Mischvorrichtung 21 kommenden Lösung aus Prozessflüssigkeit und Chlorlösung wieder der zweiten Mischvorrichtung 28 zugeführt und dort mit dem aus der Venturidüse 19' kommenden Gemisch wie oben beschrieben zu Chlordioxid umgesetzt.
Bei beiden beschriebenen Dosiervorrichtungen 31, 31' erfolgt die mengenmäßige Zugabe des Chlorit enthaltenden dritten Stoffs in Abhängigkeit von der gewünschten Menge an zu erzeugendem Chlordioxid und der über die erste Dosiereinheit 15 zugeführten Menge an Chlor enthaltendem erstem Stoff gemäß der obigen Gleichungen (1), (2a) und (2b) und (3), entweder als Chloritlösung mittels der zweiten Dosierpumpe 32 der Dosiervorrichtung 31 oder als Feststoff mittels der dritten Dosiereinheit 13' der alternativen Dosiervorrichtung 31'.
Bevorzugt wird dabei die Zugabe der Chloritlösung bzw. des Feststoffs so gesteuert, dass das Verhältnis zwischen Chlorit und Chlor gleichbleibt. Sinkt beispielsweise der Gehalt an Chlordioxid in der Prozessflüssigkeit ab, so wird nach der Bestimmung des Chlordioxidgehalts mittels der Sensorik 12 in einem ersten Schritt mit der ersten Dosiereinheit 13 eine bestimmte Menge an Chlorgranulat als erstem Stoff zugeführt und zugleich eine dem definierten Verhältnis entsprechende Menge des zu dosierenden Chlorits bestimmt und mittels der Dosiervorrichtung 31 bzw. 31' in die Lösung aus chlorhaltigem ersten Stoff und Säure zudosiert.
Somit besteht das System aus einem Regelkreis für den ersten Stoff und einem Steuerkreis für die Umsetzung des Cl₂ mit Chlorit in Verkettung mit dem ersten Regelkreis in Form einer Verhältnissteuerung. Parallel hierzu wird in einem zweiten Regelkreis der pH-Wert in der Prozessflüssigkeit geregelt, welcher über die Zugabe der Säure mittels der zweiten Dosiereinheit 22 eingestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1,1': System
2: Prozessbehälter
3: Zuleitung Prozessbehälter
4: Ableitung Prozessbehälter
5, 5': Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid
6: Prozesswasserzuleitung
7: Prozesswasserpumpe
8, 8': erster bzw. zweiter Mischbehältereinlass
9, 9': Zulaufregelventil mit Schwimmer
10, 10': erster bzw. zweiter Mischbehälter
11, 11': Niveauschalter
12: Sensorik, insbesondere erste bzw. zweite Chlordioxid-Messeinheit
13, 13': erste bzw. dritte Dosiereinheit für ersten bzw. dritten Stoff
14, 14': erster bzw. dritter Vorratsbehälter für ersten bzw. dritten Stoff
15, 15': Gewichtsmesseinheit der ersten bzw. dritten Dosiereinheit
16: Steuerung
17, 17': trichterförmiger erster bzw. zweiter Mischbehälterauslass
18, 18': erstes bzw. zweites Rückschlagventil
19, 19': erste bzw. zweite Venturidüse
19a, 19a': Druckanschluss erste bzw. zweite Venturidüse
19b, 19b': Sauganschluss erste bzw. zweite Venturidüse
19c, 19c': Auslass erste bzw. zweite Venturidüse
20: erste Mischerzuleitung
21: erste Mischvorrichtung
22: zweite Dosiereinheit für zweiten Stoff
22': alternative zweite Dosiereinheit für zweiten Stoff
23: erste Dosierpumpe
23a, 23b: Dosierpumpen
24: erstes Umschaltventil
25a, 25b: zweite Behälter für zweiten Stoff
26a, 26b: Füllstandssensoren
27: zweite Mischerzuleitung
28: zweite Mischvorrichtung
29: Dosierzuleitung zum Prozessbehälter
30: pH-Messeinheit
31, 31': Dosiervorrichtung für dritten Stoff
32: zweite Dosierpumpe
33: zweites Umschaltventil
34a, 34b: dritte Behälter für dritten Stoff
35a, 35b: zweite Füllstandssensoren
36: Durchflussmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012207472 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxid mit: - mindestens einem ersten Vorratsbehälter (14) zur Aufnahme eines Chlor enthaltenden ersten Stoffs, wobei der erste Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist, - einer ersten Dosiereinheit (13) zum Dosieren des ersten Stoffs in - einen ersten Mischbehälter (10) mit einem ersten Mischbehältereinlass (8) für eine Prozessflüssigkeit, und einem ersten Mischbehälterauslass (17) für das im ersten Mischbehälter (10) enthaltene erste Gemisch aus dem ersten Stoff und der Prozessflüssigkeit, - einer ersten Venturidüse (19), deren Druckanschluss (19a) mit druckbeaufschlagter Prozessflüssigkeit gespeist wird, und deren Sauganschluss (19b) mit dem ersten Mischbehälterauslass (17) und deren Auslass (19c) über eine erste Mischerzuleitung (20) einlassseitig mit einer ersten Mischvorrichtung (21) verbunden ist, - einer zweiten Dosiereinheit (22) zum Dosieren eines Säure enthaltenden zweiten Stoffs in das erste Gemisch vor oder in der ersten Mischvorrichtung (21), - einer mit der ersten Mischvorrichtung (21) über ein zweite Mischerzuleitung (27) verbundenen zweiten Mischvorrichtung (28), - wobei eine Dosiervorrichtung (31; 31') zum Dosieren eines Chlorit enthaltenden dritten Stoffs in die aus der ersten Mischvorrichtung (21) kommende Lösung aus erstem Gemisch und dem zweiten Stoff vor oder in der zweiten Mischvorrichtung (28) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dosiereinheit (22) eine erste Dosierpumpe (23) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine pH-Messeinheit (30), insbesondere vor oder nach der zweiten Mischvorrichtung (28), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dosiereinheit (13) eine Gewichtsmesseinheit (15) zur Bestimmung des Gewichts des dosierten ersten Stoffs aufweist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Chlordioxid-Messeinheit (12) zur Messung des Chlordioxidgehalts der dem ersten Mischbehälter (10) zugeführten Prozessflüssigkeit vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Mischbehälterauslass (17) und dem Sauganschluss (19b) der ersten Venturidüse (19) ein erstes Rückschlagventil (18) vorgesehen ist, um ein Zurückströmen des Gemischs in den ersten Mischbehälter (10) zu verhindern.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung vom ersten Mischbehälter (10) zum Sauganschluss (19b) der ersten Venturidüse (19) eine Vorrichtung zur Überwachung der Saugleistung der ersten Venturidüse (19) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (31) eine mit der zweiten Mischerzuleitung (27) verbundene zweite Dosierpumpe (32) zum Dosieren des in flüssiger Form vorliegenden dritten Stoffs aus einem dritten Behälter (34a, 34b) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (31) einen Durchflussmesser (36) zum Überwachen der dosierten Menge des dritten Stoffs aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (31') umfasst: - mindestens einen dritten Vorratsbehälter (14') zur Aufnahme des Chlorit enthaltenden dritten Stoffs, wobei der dritte Stoff als Feststoff, insbesondere als Pulver oder Granulat, vorgesehen ist, - eine dritte Dosiereinheit (13') zum Dosieren des dritten Stoffs in - einen zweiten Mischbehälter (10') mit einem zweiten Mischbehältereinlass (8') für die Prozessflüssigkeit und einem zweiten Mischbehälterauslass (17') für das im zweiten Mischbehälter (10') enthaltene zweite Gemisch aus dem dritten Stoff und der Prozessflüssigkeit, - einer zweiten Venturidüse (19'), deren Druckanschluss (19a') mit druckbeaufschlagter Prozessflüssigkeit gespeist wird, und deren Sauganschluss (19b') mit dem zweiten Mischbehälterauslass (17') und deren Auslass (19c') einlassseitig mit der zweiten Mischvorrichtung (28) oder der zweiten Mischerzuleitung (27) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Dosiereinheit (13') eine Gewichtsmesseinheit (15') zur Bestimmung des Gewichts des dosierten dritten Stoffs aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Chlordioxid-Messeinheit zur Messung des Chlordioxidgehalts der dem zweiten Mischbehälter (10') zugeführten Prozessflüssigkeit vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mischbehältereinlass (8) ein Nivauregelventil (9) zur Einstellung des Niveaus der Prozessflüssigkeit im Mischbehälter (10) vorgesehen ist.
System (1) mit mindestens einem Prozessbehälter (2) für eine Prozessflüssigkeit, insbesondere Chlordioxid enthaltendes Wasser, und einer Vorrichtung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Zuleitung (3) des Prozessbehälters (2) oder der Prozessbehälter (2) einlassseitig mit einem Auslass der zweiten Mischvorrichtung (28) oder einer von der zweiten Mischvorrichtung (28) kommenden Dosierzuleitung (29) verbunden ist.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ableitung (4) des Prozessbehälters (2) oder der Prozessbehälter (2) auslassseitig mit einem Mischbehältereinlass (8) des ersten Mischbehälters (10) verbunden ist.