KR100860779B1 - Apparatus producing chlorine dioxide and method for chlorine dioxide production using the same - Google Patents

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Abstract

Provided is an apparatus for generating gas phase chlorine dioxide that can be used easily by anyone at places requiring the chlorine dioxide by reducing size and weight of the apparatus, operating the apparatus simply, and raising safety of the apparatus as a batch type chlorine dioxide generation apparatus operated for a predetermined time by injecting a predetermined volume of reagent cartridge into the apparatus, and a method for generating chlorine dioxide using the apparatus is provided. An apparatus for generating chlorine dioxide comprises: a reactor case(330): a receiving equipment(110) for mounting a reagent cartridge(400) containing a reagent solution on the reactor case or demounting the reagent cartridge from the reactor case; an acid vessel(200) in which an acid solution(210) is contained, and to which an acid supply tube(230) is connected to supply the acid solution to the reagent solution; and a suction unit for forming a negative pressure in the reactor case to suck gas phase chlorine dioxide generated during a reaction between the reagent solution and the acid solution, wherein the gas phase chlorine dioxide is generated in a unit of the reagent cartridge. The apparatus further comprises aeration tubes(320) of which one ends are exposed to the outside of the reactor case, and of which the other ends are immersed into the reagent solution to form bubbles(410) in the reagent solution by sucking air of the outside during the formation of the negative pressure. The apparatus further comprises a first purifier(510), a second purifier(520), a sodium chlorite column(530), a powder remover(540), filters(524,534), a differential pressure removing tube(220), and a safety tube(310). The receiving equipment includes a reagent cartridge injection stand(350), an air-tightening unit, a guide(360), a slider(114), and an arm(116). Further, the acid supply tube is made of teflon and is opened and closed by a solvent value.

Description

이산화염소 발생 장치 및 이를 이용한 이산화염소 발생 방법{APPARATUS PRODUCING CHLORINE DIOXIDE AND METHOD FOR CHLORINE DIOXIDE PRODUCTION USING THE SAME}Chlorine dioxide generation device and chlorine dioxide generation method using the same {APPARATUS PRODUCING CHLORINE DIOXIDE AND METHOD FOR CHLORINE DIOXIDE PRODUCTION USING THE SAME}

본 발명은 기체 상의 이산화염소를 제조하기 위한 장치 및 이를 이용한 이산화염소 발생 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 클로라이트의 산화방식, 또는 클로레이트의 환원방식에 의하여 기체 상의 이산화염소를 생성하는 이산화염소 발생 장치 및 발생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing gaseous chlorine dioxide and a method for generating chlorine dioxide using the same, and more particularly, to produce gaseous chlorine dioxide by the oxidation method of chlorite, or the reduction method of chlorate. A chlorine generating device and a method for generating the same.

이산화염소(ClO2)는 1811년 Humphrey Davy에 의해 최초로 발견된 이래, 1930년대에서야 상업적으로 이용되기 시작하였다.Since chlorine dioxide (ClO 2 ) was first discovered by Humphrey Davy in 1811, it was only commercially available in the 1930s.

이산화염소의 분자량은 67.45g/mol로 공기보다 무거운 기체로 끓는점은 11℃이고 녹는점은 -59℃이며 물 또는 암모니아와 반응하지 않는다는 점에서 염소와 다르다. 또한 탄화수소와 반응한 후에도 염소화 탄화수소를 생성하지 않는다. 일반적으로 이산화염소는 염소보다 금속 및 비금속 물질을 덜 부식시킨다. The molecular weight of chlorine dioxide is 67.45 g / mol, which differs from chlorine in that it has a boiling point of 11 ° C, a melting point of -59 ° C, and does not react with water or ammonia. It also does not produce chlorinated hydrocarbons even after reaction with hydrocarbons. In general, chlorine dioxide is less corrosive to metals and nonmetallic materials than chlorine.

이산화염소(Chlorine dioxide)와 염소(Chlorine)는 전자를 받아들이는 산화 제로서 작용한다. 화학 반응식으로 살펴보면 다음의 반응식 1과 같다.Chlorine dioxide and chlorine act as oxidants that accept electrons. Looking at the chemical scheme is shown in Scheme 1 below.

Cl2 + 2e- = 2Cl- Cl 2 + 2e - = 2Cl -

ClO2 + 2H2O + 5e- = Cl- + 4OH_ ClO 2 + 2H 2 O + 5e - = Cl - + 4OH _

상기 반응식 1에 기초하면 전자 1 kg-mol을 취하기 위하여 염소는 33.5 kg을 취하는 반면 이산화염소는 13.5 kg을 요구한다. 따라서 이같은 산화 평형식에 의하여 이산화염소 1 kg은 염소 2.63 kg에 상당하게 된다. 이산화염소(ClO2)는 염소(Cl2)보다 클로라이드(chloride : Cl)를 형성하는데 있어 2.5배나 전자를 받아들일 수 있다. Based on Scheme 1, chlorine takes 33.5 kg while chlorine dioxide requires 13.5 kg to take 1 kg-mol of electrons. Therefore, 1 kg of chlorine dioxide is equivalent to 2.63 kg of chlorine. Chlorine dioxide (ClO 2 ) can accept 2.5 times as much electrons to form chloride (Cl) than chlorine (Cl 2 ).

이산화염소는 염소와 비교하여 외형과 냄새가 비슷한 녹색빛이 감도는 연노란색 가스이다. 이산화염소 가스는 염소가스와 다르게 높은 온도와 압력에서는 폭발성이 있기 때문에 압축하여 통에 담을 수 없으며, 필요로 하는 장소에서 직접 생성하여 사용하여야 하는 단점이 있고, 50℃ 이상의 온도와 자외선에 의해서 쉽게 분해되는 경향이 있다. Chlorine dioxide is a light yellow gas with a greenish color similar in appearance and smell to chlorine. Unlike chlorine gas, chlorine dioxide gas is explosive at high temperatures and pressures, so it cannot be compressed and put in a container.It has a disadvantage that it must be produced and used in the place where it is needed. Tend to be.

또한, 물에는 아주 쉽게 용해되어 염소와 비교해 볼 때 약 10배나 용해성이 좋다고 알려져 있다. 이산화염소는 서늘하고 어두운 곳에 보관해야 한다. 이산화염소 용액은 시간이 경과하면 증발하여 농도가 감소되면서 용액의 색상이 연노랑색에서 점차 무색으로 변한다. It is also known to dissolve in water very easily and about 10 times better solubility than chlorine. Chlorine dioxide should be stored in a cool dark place. The chlorine dioxide solution evaporates over time, decreasing its concentration, and the color of the solution gradually changes from light yellow to colorless.

일반적으로 이산화염소는 염소와 다르게 물에서 가수분해되지 않으며, 살균력은 pH 6~10의 범위에서도 영향을 받지 않는다. 또한 유기물질과 반응하는 경우 발암물질로 알려진 트리할로메탄류(THMs : trihalomethans)를 생성하지 않으며 암모니아와 반응하여 클로로아민(chloroamine)도 생성하지 않는 것으로 알려져 있다.In general, chlorine dioxide, unlike chlorine, does not hydrolyze in water, and bactericidal power is not affected even in the range of pH 6-10. In addition, it is known that when reacting with organic substances does not produce trihalomethans (THMs) known as carcinogens, and does not produce chloroamine by reacting with ammonia.

이산화염소는 강한 산화력, 살균력, 탈취력이 있고 트리할로메탄(THMs) 및 유기 염소화합물 등 염소 소독 부산물을 생성하지 않아 염소의 대체제로서 주목을 받고 있는 강산화제이다. 이산화염소는 염소 및 산소의 소독성을 모두 가지고 있으며, 염소의 2.5배에 해당하는 산화력을 가지고 있고, pH 6내지 10수준의 넓은 범위에서 유효하게 잔류하는 특징이 있다.Chlorine dioxide is a strong oxidizer that has strong oxidizing, sterilizing and deodorizing power and is drawing attention as a substitute for chlorine because it does not produce chlorine disinfection by-products such as trihalomethane (THMs) and organic chlorine compounds. Chlorine dioxide has both chlorine and oxygen disinfection properties, has 2.5 times the oxidizing power of chlorine, and has the characteristic of remaining effectively in a wide range of pH 6-10 level.

이산화염소는 강산화제 뿐만 아니라 우수한 소독제로도 알려져 있다. 이산화염소의 살균성, 살조성, 표백성, 및 탈취성은 여러 문헌에 기재되어 있다. 이산화염소는 염소 기체보다 물에 대한 용해성이 대략 5배 정도 높다. Chlorine dioxide is known as an excellent disinfectant as well as a strong oxidizer. The bactericidal, algal, bleaching, and deodorizing properties of chlorine dioxide are described in various literatures. Chlorine dioxide is approximately five times more soluble in water than chlorine gas.

또한, 이산화염소는 물 또는 암모니아와 반응하지 않는다는 점에서 염소 기체와 다르며 탄화수소와 반응한 후에도 염소화 탄화수소를 생성하지 않는다. 일반적으로, 이산화염소는 염소보다 금속 및 비금속 물질을 덜 부식시키는데, 이것은 매우 중요한 장점이다.In addition, chlorine dioxide differs from chlorine gas in that it does not react with water or ammonia and does not produce chlorinated hydrocarbons even after reaction with hydrocarbons. In general, chlorine dioxide corrodes metals and nonmetallic materials less than chlorine, which is a very important advantage.

그리고, 이산화염소는 높은 휘발성을 가지고 있으며 농도가 11% 이상이면 가벼운 폭발성을 가질 수 있다. 이로 인해 압축저장하는 것이 불가능하며, 현장에서 직접 생산할 수 있는 이산화염소 발생장치가 필요한 이유가 바로 이것이다.And, chlorine dioxide has a high volatility and may have a light explosive when the concentration is 11% or more. Because of this, compression storage is impossible, and this is why a chlorine dioxide generator that can be produced directly in the field is needed.

현재 이산화염소는 목재, 종이, 유지, 석유, 수지 및 분말의 표백제로서 대 량으로 소비되고 있으며, 물과 폐수의 소독제 및 맛/냄새(T/O)의 조절제 용도로 사용되는 염소의 대체재로서 주목을 받고 있다. 이산화염소는 뛰어난 황 제거제이며, 폐수, 지방 정제, 가스 및 오일 산업에서의 세척 탑에 널리 이용되고 있다.Chlorine dioxide is currently consumed in large quantities as a bleaching agent for wood, paper, fats, oils, resins and powders, and it is noted as a substitute for chlorine used as a disinfectant for water and wastewater and as a regulator for taste / odor (T / O). Is getting. Chlorine dioxide is an excellent sulfur remover and is widely used in washing towers in the wastewater, fat refining, gas and oil industries.

그리고, 최근 규제 해제가 이어지면서, 이산화염소는 식품 가공 산업에서 살균제 및 소독제로서 그 사용이 증가되고 있다. 미국의 경우 육류, 유제품, 가금류, 과일 및 채소의 가공업, 및 가공 식품에 대하여 이산화염소의 사용을 허가하였다. 대부분의 경우, 이산화염소는 식료품의 관능 손상을 야기하지 않는다.And with the recent deregulation, chlorine dioxide has been increasingly used as a disinfectant and disinfectant in the food processing industry. In the United States, chlorine dioxide is licensed for meat, dairy, poultry, fruit and vegetable processing, and processed foods. In most cases, chlorine dioxide does not cause organoleptic damage to food products.

다음으로 종래 이산화염소의 제조 방법을 소개한다.Next, a conventional method for producing chlorine dioxide is introduced.

처음에는 염소산칼륨(KClO3)과 염산(HCl)을 반응시켜 생성하였으나, 1930년대에 염소산나트륨(NaClO3)으로부터 이산화염소를 제조하기 위한 상업적 공정이 개발되었다.Initially produced by reacting potassium chlorate (KClO 3 ) with hydrochloric acid (HCl), in the 1930's a commercial process was developed for producing chlorine dioxide from sodium chlorate (NaClO 3 ).

이산화염소는 주로 클로레이트(chlorates : ClO3 -)의 환원이나 또는 클로라이트(chlorites : ClO2 -)의 산화에 의해 제조되어 진다. 대규모 제지 공장의 표백 공정같은 경우에는 주로 클로레이트의 환원에 의한 이산화염소의 제조가 이루어진다. Chlorine dioxide is primarily chlorate is manufactured by oxidation of:: - - (ClO 2 chlorites ) or reduction or chlorite of (chlorates ClO 3). In the case of bleaching processes in large paper mills, the production of chlorine dioxide is mainly achieved by reduction of chlorate.

몇 가지 제조 방법을 기술하면 다음과 같다.Some manufacturing methods are described as follows.

황산에 의한 클로레이트의 환원방식으로서,As a reduction method of chlorate by sulfuric acid,

2NaClO3 + H2SO4 + SO2 → 2ClO2 + 2NaHSO4 2NaClO 3 + H 2 SO 4 + SO 2 → 2ClO 2 + 2NaHSO 4

여기서, 환원제로서 SO2 는 이산화염소의 수율과 순도를 증가시킨다.Where SO 2 as reducing agent Increases the yield and purity of chlorine dioxide.

클로라이트의 산화방식으로서,As the oxidation method of chlorite,

5NaClO2 + 4HCl ↔ 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O5NaClO 2 + 4HCl ↔ 4ClO 2 + 5NaCl + 2H 2 O

여기서, 클로라이트를 산화시키는 산은 염산, 아세트산, 질산, 젖산 등이 사용될 수 있다.Here, as the acid for oxidizing chlorite, hydrochloric acid, acetic acid, nitric acid, lactic acid and the like may be used.

염소에 의한 클로라이트의 산화방식의 일 예로서,As an example of the oxidation method of chlorite by chlorine,

2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl2NaClO 2 + Cl 2 → 2ClO 2 + 2NaCl

염소에 의한 클로라이트의 산화방식의 다른 예로서,As another example of the oxidation method of chlorite by chlorine,

2NaClO2 + HOCl → 2ClO2 + NaCl + NaOH2NaClO 2 + HOCl → 2ClO 2 + NaCl + NaOH

안정화 이산화염소(acidified sodium chlorite)를 얻는 방식으로서,As a way of obtaining stabilized sodium chlorite,

NaClO2 + H+(weak acid) ↔ HClO2 NaClO 2 + H + (weak acid) ↔ HClO 2

한편, 상기와 같은 반응식에 의하여 이산화염소를 발생하는 이산화염소 발생장치는 SO2, Cl2, HCl 등의 유해 가스를 반응시 공급/ 반응후 제거하는 장치와, 안 전장치 등을 별도로 설치해야 하는 문제점이 있다. 또한 반응을 위한 장치로서 전기분해 시설 등의 복잡한 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.On the other hand, the chlorine dioxide generating device for generating chlorine dioxide according to the above reaction formula is required to install a separate device and a safety device for supplying and removing the reaction after the reaction / harmful gases such as SO 2 , Cl 2 , HCl, etc. There is a problem. In addition, there is a problem that requires a complex facility such as an electrolysis facility as a device for the reaction.

이와 같은 가스 상태의 이산화염소를 발생하는 장치의 불편함을 해소하기 위하여 일반 염소용액처럼 액체상태의 이산화염소가 판매된다.In order to alleviate the inconvenience of such a gaseous chlorine dioxide generating device, liquid chlorine dioxide is sold like a normal chlorine solution.

소비자는 이러한 액상의 이산화염소 용액에 산을 일정량 넣어 이산화염소 가스를 발생시키게 되지만, 초기에는 이산화염소와 클로라이트가 혼재된 형태로 존재하고 이산화염소로의 전환이 서서히 되기 때문에(slow releasing chlorine dioxide로 불리기도 한다) 반응 속도가 느린 문제점이 있다. The consumer adds a certain amount of acid to this liquid chlorine dioxide solution to generate chlorine dioxide gas, but initially exists as a mixture of chlorine dioxide and chlorite and the conversion to chlorine dioxide is slowed down (slow releasing chlorine dioxide). There is a problem of slow response.

이외에도 상업적으로 이용되는 이산화염소 발생기의 생성 반응식은 제조회사마다 그 방식에 있어 차이가 있으며, 원하지 않는 반응부산물이 과다 생성되면 이산화염소의 순도를 저하시키게 되므로 최적의 반응조건과 화학반응을 설정하는 것이 중요한 요건이다. In addition, the reaction formula of the commercially used chlorine dioxide generator is different in the way that each manufacturer, and if the unwanted reaction by-products are generated excessively, the purity of the chlorine dioxide is lowered, so setting the optimum reaction conditions and chemical reactions It is an important requirement.

다음으로 종래에 사용되던 이산화염소 제조 방법의 문제점을 요약한다.Next, the problems of the chlorine dioxide production method conventionally used are summarized.

종래에 이산화염소 제조 방법의 가장 큰 단점은 저수율과 저순도의 이산화염소가 얻어지는 것으로서, 이때 부산물로서 염소와 클로라이트가 생성된다는 점이다. The biggest disadvantage of the conventional method for producing chlorine dioxide is that chlorine dioxide of low yield and low purity is obtained, in which chlorine and chlorite are produced as by-products.

이산화염소의 대량 제조시 클로레이트를 환원하는 방법에 있어서 고순도 제품을 생성하려면 SO2, Cl2, HCl 가스를 제거하는 장치와 안전장치를 별도로 설치해야 하는 부담이 있다. In the process of reducing chlorate in the mass production of chlorine dioxide, there is a burden to install a separate device and a safety device to remove SO 2 , Cl 2 , HCl gas to produce high purity products.

기체상 이산화염소의 제법은 클로레이트를 아황산가스와 반응시켜 생성할 수 있다. 그러나 여기에 쓰이는 원료인 클로레이트는 대형전기분해 시설을 통해 생성되므로 고온 전기분해 시설과 고순도의 클로레이트가 요구되며, SO2, Cl2, HCl 가스를 제거하는 장치와 안전장치가 마찬가지로 수반되어야 하는 단점이 있다.The production of gaseous chlorine dioxide can be produced by reacting chlorate with sulfur dioxide. However, chlorate, a raw material used here, is generated through a large electrolysis facility, which requires a high temperature electrolysis facility and high purity chlorate, and a device and a safety device for removing SO 2 , Cl 2 , and HCl gas must be accompanied. There are disadvantages.

최근 클로라이트 컬럼을 만들어서 여기에 염소가스를 통과시켜 이산화염소 가스를 얻는 방법이 사용되고 있으나, 공정의 안정성에 대해서 문제가 있는 실정이다. 즉, 투입된 염소가스 중의 일부가 미반응상태에서 외부에 방출될 수 있으므로, 심각한 부식 문제와 인명 피해의 위험이 있는 것이다.Recently, a method of obtaining a chlorine dioxide gas by passing a chlorine gas through a chlorite column is used, but there is a problem in terms of stability of the process. In other words, some of the chlorine gas introduced may be released to the outside in the unreacted state, there is a risk of serious corrosion problems and human injury.

한편, 정수장이나 폐수처리장에서 안정화 이산화염소를 상온의 처리원수에 저농도로 희석할 경우 클로라이트와 클로레이트 등 음이온이 활성화되므로 이산화염소로 변환될 가능성이 희박하다. 따라서, 안정화 이산화염소의 주입 후 상당시간이 경과되어도 대부분의 클로라이트와 클로레이트가 처리수 중에 잔류하게 되어 살균력이 극히 저조하게 되고, 이를 보강하기 위하여 과량을 주입하는 경우가 있는데, 음용수 중에 클로라이트 및 클로레이트가 잔류하게 되면, 청색증을 유발하는 문제가 있다. 이와 관련하여 미국 EPA는 식수 중 클로라이트의 함유량을 0.8 mg/L이하로 규제하고 있으며 국내에서도 0.5 mg/L 이하로 규정하고 있다. 이와 같은 문제로 인하여 현재 안정화 이산화염소를 이용한 소독방법은 매우 제한적으로 실시되고 있는 실정이다.On the other hand, when stabilized chlorine dioxide is diluted at low temperature in the treated water at room temperature in an purified water or wastewater treatment plant, anion such as chlorite and chlorate is activated, so it is unlikely to be converted into chlorine dioxide. Therefore, even after a considerable time elapses after the injection of stabilized chlorine dioxide, most of chlorite and chlorate remain in the treated water and the sterilization power is extremely low, and an excessive amount of chlorite may be injected to reinforce it. And if chlorate remains, there is a problem causing cyanosis. In this regard, the US EPA regulates the content of chlorite in drinking water below 0.8 mg / L and domestically below 0.5 mg / L. Due to such a problem, the disinfection method using stabilized chlorine dioxide is currently very limited.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 기존의 연속식 반응 공정으로 인하여 야기되는 문제점들, 즉, 정량펌프 및 고압 반응기 사용으로 인한 제어성 저하, 제작 비용 상승 및 장치의 복잡성 등을 획기적으로 개선한 것이다. The present invention is to improve the problems of the prior art as described above, the problems caused by the existing continuous reaction process, that is, the controllability due to the use of the metering pump and high-pressure reactor, increased manufacturing cost and complexity of the device This is a dramatic improvement.

즉, 소정 용량의 시약 카트리지를 투입하여 소정 시간 동안 장치를 가동하는 배치 타입의 이산화염소 발생 장치 및 발생 방법으로서, 소형, 경량화되며 조작이 간편하고 안전성이 제고되어 필요한 곳에서 누구나 쉽게 사용할 수 있는 기체 상의 이산화염소 발생 장치 및 이를 이용한 이산화염소 발생 방법을 제공하는 것이다.That is, a batch type chlorine dioxide generator and a method of generating the reagent cartridge of a predetermined capacity to operate the device for a predetermined time, and are small, lightweight, easy to operate, and improved in safety, and can be easily used by anyone where needed. It is to provide a chlorine dioxide generating device and chlorine dioxide generating method using the same.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이산화염소 발생 장치는, 반응기 케이스; 시약 용액이 담긴 시약 카트리지를 상기 반응기 케이스에 착탈하는 수납 장치; 산 용액이 담기는 것으로, 상기 산 용액을 상기 시약 용액에 공급하는 산 공급 튜브가 연결되는 산 용기; 상기 반응기 케이스 내부에 음압을 형성함으로써 상기 시약 용액 및 상기 산 용액의 반응시 발생하는 기체 상의 이산화염소를 흡입하는 흡입 수단; 을 포함하며, 상기 시약 카트리지 단위로 상기 기체 상의 이산화염소를 발생하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the chlorine dioxide generating device of the present invention, the reactor case; A storage device for attaching and detaching a reagent cartridge containing a reagent solution to the reactor case; An acid container containing an acid solution, to which an acid supply tube for supplying the acid solution to the reagent solution is connected; Suction means for sucking gaseous chlorine dioxide generated during reaction of the reagent solution and the acid solution by forming a negative pressure inside the reactor case; It includes, characterized in that for generating the gaseous chlorine dioxide in the reagent cartridge unit.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 장치는, 일단부는 상기 반응기 케이스 외부로 노출되고 타단부는 상기 시약 용액에 잠기는 것으로 상기 음압 형성시 외부 의 공기를 흡입하여 상기 시약 용액에 기포를 형성하는 에어레이션 튜브; 를 더 포함한다.In one embodiment, the chlorine dioxide generating device, one end is exposed to the outside of the reactor case and the other end is submerged in the reagent solution to form a bubble in the reagent solution by sucking the outside air when the negative pressure is formed ; It further includes.

일 실시예로서, 상기 흡입 수단은, 상기 반응기 케이스에 개구된 흡입구에 연결되는 흡입 튜브와, 상기 흡입 튜브에 연결되어 음압을 형성하는 진공 펌프를 구비한다.In one embodiment, the suction means includes a suction tube connected to the suction port opened in the reactor case, and a vacuum pump connected to the suction tube to form a negative pressure.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 장치는, 상기 반응기 케이스로부터 흡입되는 기체 상의 이산화염소가 순차적으로 통과되는 것으로, 수분을 제거하는 1차 정화기; 염소 가스, 염산 가스 및 상기 1차 정화기에서 제거되지 않은 나머지 수분 중 적어도 하나를 제거하는 2차 정화기; 상기 이산화염소의 순도를 높이는 아염소산나트륨 컬럼; 을 더 포함한다.In one embodiment, the chlorine dioxide generating device, the chlorine dioxide in the gas phase is sucked from the reactor case sequentially passed, the primary purifier for removing water; A secondary purifier for removing at least one of chlorine gas, hydrochloric acid gas and remaining moisture not removed from the primary purifier; Sodium chlorite column to increase the purity of the chlorine dioxide; It includes more.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 장치는, 상기 아염소산나트륨 컬럼에서 흡입된 이산화염소가 통과되는 것으로 상기 이산화염소에 함유된 분말을 제거하는 분말 제거기; 를 더 포함한다.In one embodiment, the chlorine dioxide generating device, the chlorine dioxide sucked from the sodium chlorite column is passed through the powder remover to remove the powder contained in the chlorine dioxide; It further includes.

일 실시예로서, 상기 2차 정화기에는 실리카겔(SiO2 Gel)과 수산화나트륨(NaOH)을 1:1 내지 5:1 의 중량비로 혼합한 펠렛이 충진된다.In one embodiment, the secondary purifier is filled with pellets in which silica gel (SiO 2 Gel) and sodium hydroxide (NaOH) are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 5: 1.

일 실시예로서, 상기 실리카겔(SiO2 Gel)과 수산화나트륨(NaOH)은 포화 상태에 도달시 건조함으로써 재사용 가능하다.In one embodiment, the silica gel (SiO 2 Gel) and sodium hydroxide (NaOH) can be reused by drying when reaching the saturation state.

일 실시예로서, 상기 아염소산나트륨 컬럼에는 아염소산나트륨 분말과 산화규소 분말이 9:1 내지 7:3의 중량비로 혼합되어 충진된다.In one embodiment, the sodium chlorite column is filled with sodium chlorite powder and silicon oxide powder in a weight ratio of 9: 1 to 7: 3.

일 실시예로서, 상기 2차 정화기 및 상기 아염소산나트륨 컬럼의 입/출구에는 내부 충진물의 이탈을 방지하는 필터가 각각 장착된다.In one embodiment, the secondary purifier and the inlet / outlet of the sodium chlorite column are each equipped with a filter for preventing the separation of the internal filling.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 장치는, 상기 산 용기 및 상기 반응기 케이스를 연결함으로써 상기 산 용기 내부의 차압을 제거하는 차압 제거 튜브; 를 더 포함한다.In one embodiment, the chlorine dioxide generating device, the differential pressure removing tube for removing the differential pressure inside the acid container by connecting the acid container and the reactor case; It further includes.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 장치는, 상기 흡입 수단의 동작이 멈추면 솔레노이드 밸브가 열리면서 상기 반응기 케이스 내부의 이산화염소를 외부로 배출하는 안전 튜브; 를 더 포함한다.In one embodiment, the chlorine dioxide generating device, the safety tube for discharging the chlorine dioxide inside the reactor case while the solenoid valve is opened when the suction means stops; It further includes.

일 실시예로서, 상기 산 공급 튜브는, 테프론 재질로 이루어지며, 솔벤트 밸브에 의하여 개폐된다.In one embodiment, the acid supply tube, made of Teflon material, is opened and closed by a solvent valve.

일 실시예로서, 상기 수납 장치는, 상기 시약 카트리지를 올려놓는 것으로 상기 반응기 케이스에 대하여 상하 이동되는 시약 카트리지 투입대와, 상기 시약 카트리지 투입대 및 상기 반응기 케이스 사이를 밀봉하는 기밀 수단을 구비한다.In one embodiment, the storage device is provided with a reagent cartridge inlet vertically moved relative to the reactor case by placing the reagent cartridge, and an airtight means for sealing between the reagent cartridge inlet and the reactor case.

일 실시예로서, 상기 수납 장치는, 상기 시약 카트리지 투입대의 이동을 안내하는 가이드와, 구동 모터로 볼 스크류에 의하여 직선 이동됨으로써 상기 시약 카트리지 투입대를 상하 이동시키는 슬라이더와, 상기 슬라이더 및 상기 시약 카트리지 투입대를 연결하는 아암을 더 구비한다.In one embodiment, the storage device includes a guide for guiding the movement of the reagent cartridge holder, a slider for vertically moving the reagent cartridge holder by a ball screw with a driving motor, the slider and the reagent cartridge. It is further provided with an arm connecting the charging table.

일 실시예로서, 상기 시약 용액은, 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액이다.In one embodiment, the reagent solution is sodium chlorate or sodium chlorite solution.

한편, 본 발명의 이산화염소 발생 방법은, 시약 용액이 담긴 시약 카트리지 의 뚜껑을 열고 시약 카트리지 투입대에 올려놓는 단계; 솔벤트 밸브로 개폐되는 산 용기에 산 용액을 채워 넣는 단계; 수납 장치에 의하여 상기 시약 카트리지 투입대를 반응기 케이스에 기밀이 유지되도록 밀착시킴으로써, 상기 시약 카트리지를 상기 반응기 케이스 내부에 장착하는 단계; 상기 반응기 케이스 내부를 그 외부와 연결하는 안전 튜브를 폐쇄하는 단계; 상기 솔벤트 밸브를 열고 중력에 의하여 상기 산 용액을 상기 시약 용액으로 공급하는 단계; 흡입 수단을 작동하여 상기 반응기 케이스 내부에 음압을 형성함으로써 상기 산 용액 및 시약 용액의 반응시 발생되는 기체 상의 이산화염소를 상기 반응기 케이스 외부로 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the chlorine dioxide generation method of the present invention, the step of opening the lid of the reagent cartridge containing the reagent solution and put on the reagent cartridge inlet; Filling an acid solution into an acid container which is opened and closed by a solvent valve; Mounting the reagent cartridge inside the reactor case by bringing the reagent cartridge holder into tight contact with the reactor case by a receiving device; Closing a safety tube connecting the inside of the reactor case with the outside thereof; Opening the solvent valve and feeding the acid solution to the reagent solution by gravity; Operating a suction means to form a negative pressure inside the reactor case to discharge gaseous chlorine dioxide generated during the reaction of the acid solution and the reagent solution to the outside of the reactor case; Characterized in that it comprises a.

일 실시예로서, 상기 음압의 형성시 에어레이션 튜브를 통하여 외부 공기를 상기 시약 용액에 공급함으로써 상기 시약 용액에 기포를 형성한다.In one embodiment, bubbles are formed in the reagent solution by supplying external air to the reagent solution through an aeration tube during the formation of the negative pressure.

일 실시예로서, 상기 이산화염소 발생 방법은, 상기 반응기 케이스 외부로 배출되는 이산화염소를 제1정화기, 제2정화기, 및 아염소산나트륨 컬럼에 순차적으로 통과시키는 단계; 를 더 포함하며, 상기 제1정화기는 상기 이산화염소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제2정화기는 상기 이산화염소에 함유된 염소 가스, 염산 가스 및 상기 1차 정화기에서 제거되지 않은 나머지 수분 중 적어도 하나를 제거하며, 상기 아염소산나트륨 컬럼에는 아염소산나트륨 분말과 산화규소 분말이 혼합 충진되어 상기 이산화염소의 순도를 높인다.As an example, the chlorine dioxide generation method may include sequentially passing chlorine dioxide discharged to the outside of the reactor case through a first purifier, a second purifier, and a sodium chlorite column; Wherein the first purifier removes moisture contained in the chlorine dioxide, and the second purifier removes at least one of chlorine gas, hydrochloric acid gas, and remaining moisture not removed from the primary purifier. One is removed, and the sodium chlorite column is mixed and filled with sodium chlorite powder and silicon oxide powder to increase the purity of the chlorine dioxide.

일 실시예로서, 상기 산 용기 및 상기 반응기 케이스 내부를 차압 제거 튜브로 연결함으로써 상기 산 용기 내부의 차압을 제거한다.In one embodiment, the pressure difference inside the acid container is removed by connecting the acid container and the inside of the reactor case with a differential pressure removing tube.

일 실시예로서, 상기 시약 카트리지에 담긴 상기 시약 용액의 반응이 종료되면 상기 솔레노이드 밸브를 열어 상기 안전 튜브를 외부로 개방한다.In one embodiment, when the reaction of the reagent solution contained in the reagent cartridge is finished, the solenoid valve is opened to open the safety tube to the outside.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 이산화염소를 종래의 연속식 공정에 의하지 않고 한 번 사용에 필요한 양만큼 분획된 시약 카트리지를 이용하여 소정 시간동안 장치를 가동함으로써 기체 상의 이산화염소를 발생시키는 배치(batch) 타입이며, 사용이 편리하고, 정량 펌프 등 고가의 장비를 사용하지 않아 발생 장치의 제작 비용을 절감할 수 있다. As described above, according to the present invention, a batch is generated in which gaseous chlorine dioxide is generated by operating the apparatus for a predetermined time using a reagent cartridge fractionated by an amount necessary for one-time use of chlorine dioxide without using a conventional continuous process. ) Type, easy to use, and do not use expensive equipment such as metering pump can reduce the production cost of the generator.

또한, 본 발명에 의하면 산과 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨과의 반응에 의하여 생성되는 이산화염소를 액상이 아닌 기체 상태로 추출하고, 반응에 사용된 용액은 시약 카트리지에 그대로 남게 되므로 수용액계의 이산화염소 발생시 문제가 되었던 클로라이트 등의 부산물 생성의 염려가 없으며, 강산을 사용함에 따른 안전 문제를 근본적으로 차단할 수 있다.In addition, according to the present invention, the chlorine dioxide produced by the reaction of the acid with sodium chlorate or sodium chlorite is extracted in a gaseous state rather than a liquid phase, and the solution used for the reaction remains in the reagent cartridge, so when chlorine dioxide in aqueous solution is generated. There is no concern for the generation of by-products such as chlorite, which has been a problem, and it can fundamentally block the safety problem of using strong acid.

도 1은 본 발명의 이산화염소 발생 장치에 대한 것으로, 시약 카트리지를 투입하기 전의 상태를 도시한다. 도 2는 본 발명의 이산화염소 발생 장치에 대한 것으로, 시약 카트리지가 투입되어 반응 중인 상태를 도시한다.1 shows a chlorine dioxide generating device of the present invention and shows a state before the reagent cartridge is added. Figure 2 is for the chlorine dioxide generating device of the present invention, it shows a state in which the reagent cartridge is added and the reaction.

이하 도 1 및 도 2를 참조하며 본 발명의 이산화염소 발생 장치의 구성과 작용을 상세하게 설명한다.1 and 2 will be described in detail the configuration and operation of the chlorine dioxide generating device of the present invention.

일정 농도의 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액(시약 용액이라고도 부 른다)이 담긴 시약 카트리지(400)(예를 들어 시약병의 형상을 갖는다)를 넣을 수 있는 반응기 케이스(330), 시약 카트리지(400)를 지지하며 반응기 케이스(330)에 시약 카트리지(400)를 탈착하기 위하여 상하로 이동되는 시약 카트리지 투입대(350), 시약 카트리지 투입대(350)를 상하로 이동시키는 수납 장치(110)가 구비된다.Reactor cartridge 330 and reagent cartridge 400, which can contain a reagent cartridge 400 (e.g., in the form of a reagent bottle) containing sodium chloride or sodium chlorite solution (also called reagent solution) at a certain concentration, It is supported and the reagent cartridge inlet 350 to move up and down to remove the reagent cartridge 400 to the reactor case 330, the storage device 110 for moving the reagent cartridge inlet 350 up and down is provided.

반응기 케이스(330)의 윗면에는 다수의 튜브가 연결되어 각각의 기능을 수행한다. 즉, 외부의 공기를 흡입하여 기포(410)를 형성함으로써 시약 카트리지(400) 내에 담긴 시약 용액을 에어레이션시키는 에어레이션 튜브(320), 산 용기(200)로부터 염산 또는 황산 등의 산 용액(210)을 시약 카트리지(400)에 공급할 수 있는 산 공급 튜브(230), 발생된 기체 상의 이산화염소를 흡입하는 흡입 튜브(380), 기체 상의 이산화염소의 폭발을 방지하기 위한 안전 튜브(310), 산 용기(200) 내의 차압을 제거하기 위한 차압 제거 튜브(220) 등이 연결된다. A plurality of tubes are connected to the upper surface of the reactor case 330 to perform each function. That is, the aeration tube 320 for aeration of the reagent solution contained in the reagent cartridge 400 and the acid solution 210 such as hydrochloric acid or sulfuric acid from the acid container 200 by forming an air bubble 410 by sucking outside air. Acid supply tube 230, which can be supplied to the reagent cartridge 400, suction tube 380 for sucking the generated gaseous chlorine dioxide, safety tube 310 for preventing the explosion of the gaseous chlorine dioxide, acid container ( A differential pressure removing tube 220 or the like for removing the differential pressure in the 200 is connected.

일정 농도의 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액이 담긴 시약 카트리지(400)를 시약 카트리지 투입대(350)에 놓고 전원을 넣으면 수납 장치(110)가 동작하며 시약 카트리지(400)를 반응기 케이스(330)에 밀착 삽입한다. 마찬가지로 반응이 완료되면 수납 장치(110)가 동작하며 시약 카트리지(400)를 반응기 케이스(330)에서 분리한다. 수납 장치(110)는, 구동 모터(100), 구동 모터(100)에 의하여 회전되는 볼 스크류(112), 볼 스크류(112)에 연결되어 슬라이딩되는 슬라이더(114), 슬라이더(114) 및 시약 카트리지 투입대(350)를 연결하는 아암(116)을 구비하는 것이 바람직하다.When the reagent cartridge 400 containing a predetermined concentration of sodium chlorate or sodium chlorite solution is placed in the reagent cartridge holder 350 and turned on, the storage device 110 operates and the reagent cartridge 400 is placed in the reactor case 330. Insert tightly. Likewise, when the reaction is completed, the storage device 110 operates to separate the reagent cartridge 400 from the reactor case 330. The storage device 110 includes a drive motor 100, a ball screw 112 rotated by the drive motor 100, a slider 114 connected to the ball screw 112, and a slider 114, a slider 114, and a reagent cartridge. It is preferred to have an arm 116 connecting the feeder 350.

반응기 케이스(330) 내부의 기밀을 유지하도록 기밀 수단이 마련되며, 기밀 수단의 일 실시예로서 반응기 케이스(330)의 하부에 장착되는 오링(340)(O-ring)을 들 수 있다. The airtight means is provided to maintain the airtight inside the reactor case 330, an O-ring (340) mounted to the lower portion of the reactor case 330 as an embodiment of the airtight means.

반응기 케이스(330)에 장착된 에어레이션 튜브(320)는 시약 카트리지(400)에 들어 있는 시약 용액에 잠기도록 배치되며, 에어레이션 튜브(320)에서 나오는 공기 방울에 의하여 기체 상의 이산화염소가 쉽게 휘발되어 외부로 빠지도록 도와주고, 산 용기(200)에서 공급되는 산 용액(210)과 시약 카트리지(400)에 들어 있는 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액이 쉽게 혼합되도록 한다. 시약 카트리지 투입대(350)의 상승 높이는 에어레이션 튜브(320)가 시약 카트리지(400)의 입구(420)를 통과하여 시약 카트리지(400) 내부의 시약 용액에 충분히 잠길 수 있도록 설정된다.The aeration tube 320 mounted in the reactor case 330 is disposed to be immersed in the reagent solution contained in the reagent cartridge 400, and the gaseous chlorine dioxide is easily volatilized by an air bubble from the aeration tube 320 to externally. And soaking of the acid solution 210 supplied from the acid container 200 and the sodium chlorate or sodium chlorite solution contained in the reagent cartridge 400. The rising height of the reagent cartridge inlet 350 is set such that the aeration tube 320 passes through the inlet 420 of the reagent cartridge 400 so as to be sufficiently immersed in the reagent solution inside the reagent cartridge 400.

산 용기(200)는 반응기 케이스(330) 위에 설치되며 중력에 의하여 산 용액(210)이 시약 카트리지(400) 내부로 떨어질 수 있도록 산 공급 튜브(230)에 연결되어 있다. 산 공급 튜브(230)는 산 용액(210)에 의한 부식을 방지하기 위하여 테프론 튜브로 마련되는 것이 바람직하다. 또한 산 공급 튜브(230)에는 솔벤트 밸브(235)(solvent valve)가 장착되어 장치가 작동하지 않을 때에는 산 용기(200)에 있는 산이 아래로 흘러내리는 것을 방지하여 준다. The acid vessel 200 is installed on the reactor case 330 and is connected to the acid supply tube 230 so that the acid solution 210 may fall into the reagent cartridge 400 by gravity. The acid feed tube 230 is preferably provided with a Teflon tube to prevent corrosion by the acid solution 210. In addition, the acid supply tube 230 is equipped with a solvent valve (235) (solvent valve) to prevent the acid in the acid container 200 to flow down when the device is not operating.

기체 상 이산화염소 발생 장치의 구동 방법은 다음과 같다. The driving method of the gas phase chlorine dioxide generator is as follows.

적정 농도의 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액이 담긴 시약 카트리지(400)의 뚜껑을 연 다음, 시약 카트리지(400)를 시약 카트리지 투입대(350)에 위 치시킨다. 그리고, 적정 농도의 염산 또는 황산 용액(210) 등의 산 용액(210)을 산 용기(200)에 따라 붓고 산 용기(200)의 뚜껑을 닫는다. Open the lid of the reagent cartridge 400 containing the appropriate concentration of sodium chlorate or sodium chlorite solution, and then place the reagent cartridge 400 on the reagent cartridge holder 350. Then, an acid solution 210 such as hydrochloric acid or sulfuric acid solution 210 of an appropriate concentration is poured along the acid container 200 and the lid of the acid container 200 is closed.

이산화염소 발생 장치의 전원을 넣고 “시작” 버튼을 누르면, 수납 장치(110)는 시약 카트리지(400)가 놓인 시약 카트리지 투입대(350)을 반응기 케이스(330)에 밀착 삽입시키며, 기밀 수단에 의하여 기밀이 유지되고, 안전 튜브(310)에 장치된 솔레노이드 밸드가 닫히며, 산 용기(200)에 연결된 솔벤트 밸브(235)가 열리면서 산 용액(210)이 시약 카트리지(400) 내부로 중력에 의하여 한 방울씩 떨어지기 시작한다. When the power of the chlorine dioxide generating device is turned on and the “start” button is pressed, the storage device 110 inserts the reagent cartridge holder 350 into which the reagent cartridge 400 is placed in close contact with the reactor case 330. The airtightness is maintained, the solenoid valve attached to the safety tube 310 is closed, and the solvent valve 235 connected to the acid container 200 is opened, so that the acid solution 210 is moved by gravity into the reagent cartridge 400. Start dropping down.

솔벤트 밸브(235)가 열림과 동시에 진공 펌프(550)가 작동을 하면서 반응기 케이스(330) 내부의 압력을 대기압 이하로 만든다. 반응기 케이스(330) 내부에 음압이 발생함과 동시에 에어레이션 튜브(320)를 통하여 공기가 반응기 케이스(330)의 내부, 즉, 시약 카트리지(400)의 시약 용액 내에 주입되면서 버블링 또는 에어레이션을 일으킨다. 시약 카트리지(400) 내에서 에어레이션이 시작됨과 동시에 산 용액(210)과 시약 용액(염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액)과의 반응을 통해서 만들어진 기체 상의 이산화염소가 휘발되면서 흡입 튜브(380)를 통하여 반응기 케이스(330)로부터 진공 펌프(550) 쪽을 향하여 이동하기 시작한다. As the solvent valve 235 is opened and the vacuum pump 550 is operated, the pressure inside the reactor case 330 is lower than atmospheric pressure. While negative pressure is generated inside the reactor case 330, air is injected into the inside of the reactor case 330, that is, within the reagent solution of the reagent cartridge 400, causing bubbling or aeration. As the aeration starts in the reagent cartridge 400, the gaseous chlorine dioxide produced through the reaction between the acid solution 210 and the reagent solution (sodium chlorine or sodium chlorite solution) is volatilized, and the reactor is passed through the suction tube 380. It begins to move from the case 330 toward the vacuum pump 550.

반응기 케이스(330)를 벗어난 기체 상의 이산화염소는 1차 정화기(510), 2차 정화기(520), 아염소산나트륨 분말이 충진된 아염소산나트륨 컬럼(530), 분말 제거기(540)를 거쳐 진공 펌프(550)로 들어가서 외부로 방출된다. 진공 펌프(550)에서 방출되는 이산화염소는 필요한 장소에 공급된다. The gaseous chlorine dioxide leaving the reactor case 330 is vacuum pumped through a primary purifier 510, a secondary purifier 520, a sodium chlorite column 530 filled with sodium chlorite powder, and a powder remover 540. It enters 550 and is released to the outside. Chlorine dioxide released from the vacuum pump 550 is supplied to the required place.

본 발명의 기체 상 이산화염소 발생 장치의 진공 펌프(550)는 시약 카트리지(400)의 용량이 모두 반응하는 시간에 상당하는 소정의 작동 시간 동안 작동된다. 즉, 진공 펌프(550)는 일회 작동 시간이 타이머에 의하여 제어될 수 있다. 일회 작동 시간은 시약 카트리지(400) 내에 미반응 물질이 없어질 수 있도록 충분한 시간으로 설정되는 것이 바람직하다. The vacuum pump 550 of the gas phase chlorine dioxide generator of the present invention is operated for a predetermined operating time corresponding to the time when the capacities of the reagent cartridge 400 all react. That is, the vacuum pump 550 may be controlled by a timer once operation time. One time of operation is preferably set to a time sufficient to remove the unreacted material in the reagent cartridge (400).

진공 펌프(550)의 작동이 멈추면 반응기 케이스(330) 상부의 안전 튜브(310)에 있는 솔레노이드 밸브(315)가 열리면서 반응기 케이스(330) 내부와 외부가 통기된다. 따라서, 혹시라도 발생할지 모르는 여분의 이산화염소 가스를 외부로 방출하며, 잔류 압력에 의하여 발생할 수 있는 이산화염소 가스의 폭발을 방지한다. When the operation of the vacuum pump 550 is stopped, the solenoid valve 315 in the safety tube 310 of the upper part of the reactor case 330 is opened to vent the inside and the outside of the reactor case 330. Thus, any chlorine dioxide gas that may be generated is released to the outside, and an explosion of chlorine dioxide gas that may be caused by residual pressure is prevented.

솔레노이드 밸브(315)가 열림과 동시에 솔벤트 밸브(235)는 잠긴다. 즉, 진공 펌프(550)가 동작하고 있지 않을 때에는 솔벤트 밸브(235)는 항상 잠겨 있게 된다. 따라서, 본 발명의 발생 장치를 차후에 사용하기까지, 산 용액(210)이 누출되지 않도록 한다. Solvent valve 235 is closed at the same time solenoid valve 315 is open. That is, the solvent valve 235 is always locked when the vacuum pump 550 is not operating. Therefore, the acid solution 210 is not leaked until the generator of the present invention is used later.

1차 정화기(510)는 기체 상 이산화염소의 흐름에 동반할 수 있는 물을 제거하여 주며, 2차 정화기(520)에는 실리카겔(SiO2 Gel)과 수산화나트륨(NaOH)을 1:1 내지 5:1 의 중량비로 혼합한 펠렛이 충전되어 있어 기체 상 이산화염소의 흐름에 동반할 수 있는 염소(Cl2) 가스 및 염산(HCl) 가스를 제거하며 1차 정화기(510)에서 완전히 제거되지 않은 수분을 제거한다. The primary clarifier 510 removes water that may accompany the flow of gaseous chlorine dioxide, and the secondary clarifier 520 contains 1: 1 to 5: silica gel (SiO 2 Gel) and sodium hydroxide (NaOH). Pellets mixed at a weight ratio of 1 are filled to remove chlorine (Cl 2 ) gas and hydrochloric acid (HCl) gas that may accompany the flow of gaseous chlorine dioxide, and to remove moisture not completely removed from the primary clarifier 510. Remove

아염소산나트륨 컬럼(530)에는 아염소산나트륨 분말과 산화규소 분말을 9:1 내지 7:3의 중량비로 혼합하여 충진한다. 산화규소 분말은 아염소산나트륨 분말이 굳어지는 것을 방지하여 아염소산나트륨 분말과 기체 상 이산화염소 및 기타 불순물들의 반응 효율을 높여 준다. 2차 정화기(520)의 끝단에서는 기체 상 이산화염소 외에도 미제거된 염소 및 염산 가스가 방출될 수 있다. 이들은 아염소산나트륨 분말을 통과하면서 모두 기체 상 이산화염소로 전환된다. The sodium chlorite column 530 is filled by mixing sodium chlorite powder and silicon oxide powder in a weight ratio of 9: 1 to 7: 3. Silicon oxide powder prevents the solidification of sodium chlorite powder, thereby improving the reaction efficiency of sodium chlorite powder, gaseous chlorine dioxide and other impurities. At the end of the secondary clarifier 520, in addition to gaseous chlorine dioxide, unremoved chlorine and hydrochloric acid gas may be emitted. They are all converted to gaseous chlorine dioxide while passing through sodium chlorite powder.

2차 정화기(520) 및 아염소산나트륨 컬럼(530)의 입/출구에는 필터(524,534)가 장착되어 내용물이 이탈되는 것을 방지한다. 2차 정화기(520)의 실리카겔 및 수산화나트륨이 포화 상태가 되면 내용물을 꺼내어 건조시킴으로써 재사용할 수 있다.Inlets and outlets of the secondary purifier 520 and the sodium chlorite column 530 are equipped with filters 524 and 534 to prevent the contents from being separated. When the silica gel and sodium hydroxide of the secondary purifier 520 is saturated, the contents may be taken out and dried to reuse.

도 1은 본 발명의 이산화염소 발생장치에 대한 것으로, 시약 카트리지를 투입하기 전의 상태를 도시한다. 1 shows a chlorine dioxide generator of the present invention, and shows a state before the reagent cartridge is added.

도 2는 본 발명의 이산화염소 발생장치에 대한 것으로, 시약 카트리지가 투입되어 반응 중인 상태를 도시한다.Figure 2 is for the chlorine dioxide generator of the present invention, it shows a state in which the reagent cartridge is added and the reaction.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100...구동 모터 110...수납 장치100 ... drive motor 110 ... storage

112...볼 스크류(ball screw) 114...슬라이더(slider)112 ... ball screw 114 ... slider

116...아암(arm) 200...산 용기116 Arm 200 Acid Container

210...산 용액(acid solvent) 220...차압 제거 튜브210 ... acid solvent 220 ... pressure drop tube

230...산 공급 튜브 235...솔벤트 밸브(solvent valve)230 ... acid supply tube 235 ... solvent valve

300...반응기 310...안전 튜브300 ... reactor 310 ... safety tube

315...솔레노이드 밸브 320...에어레이션 튜브(aeration tube)315 Solenoid valve 320 Aeration tube

330...반응기 케이스 340...오링(O-ring)330 ... Reactor case 340 ... O-ring

350...시약 카트리지 투입대 360...가이드350 ... Reagent Cartridge Insert 360 ... Guide

370...흡입구 380...흡입 튜브370 ... Intake 380 ... Suction tube

400...시약 카트리지 410...기포400 ... reagent cartridge 410 ... bubble

510...1차 정화기 520...2차 정화기510 ... Primary Purifier 520 ... Secondary Purifier

524,534...필터 530...아염소산나트륨 컬럼524,534 Filter 530 Sodium Chlorite Column

540...분말 제거기 550...진공 펌프540 ... powder remover 550 ... vacuum pump

Claims (18)

반응기 케이스;Reactor case; 시약 용액이 담긴 시약 카트리지를 상기 반응기 케이스에 착탈하는 수납 장치;A storage device for attaching and detaching a reagent cartridge containing a reagent solution to the reactor case; 산 용액이 담기는 것으로, 상기 산 용액을 상기 시약 용액에 공급하는 산 공급 튜브가 연결되는 산 용기;An acid container containing an acid solution, to which an acid supply tube for supplying the acid solution to the reagent solution is connected; 상기 반응기 케이스 내부에 음압을 형성함으로써 상기 시약 용액 및 상기 산 용액의 반응시 발생하는 기체 상의 이산화염소를 흡입하는 흡입 수단; 을 포함하며, 상기 시약 카트리지 단위로 상기 기체 상의 이산화염소를 발생하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Suction means for sucking gaseous chlorine dioxide generated during reaction of the reagent solution and the acid solution by forming a negative pressure inside the reactor case; To include, Chlorine dioxide generation device characterized in that for generating the gaseous chlorine dioxide in the reagent cartridge unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 일단부는 상기 반응기 케이스 외부로 노출되고 타단부는 상기 시약 용액에 잠기는 것으로, 상기 음압 형성시 외부의 공기를 흡입하여 상기 시약 용액에 기포를 형성하는 에어레이션 튜브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.An aeration tube whose one end is exposed to the outside of the reactor case and the other end is immersed in the reagent solution, and which forms air bubbles in the reagent solution by sucking external air when the negative pressure is formed; Chlorine dioxide generation device characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 흡입 수단은,The suction means, 상기 반응기 케이스에 개구된 흡입구에 연결되는 흡입 튜브와, 상기 흡입 튜브에 연결되어 음압을 형성하는 진공 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Chlorine dioxide generation apparatus comprising a suction tube connected to the suction port opened in the reactor case, and a vacuum pump connected to the suction tube to form a negative pressure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응기 케이스로부터 흡입되는 기체 상의 이산화염소가 순차적으로 통과되는 것으로,As the chlorine dioxide in the gas phase sucked from the reactor case is sequentially passed, 수분을 제거하는 1차 정화기;A primary purifier to remove moisture; 염소 가스, 염산 가스 및 상기 1차 정화기에서 제거되지 않은 나머지 수분 중 적어도 하나를 제거하는 2차 정화기;A secondary purifier for removing at least one of chlorine gas, hydrochloric acid gas and remaining moisture not removed from the primary purifier; 상기 이산화염소의 순도를 높이는 아염소산나트륨 컬럼; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Sodium chlorite column to increase the purity of the chlorine dioxide; Chlorine dioxide generation device characterized in that it further comprises. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 아염소산나트륨 컬럼에서 흡입된 이산화염소가 통과되는 것으로, 상기 이산화염소에 함유된 분말을 제거하는 분말 제거기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.A powder remover through which chlorine dioxide sucked in the sodium chlorite column is passed and removes the powder contained in the chlorine dioxide; Chlorine dioxide generation device characterized in that it further comprises. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 아염소산나트륨 컬럼에는 아염소산나트륨 분말과 산화규소 분말이 9:1 내지 7:3의 중량비로 혼합되어 충진되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.The sodium chlorite column is filled with sodium chlorite powder and silicon oxide powder is mixed in a weight ratio of 9: 1 to 7: 3 chlorine dioxide generator. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 2차 정화기 및 상기 아염소산나트륨 컬럼의 입/출구에는 내부 충진물의 이탈을 방지하는 필터가 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Chlorine dioxide generator, characterized in that the inlet / outlet of the secondary purifier and the sodium chlorite column is equipped with a filter for preventing the separation of the internal filling. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산 용기 및 상기 반응기 케이스를 연결함으로써 상기 산 용기 내부의 차압을 제거하는 차압 제거 튜브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.A differential pressure removing tube for removing the differential pressure inside the acid container by connecting the acid container and the reactor case; Chlorine dioxide generation device characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 흡입 수단의 동작이 멈추면 솔레노이드 밸브가 열리면서 상기 반응기 케이스 내부의 이산화염소를 외부로 배출하는 안전 튜브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.A safety tube opening the solenoid valve when the suction means stops and discharging chlorine dioxide inside the reactor case to the outside; Chlorine dioxide generation device characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산 공급 튜브는,The acid feed tube, 테프론 재질로 이루어지며, 솔벤트 밸브에 의하여 개폐되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Chlorine dioxide generator, characterized in that made of Teflon material, which is opened and closed by a solvent valve. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수납 장치는,The storage device, 상기 시약 카트리지를 올려놓는 것으로 상기 반응기 케이스에 대하여 상하 이동되는 시약 카트리지 투입대와, A reagent cartridge feeder moved up and down relative to the reactor case by placing the reagent cartridge thereon; 상기 시약 카트리지 투입대 및 상기 반응기 케이스 사이를 밀봉하는 기밀 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.And an airtight means for sealing between the reagent cartridge holder and the reactor case. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 수납 장치는,The storage device, 상기 시약 카트리지 투입대의 이동을 안내하는 가이드와,A guide for guiding movement of the reagent cartridge holder; 구동 모터로 볼 스크류에 의하여 직선 이동됨으로써 상기 시약 카트리지 투입대를 상하 이동시키는 슬라이더와,A slider for moving the reagent cartridge tray up and down by being linearly moved by a ball screw with a drive motor; 상기 슬라이더 및 상기 시약 카트리지 투입대를 연결하는 아암을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.A chlorine dioxide generating device further comprising an arm connecting the slider and the reagent cartridge inlet. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시약 용액은,The reagent solution, 염소산나트륨 또는 아염소산나트륨 용액인 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.Chlorine dioxide generator, characterized in that the sodium chlorate or sodium chlorite solution. 시약 용액이 담긴 시약 카트리지의 뚜껑을 열고 시약 카트리지 투입대에 올려놓는 단계;Opening the lid of the reagent cartridge containing the reagent solution and placing it on the reagent cartridge holder; 솔벤트 밸브로 개폐되는 산 용기에 산 용액을 채워 넣는 단계;Filling an acid solution into an acid container which is opened and closed by a solvent valve; 수납 장치에 의하여 상기 시약 카트리지 투입대를 반응기 케이스에 기밀이 유지되도록 밀착시킴으로써, 상기 시약 카트리지를 상기 반응기 케이스 내부에 장착하는 단계;Mounting the reagent cartridge inside the reactor case by bringing the reagent cartridge holder into tight contact with the reactor case by a receiving device; 상기 반응기 케이스 내부를 그 외부와 연결하는 안전 튜브를 폐쇄하는 단계;Closing a safety tube connecting the inside of the reactor case with the outside thereof; 상기 솔벤트 밸브를 열고 중력에 의하여 상기 산 용액을 상기 시약 용액으로 공급하는 단계;Opening the solvent valve and feeding the acid solution to the reagent solution by gravity; 흡입 수단을 작동하여 상기 반응기 케이스 내부에 음압을 형성함으로써 상기 산 용액 및 시약 용액의 반응시 발생되는 기체 상의 이산화염소를 상기 반응기 케이스 외부로 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 방법.Operating a suction means to form a negative pressure inside the reactor case to discharge gaseous chlorine dioxide generated during the reaction of the acid solution and the reagent solution to the outside of the reactor case; Chlorine dioxide generation method comprising a. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 음압의 형성시 에어레이션 튜브를 통하여 외부 공기를 상기 시약 용액에 공급함으로써 상기 시약 용액에 기포를 형성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 방법.And forming air bubbles in the reagent solution by supplying external air to the reagent solution through an aeration tube during the formation of the negative pressure. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 반응기 케이스 외부로 배출되는 이산화염소를 제1정화기, 제2정화기, 및 아염소산나트륨 컬럼에 순차적으로 통과시키는 단계; 를 더 포함하며, Sequentially passing chlorine dioxide discharged out of the reactor case through a first purifier, a second purifier, and a sodium chlorite column; More, 상기 제1정화기는 상기 이산화염소에 함유된 수분을 제거하고,The first purifier removes the water contained in the chlorine dioxide, 상기 제2정화기는 상기 이산화염소에 함유된 염소 가스, 염산 가스 및 상기 1차 정화기에서 제거되지 않은 나머지 수분 중 적어도 하나를 제거하며,The second purifier removes at least one of chlorine gas contained in the chlorine dioxide, hydrochloric acid gas and the remaining moisture not removed from the primary purifier, 상기 아염소산나트륨 컬럼에는 아염소산나트륨 분말과 산화규소 분말이 혼합 충진되어 상기 이산화염소의 순도를 높이는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 방법.The sodium chlorite column is filled with a mixture of sodium chlorite powder and silicon oxide powder to increase the purity of the chlorine dioxide generation method. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 산 용기 및 상기 반응기 케이스 내부를 차압 제거 튜브로 연결함으로써 상기 산 용기 내부의 차압을 제거하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 방법.Chlorine dioxide generation method characterized in that to remove the differential pressure inside the acid container by connecting the acid vessel and the inside of the reactor case with a differential pressure removal tube. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 시약 카트리지에 담긴 상기 시약 용액의 반응이 종료되면 솔레노이드 밸브를 열어 상기 안전 튜브를 외부로 개방하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 방법.When the reaction of the reagent solution contained in the reagent cartridge is chlorine dioxide generation method characterized in that to open the safety tube by opening the solenoid valve.
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