SE432583B - Forfarande for kontinuerlig framstellning av en blandning av klor och klordioxid - Google Patents

Description

7714881-5 2 nedan, varvid i illustrerande syfte det använda kloratet är natrium- klorat. ma) 2 Nacleš + 4 Hcl _? 2 c1o2 + 012 + 2 Nacl + 2 H20 (2a) NaCIOB + 6 HGl __) 5 G12 + NaGl + 5 E20.

Utmärkande för sådana processer är att kloret, klordioxiden och vattnet som produceras avlägsnas i ångtillstånd och att alkali- metallsaltet avlägsnas från reaktionslösningen genom kristallisation.

Olika processer och system har använts för generering av klor- dioxid, klor och ett alkalimetallsalt, i allmänhet baserade på reaktio- nerna som visats i reaktionsformlerna ovan. Sådana system innefattar exempelvis system med ett flertal generatorer som drives i kaskadflöde, se amerikanska patentskriften 5 14-44 584, eller en kombination av en flerzonsapparat eller flertal apparater då olika avgränsade kemiska och/eller fysikaliska operationer har separerats i klordioxidgenere- ring, vattenförângning, biproduktsalt-kristallisation och reaktantin- försel i systemet, jämför amerikanska patentskrifterna 5 516 790 och 5 541 288.

På senare tid har det föreslagits att genereringen av klordi- oxid, klor och ett alkalimetallsalt skall ske i ett enda reaktionskärl.

Sålunda visas exempelvis i amerikanska patentskriften 5 816 077 ett system, där genereringen av klordioxid och klor, förångnirgen av vat- ten och kristallisation av ett alkalimetallsalt utföres i ett enda reaktionskärl. Även om en avsevärd förbättring i effektivitet uppnås genom kombineringen av dessa processer i ett enda reaktionskärl kräver systemet yttre ledningar, pump och uppvärmningsanordningar för bland- * ningen, uppvärmningen, cirkuleringen och recirkzxleringen av reaktions- blandningen. Fackmannen inser att ytterligare förbättringar behövs för att åstadkomma ett system, där ett enda processkärl användes för bland- ning och temperaturkontroll av reaktanterna, generering av klordioxid, förångning av vatten och kristallisation av alkalimetallsalt, liksom även den kontinuerliga och effektiva cirkuleringen och recirkxzleringen av reaktionsblandning.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en process för produktion av klordioxid, klor och ett alkalimetallsalt som omfattar: A) separat tillförsel av en alkalimetallkloratlösning och en stark syra-lösning, vald från gruppen svavelsyra, saltsyra, fosforsyra och blandningar därav, till en integrerad kristallisations- och reak- tionsförångare med tvångscirhllation bestående av, vertikalt anordnat, a) en övre reaktions-, kristallisations- och förångningskam- 771lr881~5 5 l' mare med en huvudsakligen vertikalt anordnad cylindrisk skiljevägg som avdelar åtminstone den undre delen av kammaren i en första och en andra ungefärligen koncentriska sektioner, b) en värmeväxlarkammare bestående av ett flertal vertikalt anordnade rörformade element för överföring av flöden genom värmeväx- lar-kammaren, och c) en undre pumpkammare med en inlopps- och en utloppssektion och med ett pumporgan anordnat däri för att åstadkomma tvängscirkula- tion av vätska mellan inlopps- och utloppssektionerna, B) omblandning av lösningarna däri och cirkulering av den resulterande reaktionsblandningen med hjälp av pumporganet i ordning från utloppssektionen i den undre pumpkanmaren, uppåt genom en första del av de rörformiga elementen genom den första cylindriska sektionen på den övre reaktions-, kristallisations- och förångningskammaren över den cylindriska axdziljningen nedåt genom en andra del av de rörformiga elementen in i inloppssektionen och utloppssektionen på den undre pump- kammaren, O) bibehållande av en så stor reaktionsblandningsvolym att förångningskammaren åtminstone delvis hållas fylld och så. att ett ång- -vätskeseparationsutrymme åstadkommas i dess övre regioner, D) avdragning av en vattenhaltig uppslamning av alkalimetall- salt av syran från den cirkulerande reaktionsblandningen och ' E) avdragning av klordioxid, klor och vattenånga från ång- -vätskeseparationsutrymmet i den övre reaktions-, kristallisations- och föràngczingskammaren.

Reaktionen av alkalimetallkloratet med den starka syran åstad- kommas företrädesvis genom tillförsel av reaktanterna i separata ström- mar till reaktionskärlet, från vilket gasblandningen av klordiozcld, klor och vattenånga kontinuerligt avlägsnas genom att koordinera reak- tionslösningens temperatur med trycket i kärlet, så att vatten förångas från reaktionslösningen i en mängd som är tillräcklig för att bibehål- la en ungefärligen konstant volym av reaktionslösning. Mängden vatten som avlägsnas från reektinnslösningen är ungefär lika med mängden vat- ten som tillförs till reaktionsfi-ångaren plus det vatten som bildas vid reaktionen. Avlägsnandet av vatten fyller flera funktioner, varav kan nämnas utspädning av klordioxidgasen för att förhindra uppkomsten av explosiva gaskoncentrationer, svepning av gaserna från ångutrymmet över reaktionslösningen för att underlätta gasfrigörelsen från vätska- medíet, åstadkommandet av ett lätt kondenserbart utspädningsmedel för den vid reaktionen framställda klorgasen, varigenom undvikas den mindre 77114-881-5 4 önskvärda användningen av gasutspädningsmedel med tillhörande separa- tionsproblem och bibehållande av alkslimetallsaltmättningen.

Processen för generering av klordioxid och klor, bildningen av ett alkalimetallsalt och förångning av vatten i reaktionslösningen äger alla rum inom samma cirkulerande lösning, de nödvändiga reaktanter- na införes kontinuerligt i reaktionslösningen och de gasformiga reak- tionsprodukterna avdrages kontinuerligt i blandning med vattenånga tills fast alkalimetallsalt simultant och kontinuerligt kristalliserar från reaktionslösningen.

Hastigheten för klordioxidgenereringen i processen enligt upp- finningen ökar med koncentrationen av alkalimetallklorat som finns när- varande i reaktionslösningen. Därför hållas företrädesvis alkalimetall- kloratkoncentrationen inom koncentrationsområdet ca 0,2 - 5 molar.

Detta gäller speciellt vid temperaturer på 60 - 110°C och vid tryck på upp till ca 400 mm Hg absolut, vilka betingelser gynnar lösligheten för större mängder alkalimetallklorat. När temperaturen reduceras i samband med utvecklingen av ett vakuum fivešeaktionslösningen för att avlägsna vattenånga minskas kloratkoncentrationen av nödvändighet för att för- hindra utkristallisering av klarat från lösningen, vilket skulle mot- verka varje fördel som ges av en ökad reaktionshastighet. Vid drift vid ett föredraget tryck på ca 100 - 500 mm Hg absolut och vid en tempera- tur på ca 65 - 100°E bör således alkalimetallkloratkcncentrationen vara ca 0,2 - 5 molar.

Reaktionslösningens aciditet kan ligga någonstans mellan ca 0,5 N och ca 12 N, varvid valet av stark syra påverkar effektiviteten inom det föreslagna mängdmrådet. Om exempelvis ett HGl-system användes ligger den föredragna normaliteten inom området ca 0,5 - 5,5 N, varvid det framställda alkalimetallsaltet kommer att vara en alkalimetallklo- rid. När H2S04 är den föredragna syran eller när blandningar av HZSOÄ och H01 användes är den föredragna normaliteten ca 1,5 upp till caf12 N.

Vid drift med H2SO4-system i områden på ca 1,5 - 6 N kommer produkten att bli ett alkalimetallsulfatsalt och när normaliteten stiger över ca 6 N kommer det utfällda alkalimetallsaltet att vara ett alkalinetall- syrasulfatsalt. Vidare kan, vilket är i och för sig känt, i processen enligt föreliggande uppfinning användas ett reducerande medel såsom metanol, oxalsyra, svaveldioxid och liknande, vilket reagerar med klor och förbättrar produktionen av klordioudd.

Genom användningen av åtminstone en katalysator vald från grup- pen bestående av vanadinpentoxid, 'silverjonem manganjoner, dilcromat- 771488? -5 joner och arsenikjoner i kombination med de starka syrorna för omvand- ling. av ett alkalimetallklorat till klordixid har det visat sig att Rlordioxideffektiviteten och reaktionshastigheten ökar vid genomsnitt- liga reaktionslösningsaciditeter på ca 2 - 5 N. Silverjonen föredrages som katalysator, varvid ca 0,001 - 1,5 g silverjon per liter reaktions- lösning bör användas. Även om mer än ca 1,5 g silverjon kan användas erhålles emellertid ingen märkbart ökad effektivitet med överskotte- mängden av denna jon.

Manganjonen är också en av de föredragna katalysatorerna. Här- vid kan lämpligen 0,001 - 4 g manganjon per liter reaktionslösning an- vändas, och återigen kan man använda mer än 4 g manganjon per liter reaktionslösning men inte heller här erhålles någon märkbart ökad effektivitet i klordioxidgenereringen.genom användning av en överskotte- mängd av denna jon.

Dikromatjonen, särskilt i form av ett alkalimetalldikromat exempelvis natriumkaliumdikromat är en annan föredragen katalysator.

Den bör användas vid koncentrationer på ca 0,5 - 25 g per liter, men man kan givetvis även här använda mer än 25 g per liter om så önskas.

Arsenikjonen och vanadinpentoxid kan också användas som kata- . lysatorer. Dessa kan användas i en koncentration på ca 0,05 - 25 g per liter.

Far reaktionen fortskrider i reaktionskärlet uppträder alkali- metallsaltkristaller som avdrages i form av en uppslamning. De fasta partiklarna kan avlägsnas från uppslamningen genom kända metoder såsom centrifugering, filtrering eller andra salt- och vätskeseparationstek- niker.

När den använda starka syran är saltsyra kan processuppslam- ningen införas på toppen av en seperationskolonn såsom visas i SN 712 285, ingiven den 6 augusti 1976, för att erhålla nästan helt rena alkalimetallkloridkristaller på kolonnens botten, . under kontinuerlig áterföring av klorid, klorat och syravärden till reaktionsförångaren.

När svavelsyra och blandningar av svavelsyra med saltsyra an- vändes i generatorn som stark syra, kan processuppslamningen införas på toppen av en separations- eller metateskclonn såsom beskrivas i de amerikanska patentskrifterna 5 976 758, 3 975 505 och 5 974 266 och de amerikanska patentansökningarna SN 689 405 inlämnad maj 29, 1976, SN 689 406 inlämnad maj 24, 1976 och SN 689 407 inlämnad maj 24, 1976, för att erhålla en separerande rening av de resulterande salterna eller för att ge andra önskvärda produkter genom metates med eller utan återföring av användbara ämnen till reaktionsförångaren. 7714881-5 6 Moderluten från kristallerna kan återanvändas som tvättvatten, kastas eller mättas med natriumklorid och köras genom en elektrolys- cell för framställning av ytterligare alkalimetallklorat.

Partialtryoken och temperaturerna som råder i reaktionskamma- ren kan varieras genom tillförsel av en torr inertgasström, t ex kväv- gas eller luft. Detta i sin tur möjliggör variation av mängden vatten som avlägsnas från reaktionslösningen i form av ånga. Denna senare metod har emellertid. den nackdelen att klordioxiden späds ut mycket med inertgas. Därför koordineras lämpligen vakuumet och reaktionslösningens temperatur så att den mängd vattenånga som måste avlägsnas från kärlet ångas av utan att ytterligare medel måste införas för att avlägsna vattenånga.

För att bättre förstå uppfinningen hävisas till bifogade rit- ning på vilken figuren visar en vertikal sektion av en föredragen ut- föringsform av en integrerad kristallisations- och reektionsförångare med tvångscirknilation som användes vid sättet enligt uppfinningen.

Anordningen som användes vid processen enligt föreliggande upp- finning är så konstruerad att en reaktions-, kristallisations- och för- ångningskammare, en värmeväzclarkammare och en pumpkammare är bildade som en integrerad vertikal enhet i vilken reaktanterna kontinuerligt kan tillföras och reaktionsblandningen kontinuerligt cirkuleras.

Processen enligt föreliggande uppfinning beskrivas bäst med direkt hänvisning till ritningen på figuren., där den använda integre- rade kristallisations- och reaktionsförångaren med tvångscirkulation omfattar tre kammare, nämligen en övre reaktions-, kristallisations- och förångningskamnare 11 , en värmeväsclarkammare 12 och en nedre pump- kammare 15.

I kammaren 11 tjänar en huvudsakligen vertikalt anordnad cylindrisk skiljevägg 20 till att uppdela åtminstone den undre delen av kammaren i en yttre sektion 21 och en inre sektion 22, varvil de två sektionerna därigenom bildar huvudsakligen koncentriska cylindriska sektioner. Den inre cylindern har sinnövre ände _en anordning för fördelning av reaktionsblandningen jämnt o-ver skilgeytan mellan vätskereaktionsblandningen och ångutrymmetv Den nedre pumpkammaren 15 är försedd med avdelningsorgan 14, som uppdelar kammaren i en utloppssektion 15 och en inloppssektion 16, som står i direkt kontakt med en inre del 17 och en yttre del 18 på de rörformade elementen av värmeväxlarkammaren 12 och i sin tur med respektive den första och den andra ßylindriska sektionen på kammaren 11. I den nedre pumpkammaren 15 är anordnad ett pumporgan 25 som leder 771l488”'-5 vätskeströmmen från inloppssektionen 16 till utloppssektionen 15 vilket resulterar i att reaktionsblandningen på effektivt sätt kontinuerligt cirkuleras genom värmeväzclarkammaren 12 och in i reaktions-, kristalli- sations- och förångningskammaren 11 , där den cylindriska skiljeväggen 20 och distributionsorganet 55 styr flödet av uppvärmd reagerande vätska till en nivå nära vätske-ångskiljeytan, där den önskade förang- ningen av vatten och utvecklingen av klordioxid och klor i äng-vätska- separationsutrymmet 19 äger rum. Den övre delen på den cylindriska skil- jeväggen 20 är företrädesvis trattformad och divergerar uppåt, och distributionsorganet 55 är företrädesvis trattformat och anordnat centralt och koncentriskt med avseende på den trattformade delen på skiljeväggen 20. Vattenånga, klordioxid och klor avdrages genom utlopps- organet 26 från ång-vätskeseparationsutrymmet 19. Den vätskeformiga reaktionsblandningen strömmar från ång-vätskeskiljeytan ovanför den övre änden på den cylindriska skiljeväggen 20 och nedåt genom den yttre cylindriska sektionen 21 , den yttre delen 18 på de rörformade elementen i värmeväirlarkemmaren 12 och till inloppssektionen '16 på pumpkammaren.

Alakalimetallkloratlösningen införas företrädesvis i pumpkamma- ren '15 genom ett inloppsorgan 24 företrädesvis anordnat i utloppssek- tionen “IS och cirkuleras och blandas på. det ovan beskrivna sättet med hjälp av pumporganet 25. Den starka syran införas företrädesvis i den stigande vätskan genom inloppsorganet 25, företrädesvis anordnat någon- stans i den nedre delen pà den inre oylindriska sektionen 22 på förång- ningskammaren 11 , så att avsevärd blandning och reaktion uppkommer när reaktionsblandningen cirkuleras till toppen på den cylindriska skilje- väggen 20. Inloppsorganet 25 är företrädesvis konstruerat av eller skyddas genom ett material resistent mot stark syra, exempelvis teflon. Den starka syran införas företrädesvis genom inloppsorganet 25 i den stigande vätskan i omedelbar närhet ovanför de rörformade ele- menten i värmeväadaren, eftersom den turbulens som uppträder när vätskor-na kommer ut ur de rörformade elementen in i förångnjrgskamma- ren '11 ökar den snabba blandningen av reaktanterna. När reaktionen sker i kammaren '11 med genereringen av klordioxid och klor, bildas ett alka- limetallsalt av den starka syran och kristalliserar i den förångande vätskan. Alalimetallsaltkristallerna kan avlägsnas som en vattenhaltig uppslamning genom utloppsorganet 27. Den vattenhaltiga uppslamningen kan sedan behandlas såsom beskrivits ovan och moderluten kan återföras till reaktionsblandningen.

Ptzmporganet 25 kan vara av mekanisk typ, t ex en rotationspump eller en propellerpump. Alternativt kan en ström av luft eller någon 771ß88¶ '-5 I _ annan inert gas användas som pumporgan antingen enbart eller i kombina- tion med mekaniska pumporgan.

Enligt en föredragen utföringsform är en medförings-separator 28 anordnad inom ang-vätskeseparationsutrymmet '19 i den övre regionen av reaktions- och föràngningskammaren '11 för separering av eventuell innesluten vätska från ångorna som avdrages genom utloppsorganet 26.

Separatorn 28 kan vara av någon känd typ, exempelvis kan den vara av nättyp.

Reaktions-, kristallisations- och förångningskammaren är före- trädesvis försedd med en säkerhetsventil 52 så att gaser snabbt kan släppas ut i händelse av en snabb tryckökning. Även om reaktionerna i föreliggande process kan genomföras vid atmosfärstryck användes .företrädesvis undertryck, och helst i området ca 50 - 500 mm Hg absolut. Som organ för àstadkommande av vakuum kan någon konventionell anordning användas, exempelvis en mekanisk vakuum- pump, en vattensug, ångsifon eller liknande.

Värmeväxlarkammaren 12 innefattar ett inlopp 29 och ett utlopp 30 för ett värmeväxlarflöde, exempelvis ånga, genom utrymmet omkring värmeväwdarrören. Detta utrymme är dessutom företrädesvis försett med ett flertal horisontellt anordnade bafflsr 51 utformade så att de leder flödet av värmeväznlarfluidum i en horisontellt alternerande väg för att maximera värmeväaclareffektiviteten. Värmeväxlarfluidets flöde justeras så att den önskade reaktionstemperatxmen uppnås. För att justera reak- tionsblandningen till den önskade temperaturen regleras graden av vakuum som pâlägges förângningskammaren tills reaktionslösningen befin- ner sig vid sin kokpunkt, när den är vid den önskade temperaturen, och hastigheten på värmetillförseln till värmeväzdarkammaren regleras för höjning av reaktionstemperaturen till kokpunkten och för förångning av vatten med en hastighet som är tillräcklig för att bibehålla en en huvudsakligen konstant vätskevolym. i Vattenförångningen med den ovannämnda hastigheten förorsakar bildning av kristallin produkt i reaktionslösningen i reaktions-, kristallisations- och förångningskammaren 41. Eastigheten på energi- tillförseln till systemet från alla källor efter det att "steady state"- -betingelser uppnåtts är sådan att allt vatten som tillsättes till systemet och som bildas genom de reaktioner som äger rum däri, bortsett från det eventuella kristallvatten i de kristallina alkalimetallsalter som bildas och vatten från den vattenhaltiga uppslamningen som avdras från systemet, förångas från reaktionslösningen i kammaren och avdrages '771l488* -5 som vattenånga från systemet. Denna energitillförselhastighet relateras till den valda temperaturen, till motsvarande vekuum, den hastighet med vilken vatten tillföras till systemet sedan "steady state"-betingelser har uppnåtts och hastigheten med vilken vatten avlägsnas som kristalli- satinnsvatten och som vattenhaltig uppslamning.

Temperaturen på reaktionsblandningen kan variera avsevärt be- roende på den önskade förångningshastigheten och på driftstrycket.

Reaktionsblandningen hålles enellertid företrädesvis vid en koktempera- tur på ca 65 - 'IOO°C, vid ett föredraget driftstryck på ca 150 - 500 mm Hg och helst ca 200 - 250 mm Hg.

Den integrerade kristallisations- och reaktionsförångaren med tvángscirkrilation som användes i processen enligt föreliggande uppfin- ning utsättas för både korrosiv och errosiv verkan från reaktionsbland- ningen och måste konstrueras av material som kan motstå sådana attacker.

Konstruktionsmaterialen får vidare ej försämras vid driftsrtemperatu- rerna och skall ha tillräcklig styrka för att motstå vakuumdriftseffek- ten. Det är känt att titan är ett utomordentligt material för sådana konstruktionsändamål. Kostnaden för titan är emellertid sådan att av ekonomiska skäl har andra material helt eller delvis använts i stället för titan vid tidigare känd teknik. I en sådan tidigare känd process för generering av klordioxid och klor är ett föredraget konstruktione- material ett polyesterharts, som är oemottagligt för korrosiva attacker från kloridjonen och som icke oxrideras genom påverkan av klordioxid eller angripes av klor genom addition eller substitution, och som ej påverkas genom korrosion av den mineralsyra som användes i reaktions- lösningen. Ett typiskt polyesterharts som uppfyller dessa krav är det som beskrivas i den amerikanska patentskriften 5 816 077, bestående av ca 0,5 moldelar klorendinsyra och maleinsyraanhydrid och ca 0,5 moldelar neopentylglykol och ca 45 delar styren per 100 delar harts. Hartset kan framställas med förfarandena som beskrivas i den amerikanska patent- skriften 2 654 251 , till vilken hänvisas för illustration av framställ- ningen av hartset från de ovan nämnda komponenterna.

Polyesterhartser av den ovan beskrivna typen uppfyller kraven på temperaturbeständighet, mekanisk styrka och korrosionsresistens.

Sådana material utsättas enellertid för erosion, när de kommer i kon- takt med alkalimetallsaltkristallerna. På grund av detta är det lämp- ligt att konstruera den integrerade kristallisa- tions- och reaktionsförångaren med tvångscirkulation av en kombination av material, där den del av förångaren som står i kontakt med vätska- 'i 7 'š l:- 884. ~ 5 '10 F resktionsblandningen konstrueras av titan och den del av föršmgaren som står i kontakt med ângorna ovanför vätskan konstrueras av ett lämpligt polyesterharts.

I en typisk process genomföras sättet enligt uppfinningen en- ligt ett flödesschema som illustreras på ritningen till att ge en gas- blandning av klordioxid och klor och ett natriumsulfatsalt. En vatten- haltig lösning av 5,2 H natriwzmklorat och 5,56 M natriumklorid tillfö- res till utloppssidan på pumpkammaren '15 genom inloppet 21+ och cirku- leras uppåt genom den inre delen '17 på de rörformade elementen i värme- växlarkammaren 12. Nar lösningen kommer in i den inre delen 22 på för- ångningskammaren 11 , tillföres en vattenhaltig SO-procentig svavelsyra- lösning genom inloppsorganet 25 och blandas med den stigande lösningen.

Trycket i systemet justeras till ca 200 mm Hg absolut. Änga ledes genom värmeväzdarkammaren 12 med hjälp av inloppet 29 och utloppet 50 med en hastighet och temperatur som är tillräcklig för att hålla den cirkule- rande reaktionslösningen vid en temperatur på ca 78°C. Den hastighet med vilken raaktanterna tillföres justeras så att volymen på reaktions- blandningen hållas vid en konstant nivå ovanför toppen på den cylindris- ka skiljeväggen 20 och fördelningsorganet 55 när överskottsvattnet som tillförts med tillförsellösningarna kokas av, och försvinner i form av ånga från föràngningskammaren 'l'l genom utloppet 26, tillsammans med klordioxiden och kloret som genereras av reaktionsblandningen. Med hjälp - av pumpen 25 cirkulerar reaktionsblandningen genom kamrarna i reaktions- förångaren på det sätt som visas på ritningen. Allt efter som reaktio- nen fortskrider genereras klordiordd och klor och avdrages tillsammans med vattenånga. Vattenfri natriumsulfat kristalliseras från lösningen och avdrages från reaktionsblandningen genom utloppet 27 på pumpkamma- ren 15.

Det skall noteras att även om olika specifika utföringsformer av sättet enligt föreliggande uppfinning har beskrivits ovan kan olika modifieringar och kombinationer av dessa utföringsformer genomföras inom ramen för uppfinningen. Även om den föredragna metoden för cirku- lering av reaktionsblandningen för uppnående av maximal effektivitet g på blandningen och flödet över skiljeytan mellan ånga och vätska sker enligt pilarna på gi! figuren, kan cirkuleringen även ske i motsatt riktning. Vidare har reaktions-, lmistallisations- och förångningskam- maren 'l'| vid den föredragna utföringsformen beskrivits innefattande två huvudsakligen koncentriska cylindriska sektioner 2'l och 22, men dessa sektioner kan även ha en annan form utan att avsevärt försämra effekten 1; de "" 7714284-s på reaktionsblandningens önskade flöde. Vidare har värmeväxlarkammaren 42 illustrerats bildad av ett flertal rörformade element '17 och 18, var- vid det exakta antalet och diametern på. de rörfdrmade elementen kan varieras, beroende på den antagna flödeshastigheten och mängden reak- tionsblandning som ska cirkuleras.

Claims (8)

1. p 7711-:881-5 10. 15. 20. 25. 12 Patentkrav l. Sätt för kontinuerlig framställning av en bland- ning av klor och klordioxid genom reaktion mellan ett alkali- metallklorat och en stark syra i ett reaktionskärl, från vilket gasblandninaen av klor och klordioxid avlägsnas medelst vatten- ånga genom att reaktionslösningens temperatur och trycket i kärlet koordineras så att vatten förångas, k ä n n e t e c k n a t av att man A) separat tillför en alkalimetallkloratlösning och en stark syralösning vald bland svavelsyra, saltsyra, fosforsyra och blandningar därav, till en integrerad kristallisations- och reaktionsförångare med twägsciflnüation bestående av, vertikalt anordnat, a) en övre kristallisations- och förångningskammare (ll) med en huvudsakligen vertikalt anordnad cylindrisk skilje- vägg (20), som avdelar åtminstone den nedre delen av kammaren i en första och en andra i huvudsak koncentriska cylindriska sek- tioner, varvid ett inloppsorgan (25) återfinns i den undre delen av den första cylindriska sektionen för införsel av stark syra- b) en värmeväxlarkammare (12) bestående av ett flertal vertikalt an- lösning i den uppåt cirkulerande reaktionsblandningen. ordnade rörformade element (17) för genommatning av fluider genom värmeväxlarkammaren, och c) en undre pumpkammare (15) med en inlopps- och en utloppssektion (15, 16) och med ett pumporgan (23) anordnat däri för att åstadkomma tvångscirkulation av vätska mellan inlopps- och utloppssektionerna, B) låter lösningarna blandas däri och cirkulerar den resulterande reaktionsblandningen med hjälp av pumporganet från utloppssek- tionen (15) i den undre pumpkammaren (13), uppåt genom en första del av de rörformiga elementen, genom den första cylindriska sektionen av den övre kristallisations- och förångningskammarcn, över den cylindriska skiljeväggen (20) nedåt genom en andra Gel av de rörformade elementen in i inloppssektionen (16) och utlapps- sektionen (15) på den undre kammaren, C) bibehåller en så stor reaktionsblandningsvolym att förångnings- kammaren åtminstone delvis hålles fylld och så att ett ång-vätske- separationsutrymme åstadkommes i dess övre regioner, D) drar av en vattenhaltig uppslamning av alkalimetallsalt av syran från den cirkulerande reaktionsblandningen, och 10. 15. 20. 7714881-5 E) drar av klordíoxid, klor och vattenånga från ång-vätske- separationsutrymmet i den övre kristallisations- och förângníngs- kammaren.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den uppåt cirkulerande reaktionsblandningen föres från den första cylindriska sektionen (22) till den andra sektionen (21) över en trattformad övre del hos skiljeväggen (20) med ett tratt- format fördelningsorgan (33) centralt placerat däri.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e o k n a t av att alkalimetallkloratlösningen införes i utloppssektionen på pump- kammaren. H.

4. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att reaktionsblandningen hålles vid en temperatur på ca 65 - l0O°C och ett tryck på ca 100 - 300 mm Hg absolut.

5. Sätt enligt krav H, k ä n n e t-e c k n a t av att alkalimetallkloratlösningen är en vattenhaltig lösning av natriumklorat och att den starka syralösningen är saltsyra.

6. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att alkalimetallkloratlösningen är en vattenhaltig lösning av natriumklorid och att den starka syralösníngen är svavelsyra.

7. Sätt enligt krav Ä, k ä n n e t e c k n a t av att en medströmningsseparator för separering av vätskepartiklar från ångor är anordnad i äng-vätskeseparationsutrymmet.

8. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att en katalysator vald bland vanadinpentoxid, silverjoner, mangan- joner, dikromatjoner och arsenikjoner införes i reaktionsbland- ningen.