低酸量制备二氧化氯的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低酸量制备二氧化氯的方法及装置，其中低酸量制备二氧化氯的方法包括，将P3溶液和硫酸溶液加入到制备装置中进行反应产生二氧化氯气体，在反应过程中持续进行曝气；本发明专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，包括依次连接的三级反应器，一级、二级反应器之间及二级、三级反应器之间分别通过第一溢流管、第二溢流管连通，一级反应器上连接有P3溶液输送管路、硫酸溶液输送管路及曝气管，一级、二级、三级反应器顶部均连接有一泄压管，所述三级反应器顶部还连接有抽气管，所述三级反应器上设置有加热装置。采用该方法及装置，原料转化率高、成本低、残液量小、残酸量小，并且采用该方法及装置制备的二氧化氯纯度高、活性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二氧化氯的制备方法及制备装置，特别是涉及一种采用低酸量制备高纯度、高活性二氧化氯的制备方法及其专用装置。
技术介绍
二氧化氯作为国际上公认的新一代广谱强力杀菌消毒剂，在社会上已被广泛应用于饮用水消毒、工业循环水及各种废水处理等领域。由于二氧化氯杀菌迅速、氧化能力强、效果好、无残留、无副作用，所以，当前在国家及各级政府高度重视环境保护的形势下，也得到了人们越来越多的认可，是目前最理想的清洁消毒剂。制备二氧化氯发生器在国内已有近20多年的历史了，最早是混合二氧化氯发生器先研制出来，之后也研制出高纯二氧化氯发生器，到目前，不同的发生器在各方面都有了很大的进展，其行业规模也得到了不断发展壮大，在水处理及环保领域发挥着重要作用，尤其是高纯二氧化氯发生器可以充分展现出二氧化氯的许多优势，所以，在市场上备受青睐。目前我国市场上采用氯酸钠制备高纯二氧化氯的发生器从研发起，基本全都是围绕R11法(即三元法)工艺方法进行研发的，然而应用实践发现，三元法制备方法虽然在纯度、转化率指标上没较大问题，但耗用硫酸量很大，不仅导致制备成本高，而且反应后废液量很大，废液的含酸量也高，在应用中会给水体带来一些其他杂质，特别是对生活饮用水，会带来一些不利影响；在对工业废水处理方面，也会造成废水处理成本的明显提高；由于目前市场上还没有更理想的强氧化剂来取代二氧化氯，因此，上述状况很难改变。在我国研发这么多年来，高纯发生器一直没有成功的原创性研发，几乎都是围绕着三元法，并以此进行三种原料配比、反应器结构或材质的改动来进行研发，工艺及原料配方都没有根本的改变。多少年的研究证明，在三元法工艺基础上降低酸量，是无法实现的，只有采用新的工艺方法和配方才可降低酸量，也就是要通过原创性的研发，采用新的工艺方法来解决低酸量制备高纯二氧化氯的问题，达到市场所需要的理想效果。因此，低酸量制备二氧化氯的方法的研发亟待解决。在过去，之所以一直没有在三元法工艺基础上进行低酸量制备工艺方法的研发，因具有以下难点：1.酸度要求是制备二氧化氯的必要条件，因此，降低酸量，就意味着要减少水量，硫酸浓度提高，这些条件若应用在发生器上，并在原三元法工艺方法的基础上进行制备，会导致反应的剧烈进行，易产生爆鸣或爆炸，反应无法正常、稳定进行；2.若提高硫酸浓度，高浓度硫酸会在反应器内会产生大量的稀释热，若稀释热平衡不了，也极易产生爆鸣或爆炸，使设备无法正常、稳定运行；3.由于三元法(R11法)是国际上公认的先进生产工艺方法，在生产实践中被广泛采用，在新方法产生之前，一般很难跳出这个技术的范畴；依据二氧化氯的产生机理，二氧化氯只有在一定酸度下，才会反应产生，特别是采用氯酸钠法，酸度要求还要更高；所以，降低酸量制备高纯二氧化氯就需要研发新的工艺方法和工艺配方来解决，不仅具有很大难度，而且是需要一定的人力、物力和足够的时间。当前，随着国家对环境保护的高度重视，高纯二氧化氯气体发生器对许多水体的杀菌、消毒、氧化，特别是对含氰及含有重金属等特殊要求水体的处理方面都有着一定的市场需求，这是混合二氧化氯发生器力所不能及的。因此，低酸法及专用装置的研发已迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种低酸量制备二氧化氯的方法，该方法原料转化率高、成本低、残液量小、残酸量小，并且采用该方法制备的二氧化氯纯度高、活性高。本专利技术的另一目的是提供一种低酸量制备二氧化氯的装置，采用该装置制备二氧化氯原料转化率高、成本低、残液量小、残酸量小，并且采用该装置制得的二氧化氯纯度高、活性高。为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案为：一种低酸量制备二氧化氯的方法，其特征在于：将P3溶液和硫酸溶液加入到制备装置中进行反应产生二氧化氯气体，在反应过程中持续进行曝气。本专利技术低酸量制备二氧化氯的方法，所述P3溶液浓度为40～46％，所述硫酸溶液浓度为70～75％，所述P3溶液和硫酸溶液的摩尔比为1：1.07～1.16，且所述P3溶液和硫酸溶液的体积比为1：0.48～0.56。本专利技术低酸量制备二氧化氯的方法，其中，所述P3溶液和硫酸溶液的反应分第一、第二、第三三级进行，上述三级反应在相互独立的三个反应器中进行，所述第一、第二级反应的反应温度均为65～70℃，所述第三级反应的反应温度为68～73℃。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，所述装置包括依次连接的一级反应器、二级反应器及三级反应器，所述一级、二级反应器之间及所述二级、三级反应器之间分别通过第一溢流管、第二溢流管连通，所述一级反应器上连接有P3溶液输送管路、硫酸溶液输送管路及曝气 管，所述一级、二级、三级反应器顶部均连接有一泄压管，所述三级反应器顶部还连接有抽气管，所述三级反应器上设置有加热装置。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，所述一级反应器为罐状体，所述罐状体内壁下部固定有若干个横向折流板，所述各横向折流板由高到低依次设置，所述P3溶液输送管路、硫酸溶液输送管路及曝气管与罐状体的连接点均位于最低的横向折流板下方。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，所述二级反应器为罐状体，构成二级反应器的罐状体内壁固定有竖向折流板，所述竖向折流板为L形并且所述竖向折流板自所述罐状体的顶部延伸到底部，所述第一溢流管与所述构成二级反应器的罐状体的连接点位于所述罐状体的顶部并且位于所述竖向折流板的下方。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，所述三级反应器为罐状体，所述加热装置为电磁感应加热器，所述电磁感应加热器包覆在构成三级反应器的罐状体外壁。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，所述一级反应器、二级反应器均由PVC材料制成，所述三级反应器由钛制成，所述P3溶液输送管路的进料端、硫酸溶液输送管路的进料端与所述曝气管的进气端均在同一平面内，并且所述P3溶液输送管路的进料端、硫酸溶液输送管路的进料端与所述曝气管的进气端所成夹角均为60°。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，一级反应器、二级反应器及三级反应器呈三角形布置。本专利技术低酸量制备二氧化氯的装置，其中，所述第一溢流管与所述一级反应器的连接点位于所述一级反应器顶部，所述第二溢流管与所述二级反应器的连接点位于所述二级反应器的顶部，所述第二溢流管与所述三级反应器的连接点位于所述三级反应器的底部。采用上述方案后，与现有技术相比由于本专利技术低酸量制备二氧化氯的方法中采用P3溶液和硫酸溶液进行反应产生二氧化氯气体，并且反应过程中持续曝气，一改原传统的三元法制备方法及配方，是一种原创性的新工艺，与原高纯制备工艺方法相比，制备过程中不仅硫酸用量少、消耗低，而且原料转化率高、成本低，其原三元法成本为0.01569元/g，现低酸法成本仅为0.01072元/g，是国内高纯制备方法的最低成本，更重要的是，反应后产生的残液量少，酸含量少(具体见附表)，真正实现了国内高纯制备方法的最少用酸量、最高转化率、最低成本、最少残液量、最少残酸量，极大地满足了客户的不同需求，解决了客户一直希望的降低用酸量、降低残液量、减少成本的问题，并且该方法制得的二氧化氯纯度高、活性高，杀菌、消毒、氧化污染物效果理想，可满足各种场所的水处理需要，尤其是对较难处理的工业废水提供了处理方法，保证后期的水处理效果能够达标，达到了高纯制备方法的最好水平，填补了市场空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低酸量制备二氧化氯的方法，其特征在于：将P3溶液和硫酸溶液加入到制备装置中进行反应产生二氧化氯气体，在反应过程中持续进行曝气。

【技术特征摘要】
1.一种低酸量制备二氧化氯的方法，其特征在于：将P3溶液和硫酸溶液加入到制备装置中进行反应产生二氧化氯气体，在反应过程中持续进行曝气。2.根据权利要求1所述的低酸量制备二氧化氯的方法，其特征在于：所述P3溶液浓度为40～46％，所述硫酸溶液浓度为70～75％，所述P3溶液和硫酸溶液的摩尔比为1：1.07～1.16，且所述P3溶液和硫酸溶液的体积比为1：0.48～1：0.56。3.根据权利要求2所述的低酸量制备二氧化氯的方法，其特征在于：所述P3溶液和硫酸溶液的反应分第一、第二、第三三级进行，上述三级反应在相互独立的三个反应器中进行，所述第一、第二级反应的反应温度均为65～70℃，所述第三级反应的反应温度为68～73℃。4.一种上述权利要求1-3任一所述低酸量制备二氧化氯的方法所用装置，其特征在于：所述装置包括依次连接的一级反应器(11)、二级反应器(12)及三级反应器(13)，所述一级、二级反应器之间及所述二级、三级反应器之间分别通过第一溢流管(14)、第二溢流管(15)连通，所述一级反应器(11)上连接有P3溶液输送管路(21)、硫酸溶液输送管路(22)及曝气管(23)，所述一级、二级、三级反应器顶部均连接有一泄压管，所述三级反应器(13)顶部还连接有抽气管(24)，所述三级反应器(13)上设置有加热装置。5.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述一级反应器(11)为罐状体，所述罐状体内壁下部固定有若干个横向折流板(111)，所述各横向折流板(111)由高到低依次设置，所述P3溶液输送管路(21)、硫酸溶液输送管路(22)及曝气管(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴渤，陈祥衡，石杨，
申请(专利权)人：深圳中科欧泰华环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44