CN203159215U

CN203159215U - 一种二氧化氯发生器***

Info

Publication number: CN203159215U
Application number: CN 201320084092
Authority: CN
Inventors: 李国利; 吴敏; 翟力欣
Original assignee: Jinling Institute of Technology
Current assignee: Jinling Institute of Technology
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-02-22

Abstract

本实用新型的目的是提供一种二氧化氯发生器***。本实用新型采用亚氯酸钠和盐酸为原料，充分考虑到反应完全和设备安全，并且可以自动控制原料投加量和投加比例。设备原料转化率高、运行成本低，并能实现二氧化氯的实时检测、闭环精确控制。一种二氧化氯发生器***，包括盐酸溶液配制器、亚氯酸钠溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置、吸收器和控制***；所述盐酸溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、反应装置与吸收器通过管道依次相连；所述亚氯酸钠溶液配制器、加热器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置和吸收器通过管道依次相连。

Description

一种二氧化氯发生器***

技术领域

本实用新型涉及二氧化氯制备领域，特别涉及一种高效高纯二氧化氯发生器***。

背景技术

我国是世界上水资源非常缺少的国家之一。水处理与节约用水、开发新水源具有同等重要的意义。生活用水和工业用水，以及许多含菌、含还原性物质的废水，目前国内还广泛使用氯气（液氯）来处理。二氧化氯和液氯相比对各种细菌和病毒等更具有广谱、快速、高效、安全的消毒杀灭特点和优势,加之它与很多有机、无机化合物反应不产生或很少产生卤代烃类能导致“三致”(致癌变、致畸变、致突变)的有害物质,以及具有特殊的漂白(不破坏纤维素)和除臭、灭藻能力,而被世界卫生组织(WHO)确认为***A1型消毒剂。

化学法制备二氧化氯根据采用原料不同分为氯酸钠和亚氯酸钠两种方法。氯酸钠法制备二氧化氯是以氯酸钠为主要原料，运行成本低，但产物二氧化氯的纯度不高，产物中含有氯气。国内将这种含有大量氯气的二氧化氯产品称为复合二氧化氯，将这种复合二氧化氯用于饮用水消毒，仍会产生大量的卤代烃类“三致”物质，从而失去了用二氧化氯取代液氯消毒饮用水的意义。有研究表明，只有大于90%纯度的二氧化氯才能保证饮用水消毒中不产生或少产生“三致”物质。

亚氯酸钠法制备二氧化氯是以亚氯酸钠为主要原料，使之与盐酸或氯气反应生产二氧化氯。与氯酸钠法相比，亚氯酸钠法制备二氧化氯纯度高，产品应用于消毒中无三氯甲烷等毒副产物产生，特别适合饮用水和食品消毒。目前亚氯酸钠法制备二氧化氯设备原料转化率低，又由于国内亚氯酸钠的原料价格较高，从而导致设备运行成本高，再加上氯酸钠法制备二氧化氯设备研制较早，产品较多，目前很多水厂仍旧使用氯酸钠工艺的二氧化氯发生器，亚氯酸钠法制备二氧化氯在国内推广应用较慢。随着社会对饮用水的质量要求越来越高和亚氯酸钠原料价格的逐步下降，研究亚氯酸钠法制备二氧化氯的生产工艺，研制高转化率的亚氯酸钠法二氧化氯发生器及其自动化控制技术、降低该方法制备二氧化氯的运行成本势在必行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效高纯二氧化氯发生器***。该发生器采用亚氯酸钠和盐酸为原料，充分考虑到反应完全和设备安全，并且可以自动控制原料投加量和投加比例。设备原料转化率高、运行成本低，并能实现二氧化氯的实时检测、闭环精确控制。

本实用新型采取的技术方案是：

一种二氧化氯发生器***，包括盐酸溶液配制器、亚氯酸钠溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置、吸收器和控制***；

所述盐酸溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、反应装置与吸收器通过管道依次相连；

所述亚氯酸钠溶液配制器、加热器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置和吸收器通过管道依次相连；

加热器接收从盐酸溶液配制器内流出的盐酸溶液，并对盐酸溶液进行加热；同时加热器接收从亚氯酸钠溶液配制器内流出的亚氯酸钠溶液，并对亚氯酸钠进行加热；所述的加热器包括恒温浴槽和设置在恒温浴槽内的盐酸溶液吸热栅管与亚氯酸钠溶液吸热栅管；

盐酸溶液计量投加器接收从加热器流出的盐酸溶液，同时亚氯酸钠溶液计量投加器也接收从加热器流出的亚氯酸钠溶液；盐酸溶液与亚氯酸钠溶液同时进入反应装置；所述的反应装置包括一级反应器、一级回形管道、二级反应器、二级回形管道、三级反应器和空气泵；一级回形管道设置在一级反应器与二级反应器之间；二级回形管道设置在二级反应器与三级反应器之间；空气泵通过管道与一级反应器、二级反应器、三级反应器相连；

盐酸溶液配制器包括盐酸溶液储罐、第一药液计量泵、第一水计量泵和盐酸液位计；盐酸液位计检测盐酸溶液储罐内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸液位计的检测信号，控制第一药液计量泵与第一水计量泵工作；

亚氯酸钠溶液配制器包括亚氯酸钠溶液储罐、第二药液计量泵、第二水计量泵和亚氯酸钠液位计；亚氯酸钠液位计检测亚氯酸钠溶液储罐内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠液位计的检测信号，控制第二药液计量泵与第二水计量泵工作；

盐酸溶液计量投加器包括盐酸计量泵和盐酸溶液流量计；盐酸溶液流量计检测从加热器流出的盐酸溶液的流量并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸溶液流量计的检测信号控制盐酸计量泵工作；

亚氯酸钠溶液计量投加器包括亚氯酸钠计量泵和亚氯酸钠溶液流量计；亚氯酸钠溶液流量计检测从加热器流出的亚氯酸钠溶液的流量并将错检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠溶液流量计的检测信号控制亚氯酸钠计量泵工作；

吸收器包括气泵；反应装置还包括压力计；压力计检测管道内的气体压力并将检测的信号送入控制***；控制***将压力计的检测信号与控制***内预设的第一极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第一极限值时，控制***启动空气泵，减小外部空气进入管道内；控制***将压力计的检测信号与控制***内预设的第二极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第二极限值时，控制***启动气泵，将反应装置内的空气和二氧化氯混合气体送入吸收器。

进一步改进，控制***还包括显示模块。

进一步改进，控制***还包括报警模块。

进一步改进，控制***还包括与外部远程设备通信的远程信号通信接口。

有益效果

1、本实用新型以下特点能够确保药液充分反应，极大地提高原料转化率，降低运行成本。（1）精确的盐酸和亚氯酸钠溶液配制***，保证了药液反应的最佳浓度；（2）加热***保证了药液反应的最佳温度；（3）计量投加***保证了药液反应最佳配比；（4）多级反应***设三级反应器和二级回形管道以及空气搅拌，能延长药液反应时间，保证药液反应充分，提高原料转化率；（5）***闭环控制，根据出口二氧化氯浓度控制药液投加量，做到既完成消毒任务，又不过量投加药液，节约原料。

2、本实用新型的二氧化氯提取***包括空气泵、气体主管道、压力计、气体旁路管道、气泵和三个单向阀，它们的作用使反应器和气体主管道保持正常压力，保证了***运行的安全。

3、***具有报警功能。当盐酸和亚氯酸钠溶液配制***的溶液液位高于或低于极限值时***报警。当二氧化氯提取***检测到气体主管道压力超出限值时***报警。

4、本实用新型能实时检测二氧化氯浓度并显示，并根据检测到的二氧化氯浓度来控制盐酸和亚氯酸钠溶液投加量，实现***二氧化氯闭环精确控制。

附图说明

图1是本实用新型的***结构图。

图2是本实用新型控制***的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-2和具体实施方式做进一步的描述。

图1是本实用新型的***结构图，如图1所示，本实用新型的高效高纯二氧化氯发生器***，包括盐酸溶液配制器、亚氯酸钠溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置、吸收器和控制***；

加热器接收从盐酸溶液配制器内流出的盐酸溶液，并对盐酸溶液进行加热；同时加热器接收从亚氯酸钠溶液配制器内流出的亚氯酸钠溶液，并对亚氯酸钠进行加热；所述的加热器包括恒温浴槽13和设置在恒温浴槽13内的盐酸溶液吸热栅管14与亚氯酸钠溶液吸热栅管15；所述的吸热栅管14、沉浸在所述的恒温浴槽13内。所述的盐酸溶液吸热栅管14接收由所述的盐酸溶液配制器送来的盐酸溶液。所述的亚氯酸钠溶液吸热栅管15接收由所述的亚氯酸钠溶液配制***送来的亚氯酸钠溶液。所述的盐酸溶液吸热栅管14与亚氯酸钠溶液吸热栅管15结构相同，均由栅状管道组成，能够使管道内盐酸和亚氯酸钠溶液充分快速吸收所述的恒温水浴槽水得热量，并与恒温水浴槽水保持相同温度。

盐酸溶液计量投加器接收从加热器流出的盐酸溶液，同时亚氯酸钠溶液计量投加器也接收从加热器流出的亚氯酸钠溶液；盐酸溶液与亚氯酸钠溶液同时进入反应装置；所述的反应装置包括一级反应器22、一级回形管道23、二级反应器24、二级回形管道25、三级反应器26和空气泵29；一级回形管道23设置在一级反应器22与二级反应器24之间；二级回形管道25设置在二级反应器24与三级反应器26之间；空气泵29通过管道与一级反应器22、二级反应器24、三级反应器26相连；

盐酸溶液配制器包括盐酸溶液储罐5、第一药液计量泵1、第一水计量泵9和盐酸液位计2；盐酸液位计2检测盐酸溶液储罐5内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸液位计2的检测信号，控制第一药液计量泵1与第一水计量泵9工作；

亚氯酸钠溶液配制器包括亚氯酸钠溶液储罐6、第二药液计量泵3、第二水计量泵10和亚氯酸钠液位计4；亚氯酸钠液位计4检测亚氯酸钠溶液储罐6内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠液位计4的检测信号，控制第二药液计量泵3与第二水计量泵10工作；

所述的盐酸溶液配制器和亚氯酸钠溶液配制器，两者结构相同。

所述的盐酸溶液配制器包括包括盐酸溶液储罐5、第一药液计量泵1、第一水计量泵9、第一搅拌器7、盐酸液位计2，所述的第一药液计量泵1、第一水计量泵9分别控制盐酸药液和水的量，从而控制盐酸溶液浓度，所述的搅拌器7对盐酸药液和水混合溶液搅拌，确保盐酸溶液浓度均匀。所述的第一液位计2检测盐酸溶液液面高度。

所述的亚氯酸钠溶液配制器包括亚氯酸钠溶液储罐6、第二药液计量泵3、第二水计量泵10、第二搅拌器8、亚氯酸钠液位计4，所述的第二药液计量泵3、第二水计量泵10分别控制亚氯酸钠药液和水的量，从而控制亚氯酸钠溶液浓度，所述的第二搅拌器8对亚氯酸钠药液和水混合溶液搅拌，确保亚氯酸钠溶液浓度均匀。所述的亚氯酸钠液位计4检测亚氯酸钠溶液液面高度。所述的盐酸溶液配制器与亚氯酸钠溶液配制器将配置好的盐酸溶液和亚氯酸钠溶液由耐腐蚀水力流程管道分别经第一单向阀11和第二单向阀12送入加热器进行加热。

所述的第一药液计量泵1、第二药液计量泵3、第一水计量泵9与第二水计量泵10均为现有技术中的计量泵，具体结构本实用新型不做详细的说明。

所述的盐酸液位计2与亚氯酸钠液位计4均为现有技术中的液位计，其具体结构本实用新型不做详细的说明。

所述的盐酸溶液计量投加器包括盐酸计量泵16、第三单向阀18和盐酸溶液流量计20；所述的加热器将加热后的盐酸溶液经所述的盐酸溶液计量投加器的盐酸计量泵16、第三单向阀18和盐酸溶液流量计20送入反应装置。盐酸溶液计量投加器包括盐酸计量泵16和盐酸溶液流量计20；盐酸溶液流量计20检测从加热器流出的盐酸溶液的流量并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸溶液流量计20的检测信号控制盐酸计量泵16工作。

所述的亚氯酸钠溶液计量投加器包括亚氯酸钠计量泵17、第四单向阀19和亚氯酸钠溶液流量计21；所述的加热器将加热后的亚氯酸钠溶液经所述的盐酸溶液计量投加器的亚氯酸钠计量泵17、第四单向阀19和亚氯酸钠溶液流量计21送入反应装置。亚氯酸钠溶液计量投加器包括亚氯酸钠计量泵17和亚氯酸钠溶液流量计21；亚氯酸钠溶液流量计21检测从加热器流出的亚氯酸钠溶液的流量并将错检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠溶液流量计21的检测信号控制亚氯酸钠计量泵17工作。

本实用新型所述的盐酸计量泵16与亚氯酸钠计量泵17均为现有技术中的计量泵，其具体结构本实用新型不做详细的说明。

本实用新型所述的盐酸溶液流量计20与亚氯酸钠溶液流量计21均为现有技术中的流量计，其具体结构本实用新型不做详细的说明。

所述的吸收器包括空气泵29、气体主管道27、压力计28、气体旁路管道32、气泵33、第五单向阀31、第六单向阀34、第七单向阀35。所述的空气泵29将空气经过气体主管道27吹入所述的第一反应器22、第二反应器23和第三反应器26，使药液搅拌充分反应，并提取反应产生的二氧化氯，经第六单向阀34送给吸收器。所述的压力计28用于检测气体主管道27气体压力，当气体压力超过控制***内预设的第一极限值时，所述的控制***调节空气泵29，适度减小空气送入量；当气体压力超过控制***内预设的第二极限值时，所述的控制***启动所述的二氧化氯吸收器的气泵33，通过所述的气体旁路管道32将空气和二氧化氯混合气体送给吸收器，使反应装置和气体主管道保持正常压力，保证了***运行的安全。所述的反应装置设三级反应器和二级回形管道以及空气搅拌，能延长药液反应时间，保证药液反应充分，提高原料转化率。

所述的吸收器还包括混合器37、待处理水进水管道36、尾气排放口38、出水主管道40、出水辅助管道39、二氧化氯浓度传感器41。所述的二氧化氯提取***将二氧化氯与空气混合气体送给所述的混合器37，待处理水经所述的待处理水进水管道36进入混合器37与二氧化氯及空气混合气体混合，并吸收二氧化氯，未被吸收的空气经所述的尾气排放口38排出。所述的混合器37将吸收了二氧化氯的水通过出水主管道40送出，并由出水辅助管道39采样处理后的水交由二氧化氯浓度传感器41检测水中二氧化氯浓度。

吸收器包括气泵33；反应装置还包括压力计28；压力计28检测管道内的气体压力并将检测的信号送入控制***；控制***将压力计28的检测信号与控制***内预设的第一极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第一极限值时，控制***启动空气泵29，减小外部空气进入管道内；控制***将压力计28的检测信号与控制***内预设的第二极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第二极限值时，控制***启动气泵33，将反应装置内的空气和二氧化氯混合气体送入吸收器。

图2是本实用新型控制***的结构图。如图2所示，本实用新型的二氧化氯发生器***，控制***包括信号处理模块、二氧化氯浓度检测模块、A/D转换模块、亚氯酸钠液位检测模块、盐酸液位检测模块、盐酸流量检测模块、亚氯酸钠流量检测模块、气体压力检测模块、盐酸计量泵输出模块、亚氯酸钠计量泵输出模块、第一水计量泵输出模块、第二水计量泵输出模块、盐酸溶液计量泵输出模块、亚氯酸钠溶液计量泵输出模块、空气泵输出模块、气泵输出模块、远程信号通信接口模块、第一搅拌器输出模块、第二搅拌器输出模块、报警模块、显示模块。所述的亚氯酸钠液位检测模块、盐酸液位检测模块、盐酸流量检测模块、亚氯酸钠流量检测模块、气体压力检测模块、盐酸计量泵输出模块、亚氯酸钠计量泵输出模块、第一水计量泵输出模块、第二水计量泵输出模块、盐酸溶液计量泵输出模块、亚氯酸钠溶液计量泵输出模块、空气泵输出模块、气泵输出模块、远程信号通信接口模块、第一搅拌器输出模块、第二搅拌器输出模块、报警模块、显示模块均分别与信号处理模块相连。所述的二氧化氯浓度检测模块通过A/D转换模块与信号处理模块相连。

所述的二氧化氯浓度检测模块检测所述的出水主管道40处理水中二氧化氯浓度模拟信号，经所述的A/D转换模块转换为数字信号后送给所述的信号处理模块。所述的亚氯酸钠液位检测模块、盐酸液位检测模块、盐酸流量检测模块、亚氯酸钠流量检测模块、气体压力检测模块检测相应的信号送给所述的信号处理模块。

当盐酸溶液的液面高度低于控制***内预设的值时所述的信号处理模块启动所述的第一药液计量泵输出模块、第一水计量泵输出模块将盐酸和水按一定比例注入盐酸溶液储罐。当亚氯酸钠液位低于控制***内预设的值时所述的信号处理模块启动所述的第二药液计量泵输出模块、第二水计量泵输出模块将亚氯酸钠和水按一定比例注入溶液储罐。所述的信号处理模块定时启动第一搅拌器输出模块、第二搅拌器输出模块分别对盐酸溶液和亚氯酸钠溶液进行搅拌。

所述的信号处理模块根据检测到的二氧化氯浓度控制所述的盐酸溶液计量泵输出模块和亚氯酸钠溶液计量泵输出模块，实现盐酸溶液和亚氯酸钠溶液投加量的自动控制，做到既要杀死细菌，又不过量投加药剂，节约成本，提高效率。

所述的信号处理模块根据检测到的气体主管道的气体压力控制空气泵输出。当气体主管道压力超过控制***内预设的第一极限值时，信号处理模块调节空气泵29，适度减小空气送入量，当气体压力超过控制***内预设的第二极限值时，信号处理模块启动所述的吸收器的气泵33，通过所述的气体旁路管道32将空气和二氧化氯混合气体送给吸收器，使反应装置和气体主管道保持正常压力，保证了***运行的安全。

所述的信号处理模块将检测到的二氧化氯浓度、盐酸流量、亚氯酸钠流量和气体主管道压力送所述的显示模块显示。当盐酸和亚氯酸钠溶液配制***的溶液液位高于或低于极限值和气体主管道压力超出限值时，所述的信号处理模块启动所述的报警模块进行报警。

所述的远程信号通信接口与所述的信号处理模块相连，由于***与远程设备通信。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims

1.一种二氧化氯发生器***，其特征在于，包括盐酸溶液配制器、亚氯酸钠溶液配制器、加热器、盐酸溶液计量投加器、亚氯酸钠溶液计量投加器、反应装置、吸收器和控制***；

加热器接收从盐酸溶液配制器内流出的盐酸溶液，并对盐酸溶液进行加热；同时加热器接收从亚氯酸钠溶液配制器内流出的亚氯酸钠溶液，并对亚氯酸钠进行加热；所述的加热器包括恒温浴槽（13）和设置在恒温浴槽（13）内的盐酸溶液吸热栅管（14）与亚氯酸钠溶液吸热栅管（15）；

盐酸溶液计量投加器接收从加热器流出的盐酸溶液，同时亚氯酸钠溶液计量投加器也接收从加热器流出的亚氯酸钠溶液；盐酸溶液与亚氯酸钠溶液同时进入反应装置；所述的反应装置包括一级反应器（22）、一级回形管道（23）、二级反应器（24）、二级回形管道（25）、三级反应器（26）和空气泵（29）；一级回形管道（23）设置在一级反应器（22）与二级反应器（24）之间；二级回形管道（25）设置在二级反应器（24）与三级反应器（26）之间；空气泵（29）通过管道与一级反应器（22）、二级反应器（24）、三级反应器（26）相连；

盐酸溶液配制器包括盐酸溶液储罐（5）、第一药液计量泵（1）、第一水计量泵（9）和盐酸液位计（2）；盐酸液位计（2）检测盐酸溶液储罐（5）内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸液位计（2）的检测信号，控制第一药液计量泵（1）与第一水计量泵（9）工作；

亚氯酸钠溶液配制器包括亚氯酸钠溶液储罐（6）、第二药液计量泵（3）、第二水计量泵（10）和亚氯酸钠液位计（4）；亚氯酸钠液位计（4）检测亚氯酸钠溶液储罐（6）内的液面高度并将所检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠液位计（4）的检测信号，控制第二药液计量泵（3）与第二水计量泵（10）工作；

盐酸溶液计量投加器包括盐酸计量泵（16）和盐酸溶液流量计（20）；盐酸溶液流量计（20）检测从加热器流出的盐酸溶液的流量并将所检测的信号送入控制***，控制***根据盐酸溶液流量计（20）的检测信号控制盐酸计量泵（16）工作；

亚氯酸钠溶液计量投加器包括亚氯酸钠计量泵（17）和亚氯酸钠溶液流量计（21）；亚氯酸钠溶液流量计（21）检测从加热器流出的亚氯酸钠溶液的流量并将错检测的信号送入控制***，控制***根据亚氯酸钠溶液流量计（21）的检测信号控制亚氯酸钠计量泵（17）工作；

吸收器包括气泵（33）；反应装置还包括压力计（28）；压力计（28）检测管道内的气体压力并将检测的信号送入控制***；控制***将压力计（28）的检测信号与控制***内预设的第一极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第一极限值时，控制***启动空气泵（29），减小外部空气进入管道内；控制***将压力计（28）的检测信号与控制***内预设的第二极限值做比较，当检测信号高于控制***预设的第二极限值时，控制***启动气泵（33），将反应装置内的空气和二氧化氯混合气体送入吸收器。

2.如权利要求1所述的二氧化氯发生器***，其特征在于，控制***还包括显示模块。

3.如权利要求1或2所述的二氧化氯发生器***，其特征在于，控制***还包括报警模块。

4.如权利要求3所述的二氧化氯发生器***，其特征在于，控制***还包括与外部远程设备通信的远程信号通信接口。