CN218909872U - 一种气态二氧化氯发生器 - Google Patents

Abstract

气态二氧化氯发生器，包括反应罐、母液循环罐，反应罐内设有3‑5只反应盘，反应盘上下分布且为圆形或矩形，反应盘的盘沿比盘底高1‑3厘米，用于积存反应的母液，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大；反应的母液经折流式加料混料器后进入原料进入管，原料进入管并联出通过若干支管，若干支管对应每只反应盘，每支管的出口位于每只反应盘的上方；反应罐与母液循环罐之间设有母液输出管与母液输入管相互连通，母液输出管串联母液排出阀；母液输入管串联母液输入泵与母液输入阀；反应罐的顶部设有气态二氧化氯的输出管，气态二氧化氯的输出管上串联输出阀；反应罐上设有母液回流管将反应罐母液回流到反应盘上方。

Description

一种气态二氧化氯发生器

技术领域

本实用新型涉及一种消毒剂的制备装置，尤其是高纯气态二氧化氯的发生器。

背景技术

二氧化氯涉及净化、杀菌、消毒、脱色、除味技术领域，具体涉及到用于食物和生活饮用水净化、杀菌、消毒及各种公共场所、(汽车、火车、轮船、飞机、地铁等)各方面的杀菌消毒；污水、废气方面的杀菌消毒脱色除味的处理用。

自从发现二氧化氯以来，经过世界上各国科学家不断的探索和改进现已经比较成熟的技术，但还有一些技术上需要改进和完善，发生二氧化氯的发生器尤其是值得重视，由于原料与成品气态二氧化氯均涉及强氧化的性质。欧美经济发达国家多年前己废除用液氯对饮用水消毒的工艺，现都己用二氧化氯替代传统的液氯对饮用水进行杀菌消毒。

二氧化氯具有较强的氧化能力和广谱高效杀菌功效，它在水净化过程中不产生氯消毒有机副产物，成为氯的最佳替代消毒剂之一。

我国是上世纪九十年代后期，才从国外引进二氧化氯技术。国内采用最多的有两种：一是以亚氯酸钠为原料，经过盐酸酸化后制备二氧化氯；另一种是用氯酸钠和盐酸制备的二氧化氯。产生二氧化氯的多功能高纯度气态二氧化氯消毒装置会极有作用。

二氧化氯具有强氧化性，能够很好地氧化分解病原微生物，特别是在小空间中，能够快速杀灭细菌菌群，二氧化氯具有强的杀菌力、除臭及漂白性。作为现有的杀菌剂或消毒剂使用氯，但是氯具有产生诸如三卤甲烷的致癌物质的问题。二氧化氯不具有产生如致癌物质的问题，稀浓度的二氧化氯还是食用级的产品，但要求其高纯度。因此，二氧化氯作为替代的杀菌剂或氯族消毒剂的物质而备受关注作为生产二氧化氯气体或溶液的方法，主要仍采用还原氯酸钠的方法，使用盐酸或者硫酸以及双氧水等，但是现有方法的设备仍有改进的地方，尤其是获得高浓度的气态二氧化氯，可制备高浓度(每升溶液在4g以上的)二氧化氯溶液。

本申请人参与的CN2005201399994饮用水净化消毒的二氧化氯消毒装置。包括供料***、投料***、反应***、投加***、自控***和安全***。本装置可获得纯度95％以上二氧化氯气体，NaClO3的转化为二氧化氯气体的得率大于92％。

CN2009202328176是本申请人的多功能二氧化氯消毒装置，包括供料***、投料***、投加***、反应***、安全***和控制***；且供料***、投料***、投加***、反应***、安全***依次连接,储槽接计量泵再通过输送原料的连接管道至反应发生器,反应发生器通过混合反应分离器进行气液分离由二氧化氯输出管道输出二氧化氯气体,由投加***的循环泵和水力喷射器将反应器输出的二氧化氯气体连接至消毒液槽；并设有母液收集槽,槽上设有母液放液阀。以上装置涉及到制备方法及配制，但高纯气态二氧化氯的发生器的制备并未涉及。

CN2016800721712公开了一种制备二氧化氯(ClO2)气体或二氧化氯水的设备，提供一种二氧化氯发生装置和方法。所述二氧化氯发生装置包括：反应盘，含有亚氯酸溶液或次氯酸溶液；紫外线发生部，设置于所述反应盘内并发生紫外线；以及气泡发生部，在所述紫外线发生部下端将空气或气体鼓泡以发生气泡，所述二氧化氯发生装置在亚氯酸根溶液内发生二氧化氯，生产的二氧化氯浓度受到限制。CN2019800503459公开了二氧化氯气体的产生方法。还包括：当所述二氧化氯的浓度超过预设的浓度值时，向二氧化氯含有气体供给稀释气体，以减小二氧化氯的浓度的步骤。

二氧化氯作为替代的杀菌剂或氯族消毒剂的物质而备受关注作为生产二氧化氯气体或溶液的方法，主要仍采用还原氯酸钠的方法，使用盐酸或者硫酸等，但是现有的设备在产量和质量上的增加仍有改进的余地。

实用新型内容

本实用新型目的是，提出一种多功能高纯度气态二氧化氯发生器的装置，以及装置在生产上的应用。

本实用新型的技术方案是，一种气态二氧化氯发生器，包括反应罐、母液循环罐，反应罐内设有3-5只反应盘，反应盘上下分布且为圆形或矩形，反应盘的盘沿比盘底高1-3厘米，用于积存反应的母液，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大；反应的母液(反应原料)经折流式加料混料器后进入原料进入管，原料进入管并联出通过若干支管，若干支管对应每只反应盘，每支管的出口位于每只反应盘的上方；反应罐与母液循环罐之间设有母液输出管与母液输入管，母液输出管串联母液排出阀；母液输入管串联母液输入泵与母液输入阀；反应罐的顶部设有气态二氧化氯的输出管，气态二氧化氯的输出管上串联输出阀；反应罐上设有母液回流管将反应罐母液回流到反应盘上方。

母液回流管入口位于反应罐内或在反应罐外，母液回流管串联回流泵，反应罐的底部母液通过回流泵泵动母液到母液回流管出口，母液回流管出口位于反应盘上方。反应罐的底部抽出母液通过回流泵泵动母液和管道导至反应盘上方，继续参加反应。

有益效果：增加母液循环罐9能使反应物(罐中称母液)反应充分，一元体二氧化氯气体在反应罐的上方自然收集。此发生器可采用生产工艺，生产出各种浓度不同的一元体二氧化氯水溶液杀菌消毒剂。它无毒无害，是一种高效、广谱、安全、快速、无残留、无副产物的环保型净化、杀菌、消毒剂。可杀灭一切致病微生物，包括各种细菌繁殖体、芽孢型菌、真菌、病毒以及抵抗力极强的肝炎病毒、淋病、梅毒病毒等。同时还具有消炎、防治和脱色、除臭、除异味等强氧化能力。不会生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷等致癌物质，能有效的破坏酚、硫和硫化物、氰化物等有害物质，是极为有效的净化、杀菌、消毒剂。

本实用新型多功能高纯度气态二氧化氯发生器发生的二氧化氯气体含量可达到98％以上(在宜兴试验成功，得到绿黄色的溶液)。申请人还试过除藻、防腐、抗霉、保鲜、除臭、氧化、漂白等多方面功效。用途十分广泛。如水源***；如自来水厂，蓄水池，饮用水，游泳池等水体杀菌消毒、饮食***，如肉食，粮食，蔬菜，水果等食品及餐具清洗消毒；食品加工；车间，生产线，用具等喷洒消毒；医院；医疗器械浸泡消毒，环境喷洒消毒；交通工具上杀菌消毒，飞机，轮船，汽车，火车，地铁等采用喷洒，将空气中病菌杀死。用于养殖场；如养鸡、养猪、养牛、养羊、养兔场；海产，水产养殖水体消毒；空气环境的喷洒杀菌消毒，避免疫情发生。市政污水，印染污水，化工污水，焦化厂含酚污水，高分子有机污水，医院污水等净化处理，降低COD和脱色，除味，杀菌消毒。池塘，湖泊水体杀菌灭藻，消除“水华”；废气；垃圾焚烧发电厂二恶咽臭气，养鸡场鸡粪嗅味，腐烂尸体嗅味，火力发电厂尾气脱硫脱硝等，除味，杀菌消毒。还可以去除车辆里的异味、如甲醛、塑料及烟味；家庭装饰的甲醛及油漆味等，同时还起到杀菌消毒效果。

本申请有多功能高纯度气态二氧化氯发生器，小型的装置能灵活应于边远山区、部队边防哨所；乡镇、医院、宾馆、餐饮、饮用水、电厂锅炉用水、工业冷却循环水、城市污水、化工、纺织、印染、造纸、电镀、鱼塘、养殖场等方面的水处理；杀菌、消毒、除臭、脱色、漂白，降COD。本实用新型安全、可靠、稳定、操作简便。在生产工艺下水吸收二氧化氯气体生产出一元体二氧化氯强氧化杀菌消毒水溶液，在杀菌消毒过程中是一种高效、安全、广谱、快速的环保型氧化杀菌消毒剂。

附图说明：

图1为本实用新型气态二氧化氯发生器的实施结构示意图。

具体实施方式：

附图1中标记所示：回流控制阀1、气态二氧化氯的反应罐2、反应盘3、(原料进入的)控制阀4、回流控制阀连接的回流管5、母液输出管6、反应盘支撑柱7、回流泵8、母液循环罐9、母液输出管10、母液外排阀11、母液输入管12、母液输入泵13、母液输入阀14、气态二氧化氯反应罐内的母液输入管15、气态二氧化氯的原料进入管16、17为折流式加料混料器；气态二氧化氯的输出阀18，安全阀即泄压阀19。气态二氧化氯的输出管20、母液排出阀21。

气态二氧化氯的输出管上并联有安全阀19(压力限止阀及断电应急自动打开泄压阀)接放空管；原料、母液输送的管道的控制阀、泄压阀等均需要采用聚四氟乙烯防腐层，也可采用耐腐型玻璃钢材料。

本申请涉及的总的高纯度气态二氧化氯的制备***(***及生产工艺方面可以参照本申请人的在先专利文件公开)，包括二氧化氯的发生器，源料***，调配***，供料***，投料***，加热***，恒温***，反应***，循环***，曝气***，安全***和控制***；且气态二氧化氯发生器，供料***，投料***，加热***，恒温***，反应***，循环***，曝气***，安全***，气液分离器，多级储液罐，缓冲罐，气、液喷射器，气、液管线依次连接。储料罐接计量泵再通过输送管道将原料经过麦冲式隔膜泵精确送至反应发生器。反应罐内可以直接输出或通过混合反应分离器进行气液分离由二氧化氯输出管道输出高纯度二氧化氯气体，由投加***的循环泵和气、液喷射器将反应器输出的高纯度二氧化氯气体连接至多级消毒储液罐；并设有母液收集槽，槽上设有母液放液阀。反应罐上还设有放空管及相应排液管，同时设有外来水接口阀等。

高纯度气态二氧化氯发生器采用氯酸钠溶液、硫酸溶液、过氧化氢溶液经加料器和反应器及气液分离器进行反应，生成高纯度气态二氧化氯用于食物和生活饮用水净化、杀菌、消毒及各种公共场所、(汽车、火车、轮船、飞机、地铁等)各方面的杀菌消毒；污水、废气方面的杀菌消毒脱色除味降COD等。

多功能高纯度气态二氧化氯发生器在氯酸钠、硫酸、过氧化氢反应的工艺：

2NaCO₃+H₂O₂+2H₂O₄＝2C1O₂+O₂+2NaHSO₄+2H₂O

由于成品气态二氧化氯及氯酸钠、硫酸或盐酸等反应原料均为腐蚀性物质，反应罐2、母液循环罐、管道、泵、阀、盘、支承柱等与原料接触部件均需要采用防腐层，尤其是聚四氟乙烯防腐层；尤其是三至五只圆形或矩形反应盘的中央设有反应盘支撑柱7均匀支承；母液回流管、母液输出管6、母液输出管10、母液外排阀11、母液输入管12、母液输入泵13、母液输入阀14、原料进入管16、均采用内衬聚四氟乙烯的管道或设备。

实施例1：典型的反应罐2为圆柱罐，具有圆弧面的顶穹，气态二氧化氯的输出管20在顶穹中心引出；反应罐直径为70cm(视产能可以在20-160cm的直径，反应罐高度为直径的1.4-1.8倍)、母液循环罐9的容积大于反应罐，反应罐内设有反应盘3的直径低于反应罐2的直径，反应盘为若干上下分布的四只圆形或矩形反应盘，盘沿比盘底高2厘米，下面的大盘反应盘直径为50cm，用于积存反应液使混合的反应液在盘内进行反应，产生的气体在反应罐上方积聚，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大；上面的最小反应盘直径为35cm，中间两反应盘分别为40cm、45cm；采用反应盘支撑柱在反应盘的中央对反应盘支承。上反应液有添加的原料或母液依次溢出到下反应盘内继续反应，会有三至五个反应程，加上控制回流反应的时间，而不需要搅拌器；回流时亦并联出通过若干支管，若干支管对应每只反应盘；必要时从母液循环罐9(排出前)再从原料反应上下反应液

实施例2：反应罐2为圆柱罐，直径为20cm时，高度可以达到36cm；反应盘为若干上下分布的三只圆形反应盘，盘沿比盘底高1.5厘米，下面的大盘反应盘直径为17cm，用于积存反应液使混合的反应液在盘内进行反应，产生的气体在反应罐上方积聚，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大；上面的最小反应盘直径为14cm，中间反应盘直径为15.5cm；均采用反应盘支撑柱7(也可采用多根支撑柱)在反应盘的中央对反应盘支承。小型设备用于各种移动式场合，应急生产等。

反应原料经折流式加料混料器后(或经过气、液喷射器)喷入原料进入管，原料进入管16并联出通过若干支管，若干支管对应若干只反应盘3，每支管的出口位于每只反应盘的上方，母液的回流管亦如此设置；反应罐2与母液循环罐9之间设有母液输出管10与母液输入管12，母液循环罐9上设有母液外排阀11；母液循环罐9设有母液输入管串联母液输入泵13与母液输入阀14输至反应罐2内反应盘的上方；反应罐的顶部设有气态二氧化氯的输出管，输出管串联输出阀18；反应罐内设有回流管将反应罐母液回流到反应盘上方。

回流泵8可以采用气、液喷射器，经回流控制阀1、回流控制阀连接的回流管5喷射到反应盘3；原料储存槽等未在附图中画出，但通过管道泵进入折流式加料混料器，再泵入反应罐内。

反应槽是混和后的反应液进行反应的容器，反应罐通过盘管或电热方式给反应液加温到70℃左右,再由回流管回流至反应盘；由于反应盘的分布成为锥台形，上下分布的三至五只圆形或矩形反应盘，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大，用于积存反应液逐级反应；回流管回流至反应盘的母液、反应和折流式加料混料器添加的原料经机械混合在反应盘内充分反应；回流后添加到反应盘的母液在多个反应盘内被机械冲击混和并反应，反应得到的高纯度气态二氧化氯的从罐顶的输出阀18输出，压力万一过大时有泄压阀保护。必要时还有母液循环罐9内母液经母液输入管12、母液输入泵13、母液输入阀14输到反应盘继续反应。反应完成后反应罐经母液输出管10输出母液到母液循环罐9。

母液完全反应后外排仍然能够作为洁厕等环境消毒品使用。

在高纯度气态二氧化氯制备生产时，先将浓硫酸稀释为较低浓度的稀硫酸，再将氯酸钠和过氧化氢按一定比例和浓度的混合；硫酸和混合液分别由控制阀放出，经脉冲式隔膜计量泵输入进折流式加料器，进入发生器内经进行化学反应，再经回流使母液有足够长的时间反应，在反应过程中还要考虑温度因素，当温度偏低时，启动加热器。可同时将母液储存槽里的母液经循环泵和母液输出管将母液输入反应罐内，将其发生不完全的源料在进一步的让它们反应，使其得到更纯更高98％以上的浓度气体。

高纯度气态二氧化氯入外来水形成溶液。由折流式加料器将空气适量输入发生器内有效控制和调节二氧化氯气体浓度，确保反应器在制备过程中设备和管道中二氧化氯气体浓度不会因超过10％。考虑到遇到特殊情况如：突然停电或跳闸、管道脱落、爆裂。设备中的泄压阀19是电动阀，停电及过压时被自动打开，将发生器内的二氧化氯气体放空，同时将发生器内的母液排出、外来水放入使反应液稀释停止化学反应。三套安全措施确保此套设备安全生产。

以上所述仅是本实用新型的几个优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种气态二氧化氯发生器，其特征是，包括反应罐、母液循环罐，反应罐内设有3-5只反应盘，反应盘上下分布且为圆形或矩形，反应盘的盘沿比盘底高1-3厘米，用于积存反应的母液，圆形直径或矩形盘的边长自上至下增大；反应的母液经折流式加料混料器后进入原料进入管，原料进入管并联出通过若干支管，若干支管对应每只反应盘，每支管的出口位于每只反应盘的上方；反应罐与母液循环罐之间设有母液输出管与母液输入管，母液输出管串联母液排出阀；母液输入管串联母液输入泵与母液输入阀；反应罐的顶部设有气态二氧化氯的输出管，气态二氧化氯的输出管上串联输出阀；反应罐上设有母液回流管将反应罐母液回流到反应盘上方。

2.根据权利要求1所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，所述母液回流管入口位于反应罐内或在反应罐外，母液回流管串联回流泵，反应罐的底部母液通过回流泵泵动母液到母液回流管出口，母液回流管出口位于反应盘上方。

3.根据权利要求1所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，所述气态二氧化氯的输出管上并联有安全阀。

4.根据权利要求1所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，反应罐为圆柱罐，反应罐直径为20-160cm，反应罐高度为直径的1.4-1.8倍、母液循环罐的容积大于反应罐，反应罐内设有反应盘的直径低于反应罐的直径，反应盘为若干上下分布的四只圆形或矩形反应盘。

5.根据权利要求4所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，反应罐为圆柱罐，反应罐直径为70cm，盘沿比盘底高2厘米，下面的大盘反应盘直径为50cm；上面的最小反应盘直径为35cm，中间两反应盘分别为40cm、45cm；采用反应盘支撑柱在反应盘的中央对反应盘支承。

6.根据权利要求4所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，反应罐为圆柱罐，直径为20cm时，反应盘为若干上下分布的三只圆形反应盘，盘沿比盘底高1.5厘米，下面的大盘反应盘直径为17cm，上面的最小反应盘直径为14cm，中间反应盘直径为15.5cm；采用反应盘支撑柱在反应盘的中央对反应盘支承。

7.根据权利要求4所述的气态二氧化氯发生器，其特征是，反应罐具有圆弧面的顶穹，气态二氧化氯的输出管在顶穹中心引出。

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