[發(fā)明專利]一種制備二氧化氯的加料方法、混合加料管和加料器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010001036.3
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN101767775A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃保裕
• 申請（專利權(quán)）人: 黃保裕
• 主分類號: C01B11/02
• 分類號: C01B11/02;C02F1/50;C02F1/76;C02F1/64
• 代理公司: 北京英特普羅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11015
• 代理人: 孫麗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備二氧化氯的領(lǐng)域，特別涉及一種制備二氧化的加料方法，以及一種能夠?qū)崿F(xiàn)該方法的混合加料管和具有該混合加料管的加料器。

背景技術(shù)

近三十年來，二氧化氯作為一種新型消毒氧化劑，在發(fā)達國家已得到了廣泛應(yīng)用，是一種代替液氯的優(yōu)良消毒氧化劑。經(jīng)二氧化氯處理的水中不會產(chǎn)生通常用氯氣消毒時形成的致癌物三鹵甲烷，其安全性被世界衛(wèi)生組織WHO列為AI級，具有廣譜、速效、無毒、用量少、藥效長、殺菌效果不受PH值限制等諸多優(yōu)點，對部分細菌的殺滅率可達100％；使用二氧化氯消毒還可以氧化水中的一些還原性金屬離子如Fe²⁺、Mn²⁺等，能夠去除水中的鐵、錳元素。

現(xiàn)階段，我國的很多水廠也開始使用二氧化氯代替液氯對自來水進行消毒處理。當采用R11法制備二氧化氯時，其反應(yīng)方程式見化學式(1)：

2NaClO₃+H₂O₂+2H₂SO₄＝2ClO₂+O₂+2NaHSO₄+2H₂O????(1)

在實際應(yīng)用中，現(xiàn)有的采用R11法的各種二氧化氯發(fā)生器都是用文氏管加料器將液態(tài)氯酸鈉、液態(tài)硫酸、液態(tài)過氧化氫三種液體原料和熱空氣首先進行氣液混合，此時開始化學反應(yīng)生成二氧化氯氣體；然后將氣液混合物送入氣液分離器進行氣液分離，生成的二氧化氯氣體經(jīng)管道導(dǎo)出，分離出的液體經(jīng)管道導(dǎo)入反應(yīng)釜進一步反應(yīng)并持續(xù)生成更多的二氧化氯氣體。因二氧化氯氣體濃度超過10％時容易發(fā)生爆炸，這一過程通常必須在負壓下進行，以便通過管道及時導(dǎo)出二氧化氯氣體。

在以上過程中，氣液混合和氣液分離步驟都要求達到較高的效率，以提高整個系統(tǒng)的反應(yīng)效率和二氧化氯轉(zhuǎn)化率，并保證反應(yīng)安全。這種方式的主要缺陷在于：第一，氣液混合和氣液分離二者本身是互相矛盾對立的步驟，從系統(tǒng)整體構(gòu)成來看，文氏管和氣液分離器的效率越高，整個系統(tǒng)中用于互相抵消的功就越高，即使出于成本和防腐性能的考慮而使用分離效率較低的折流式氣液分離器，也仍有相當部分的功損耗在先進行氣液混合再進行氣液分離這個過程之中；第二，通常情況下，系統(tǒng)負壓是由二氧化氯投加到水體處的水射器提供的，驅(qū)動原料進入文氏管的各種原料泵/閥所提供的正壓對系統(tǒng)壓力不僅沒有貢獻，還需要水射器提供額外的負壓予以抵銷，才能使系統(tǒng)負壓保持在額定的范圍之內(nèi)，無形中增加了整個系統(tǒng)對于能量的需求；第三，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來看，投料管/泵→文氏管氣液混合器→氣液分離器→反應(yīng)釜這一系列系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，各子系統(tǒng)的工作效率都不能達到或接近各自的最佳，而只能取系統(tǒng)整體平衡下的折衷值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，取消了加料系統(tǒng)中的文氏管和氣液分離器，提供一種高效的加料方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種制備二氧化氯的加料方法，包括如下步驟：首先經(jīng)硫酸輸液管和氯酸鈉混合液輸液管分別將兩種液體原料硫酸和氯酸鈉混合液輸送至混合加料管的兩條支管中；

所述硫酸和氯酸鈉混合液分別在各自的支管中進行霧化，成為氣液混合狀態(tài)；兩種霧化的液體原料最終將在所述混合加料管內(nèi)混合并開始初步反應(yīng)，經(jīng)初步反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化氯氣體由在混合加料管的管壁上開設(shè)的透氣孔導(dǎo)入加料器中；

經(jīng)在混合加料管內(nèi)初步反應(yīng)的液體原料在重力作用下從加料器進入反應(yīng)釜中進行主反應(yīng)。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種能實現(xiàn)上述方法的混合加料管，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種混合加料管，包括兩條支管，所述兩條支管在各自的末端合并在一起形成使均處于被霧化的硫酸和氯酸鈉混合液進行初步反應(yīng)的合成段；所述合成段的管壁上開有用于將初步反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化氯氣體排出的透氣孔。

優(yōu)選地，所述合成段包括位于初始合并處的初始段和位于末端的擴張段，所述初始段與擴張段之間通過沿液體原料流動方向逐漸擴張的漸擴段承接。

優(yōu)選地，所述支管包括擴散段和與擴散段承接的收斂段，兩條支管在各自的收斂段的底部合并在一起形成所述合成段。