專利名稱：一種復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開一種復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備及工藝，屬于二氧化氯的制備和應 用領域。
背景技術：
二氧化氯作為一種強氧化劑被用作消毒領域已經(jīng)被人們所熟知，其廣泛的被運用 于飲用水、醫(yī)院污水、游泳池水的消毒領域，還被用于循環(huán)冷卻水的殺菌滅藻、城鎮(zhèn)生活污 水及中水的回用、有機廢水處理、印染脫色、除臭等各個方面。目前復合法制備二氧化氯的生產(chǎn)方法和設備普遍存以下缺點原料轉化率低、二 氧化氯純度和收率偏低；應用場所受到限制，投加點的背壓、投加管路的長短，直接影響到 水力噴射器的運行狀況，進而影響到曝氣量、轉化率、純度、甚至是設備的安全運行等方面。公開號為CN1062715C的中國專利公開了一種二氧化氯的制備方法及其發(fā)生設 備，其中氯酸鈉和鹽酸進入第一級和第二級進行反應，沒有酸度梯度，在鹽酸濃度較高時 容易發(fā)生副反應只生成氯氣，其化學反應式NaC103+6HCl = 3Cl2+NaCl+3H20 ；反應后進入 95°C集氣室，二氧化氯在溫度較高時分解加劇，其化學反應式2C102 = Cl2+202。因此中國 專利CN1062715C所述的方法生產(chǎn)的混合氣體中二氧化氯純度偏低，兩級反應也不能保證 反應的穩(wěn)定轉化率。但本發(fā)明采用多級反應器(3-8級)，通過改變各級反應器內的酸度和 溫度，有效降低副反應，生成的氣體被迅速帶走，盡量減少二氧化氯的分解，有效保證了原 料的高轉化率和二氧化氯的收率。公開號為CN100445198C的中國專利公開了一種梯級二氧化氯發(fā)生器，梯級反應 器實際為兩級反應器，原料均進入一級，但不能保證反應物料的梯度；采用固體原料進料和 液體(硫酸)進料，混合無法保證充分均勻，易形成酸的聚集造成熱點，造成二氧化氯分解。公開號為CN100424004C的中國專利公開了一種二氧化氯發(fā)生器，其中，所有原料 自第一級加入，后續(xù)沒有補充，雖有六級反應疊合，但各級反應的濃度、酸度、溫度、壓力等 沒有區(qū)別，僅僅只是延長了反應時間，從化學反應參數(shù)來說，實際為一級反應。而二氧化氯 的產(chǎn)生與氯酸鹽濃度、酸度、溫度、壓力的關聯(lián)性較高，僅延長反應時間無法解決提高氯酸 鈉轉化率和二氧化氯的收率。本發(fā)明采用鹽酸和液體氯酸鹽進料，解決了反應器內熱點的 問題，采用鹽酸分配器，使鹽酸分別進入各級反應器，真正形成反應物流的梯度，形成反應 物濃度、酸度、溫度各不相同的梯度差，從化學反應參數(shù)上真正分為3-8級，切實保證了反 應物的高轉化率和二氧化氯的收率。

發(fā)明內容
為克服以上技術的不足，本發(fā)明提供一種反應充分、原料轉化率高、二氧化氯收率 高的復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備及工藝。本發(fā)明的復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備包括氯酸鹽輸送泵、鹽酸輸送泵、反應器、 氣體分配器、單向閥、水力噴射器、靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵，其中氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵的出口分別與反應器相連通，氣體分配器與反應器的進氣口相連，反應器的 氣相出口通過單向閥與水力噴射器相連，水力噴射器的出口與靜態(tài)混合器的進口相連，靜 態(tài)混合器的出口通過二氧化氯溶液輸送泵分別與投加點和水力噴射器的進水口相連，其特 征在于，所述的反應器是多級反應器，所述的氯酸鹽輸送泵的出口與多級反應器的一級反 應室相連，鹽酸輸送泵的出口和反應器之間接鹽酸分配器，鹽酸輸送泵的出口接鹽酸分配 器的鹽酸進口，鹽酸分配器的多個鹽酸出口分別與多級反應器的各級反應室相連。此處設 計采用鹽酸分配器與多級反應器相連這一技術特征，控制多級反應器中的酸度和溫度逐步 遞增，使氯酸鹽和鹽酸在不同溫度及酸度的情況下逐步充分反應，不但能減少二氧化氯的 分解，而且能大幅度提高原料的轉化率及二氧化氯的收率。優(yōu)選的，所述的多級反應器的殘液出口連接純化器，純化器的進氣口與氣體分配 器的出口相連，純化器的氣相出口通過單向閥連接水力噴射器。此處設計采用純化器分離 殘液，殘液被空氣吹脫二氧化氯后安全排放，從而使排放到水體中的氯酸鹽及亞氯酸鹽大 大減少，高效環(huán)保。優(yōu)選的，所述的靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵之間設一個氣液分離器，氣液 分離器的氣相出口與氣體分配器相連，氣液分離器的液相出口與二氧化氯溶液輸送泵相 連。此處設計采用氣液分離器將靜態(tài)混合器輸出的二氧化氯溶液進一步的氣液分離，使得 氣體不再被輸送到投加點，不但解決了二氧化氯浪費及散失造成的腐蝕問題，而且有效避 免了設備運行不穩(wěn)的情況。 優(yōu)選的，所述的氣液分離器還設有一個尾氣排放口，其與尾氣吸收裝置相連。此處 設計的優(yōu)點在于，解決分離出的氣體直接排放而污染環(huán)境的問題。優(yōu)選的，所述的多級反應器的級數(shù)為3 8級。所述的鹽酸分配器包括鹽酸出口、微型流量計、微型調節(jié)閥、鹽酸緩沖罐和鹽酸 進口，鹽酸進口通過鹽酸緩沖罐、微型調節(jié)閥、微型流量計和鹽酸出口相連通。鹽酸通過鹽 酸輸送泵進入鹽酸分配器的鹽酸進口，經(jīng)鹽酸緩沖罐的緩沖進入微型流量計，工作人員可 以根據(jù)微型流量計的讀數(shù)，調節(jié)微型調節(jié)閥，實現(xiàn)對各級反應室的鹽酸分配，通過鹽酸出口 進入各級反應室。各微型流量計的流量范圍根據(jù)設備出力及反應器級數(shù)不同而不同，每個 微型流量計的流量介于總鹽酸進量的10-50%。所述的多級反應器包括鹽酸進料口、氯酸鹽進料口、氣相出口、防爆口、曝氣孔、反 應液出口、各級反應室、加熱水箱、殘液出口、進氣口。氯酸鹽溶液通過氯酸鹽進料口進入 一級反應室，鹽酸通過鹽酸進料口分別進入各級反應室，逐步提高各級反應室的酸度，一級 反應室反應后的反應液通過反應液出口進入二級反應室，在二級反應室中提高酸度和溫度 后繼續(xù)反應，依次類推，直到最后一級，反應完全后的殘液通過殘液出口排出；加熱水箱將 最后一級反應室內的反應液加熱到72-82°C ；曝氣用空氣通過進氣口進入最后一級，曝氣 的同時被加熱到70-80°C，空氣攜帶二氧化氯形成氣體產(chǎn)物流，通過曝氣孔進入上一級，給 上一級曝氣的同時加熱反應液，同時氣體產(chǎn)物流得以冷卻，以減少二氧化氯分解，依次類 推，直到一級反應室，在一級反應室，反應液被加熱到35-42°C，同時氣體產(chǎn)物流被冷卻至 37-45 0C。通過該方案，原料轉化率達到最佳，二氧化氯分解率最低，二氧化氯的收率大大提 高；反應后的總產(chǎn)物流通過氣相出口進入水力噴射器；為了減少不正常運行時二氧化氯積 聚造成的安全問題，在多級反應器上設置防爆口進行泄壓，保證設備安全運行。反應器根據(jù)設備的出力大小分為3-8級，總產(chǎn)量在50g/h-30kg/h之間。一種利用以上裝置實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝方法，具體步驟如下1)將氯酸鹽配置成濃度在350 650g/l的溶液，鹽酸采用濃度為29 31%的工 業(yè)合成鹽酸，以上兩種物料分別通過氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵按體積比1 (0. 7 2) 的比例進入多級反應器，其中鹽酸通過鹽酸分配器進入多級反應器；2)氣體分配器分別向多級反應器和純化器中通入一定的空氣，分別對反應液和反 應殘液進行攪拌和吹脫二氧化氯氣體；3)氯酸鹽和鹽酸依次進入多級反應器的各級反應室反應，反應后產(chǎn)生的二氧化氯 氣體經(jīng)多級反應器的氣相出口、單向閥進入水力噴射器；反應后的殘液進入純化器，被空氣 吹脫二氧化氯后排放，吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥進入水力噴射器；4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥進入水力噴射器及靜態(tài)混合器形成摻雜 有氣體的二氧化氯溶液；5)經(jīng)過靜態(tài)混合器后形成的二氧化氯溶液及氣體進入氣液分離器，在其中氣體 和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對二氧化氯溶液進行加壓，其壓力為0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為100 500ppm ；另一部分回流至水力噴射器作為動力水源循環(huán)吸收二氧化氯氣體；6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進入氣體分配 器作為設備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置處理后排放。所述的氯酸鹽優(yōu)選氯酸鈉。優(yōu)選的，所述的多級反應器中，每級反應室中酸度的范圍是2. 4 6. 6N，酸度逐級 遞增，溫度范圍是45 80°C，溫度逐級遞增。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級反應器的級數(shù)是4級，在多級反應器中酸度和溫度 逐級增加，一級酸度是2. 4 2. 6N，溫度45 °C ；二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55 °C ；三級 酸度4. 6 4. 8N，溫度是65 °C ；四級酸度5. 5N，溫度75 °C。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級反應器的級數(shù)是6級，在多級反應器中酸度和溫度 逐級增加，一級酸度是3. 0 3. 2N，溫度45°C ；二級酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C ；三級 酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C ；四級酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級酸度6. 0 6. 2N，溫 度67 V ；六級酸度6. 4 6. 6N，溫度75 °C。優(yōu)選的，步驟1)中，所述的多級反應器的級數(shù)是8級，在多級反應器中酸度和溫度 逐級增加，一級酸度是3.0 3. 2N，溫度40°C;二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C ；三級酸 度3. 9 4. 1N，溫度是49°C ；四級酸度4. 4 4. 6N，溫度53 °C ；五級酸度5. 0 5. 2N，溫度 57 0C ；六級酸度5. 5 5. 7N，溫度64°C ；七級酸度6. 0 6. 2N，溫度72 °C ；八級酸度6. 4 6. 6N，溫度 80 0C ο優(yōu)選的，步驟3)、4)和5)中所述的水力噴射器的負壓為-25 _5kPa。綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)勢在于通過多級反應，使氯酸鹽和鹽酸在不同溫度及酸度 的情況下逐步反應，大幅度提高了原料轉化率及二氧化氯純度，減小了二氧化氯的分解；采 用純化器進行分離殘液，使進入水體的氯酸鹽及亞氯酸鹽大大減少；通過氣液分離器，解決 了氣水混輸問題和多投加點分配問題，使得氣體不再被輸送到投加點，進而解決了二氧化 氯浪費及二氧化氯散失造成的腐蝕問題；增加了氣液分離器，使水射器吸收與投加分離，有效避免了因投加而引起的設備不穩(wěn)定情況。


圖1是本發(fā)明的設備示意圖；圖2是鹽酸分配器的示意圖；圖3是多級反應器的示意圖。在圖1 3中，1、氯酸鹽輸送泵；2、二氧化氯溶液輸送泵；3、鹽酸分配器；4、多級 反應器；5、純化器；6、單向閥；7、水力噴射器；8、靜態(tài)混合器；9、氣體分配器；10、氣液分離 器；11、尾氣吸收裝置；12、投加點；13、鹽酸輸送泵；14、鹽酸進口 ；15、鹽酸緩沖罐；16、微 型調節(jié)閥；17、微型流量計；18、鹽酸出口 ；19、鹽酸進料口 ；20、氯酸鹽進料口 ；21、氣相出 口 ；22、防爆口 ；23、曝氣孔；24、反應液出口 ；25、各級反應室；26、加熱水箱；27、殘液出口 ； 28、進氣口。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。實施例1，一種復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備包括氯酸鹽輸送泵1、鹽酸輸送泵 13、多級反應器4、氣體分配器9、單向閥6、水力噴射器7、靜態(tài)混合器8和二氧化氯溶液輸 送泵2，其中氯酸鹽輸送泵1的出口與多級反應器4的一級反應室相連通，鹽酸輸送泵13的 出口通過鹽酸分配器3與多級反應器4的各級反應室25相連；氣體分配器9與多級反應器4的進氣口相連，多級反應器4的氣相出口 21通過單 向閥6與水力噴射器7相連，水力噴射器7的出口與靜態(tài)混合器8的進口相連，靜態(tài)混合器 8的出口通過二氧化氯溶液輸送泵2分別與投加點12和水力噴射器7的進水口相連；多級反應器4的殘液出口 27連接純化器5，純化器5的進氣口與氣體分配器9的 出口相連，純化器5的氣相出口通過單向閥6連接水力噴射器7 ；靜態(tài)混合器8和二氧化氯溶液輸送泵2之間設一個氣液分離器10，氣液分離器10 的氣相出口與氣體分配器9相連，液相出口與二氧化氯溶液輸送泵2相連；氣液分離器10還設有一個尾氣排放口，與尾氣吸收裝置11相連；所述的多級反應器4的級數(shù)為4級。利用上述設備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在415g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料分別通過氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1的比例進入多級反 應器4，兩種物料的流量根據(jù)設備的產(chǎn)能調節(jié)，調節(jié)范圍為0-601/h。其中鹽酸通過鹽酸分 配器3進入多級反應器4，通過控制進入4個級室的鹽酸量的不同，控制各個級室的酸度，使 酸度逐級增加一級酸度是2. 4 2. 6N，溫度45°C ；二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55°C ； 三級酸度4. 6 4. 8N，溫度是65 °C ；四級酸度5. 5N，溫度75 °C。2)氣體分配器9分別向多級反應器4和純化器5中通入一定的空氣，氣體壓力 為-lO-lOkPa，優(yōu)選常壓，空氣分別對反應液和反應殘液進行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進入多級反應器4的4級反應室反應，反應后產(chǎn)生的二 氧化氯氣體經(jīng)多級反應器的氣相出口 21、單向閥6進入水力噴射器7，其中氣相出口 21的
7二氧化氯的濃度為5%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為212ppm ； 反應后的殘液進入純化器5，在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放殘液中的氯酸 根濃度為18g/l，酸度為5. 1N，二氧化氯含量為107ppm;吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥6 進入水力噴射器7，水力噴射器的負壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進入氣液分離器10，其中 氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵2對二氧化氯溶液進行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為 220ppm,輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器7作為動力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器10分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進入氣體分 配器9作為設備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣吸收裝 置11的氣體流量為0. 7L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測定，利用本發(fā)明所述的設備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉化率為91%，二氧化氯 收率為79%。實施例2，多級反應器4的級數(shù)為6級，其它設備均與實施例1相同。利用上述設備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在450g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料用分別通過氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1.4的比例進入多 級反應器4，其中鹽酸通過鹽酸分配器3進入多級反應器4，通過控制進入6個級室的鹽酸 量的不同，控制各個級室的反應酸度，使酸度逐級增加一級酸度是3. 0 3. 2N，溫度45°C; 二級酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C;三級酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C;四級酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級酸度6. 0 6. 2N，溫度67V ；六級酸度6. 4 6. 6N，溫度75°C。2)氣體分配器9分別向多級反應器4和純化器5中通入一定的空氣，分別對反應 液和反應殘液進行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進入多級反應器4的6級反應室反應，反應后產(chǎn)生的 二氧化氯氣體經(jīng)多級反應器的氣相出口 21、單向閥6進入水力噴射器7，其中氣相出口 21 的二氧化氯的濃度為6. 5%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為 240ppm ；反應后的殘液進入純化器5，殘液在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放 殘液中的氯酸根濃度為17g/l，酸度為5. 3N，二氧化氯含量為112ppm。吹脫出的二氧化氯 氣體經(jīng)單向閥6進入水力噴射器7 ；水力噴射器的負壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進入氣液分離器10，在其中 氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵2對二氧化氯溶液進行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為248ppm，輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器作為動力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進入氣體分配 器作為設備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣處理裝置11 的氣體流量為0. 8L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測定，利用本發(fā)明所述的設備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉化率為92%，二氧化氯 收率為81%。實施例3，多級反應器4的級數(shù)為8級，其它設備均與實施例1相同。利用上述設備生產(chǎn)二氧化氯溶液的方法，具體工藝步驟如下1)將氯酸鈉配置成濃度在540g/l的溶液，鹽酸采用濃度為31%的工業(yè)合成鹽酸， 以上兩種物料用分別通過氯酸鹽輸送泵1和鹽酸輸送泵13按體積比1 1.8的比例進入多 級反應器4，其中鹽酸通過鹽酸分配器3進入多級反應器4，通過控制進入8個級室的鹽酸 量的不同，控制各個級室的反應酸度，使酸度逐級增加一級酸度是3. 0 3. 2N，溫度40°C; 二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C;三級酸度3. 9 4. 1N，溫度是49 °C;四級酸度4. 4 4. 6N，溫度53°C ；五級酸度5. 0 5. 2N，溫度57°C ；六級酸度5. 5 5. 7N，溫度64°C ；七級 酸度6. 0 6. 2N，溫度72°C ；八級酸度6. 4 6. 6N，溫度80°C。2)氣體分配器9分別向多級反應器4和純化器5中通入一定的空氣，分別對反應 液和反應殘液進行攪拌和吹脫二氧化氯氣體。3)氯酸鈉溶液和鹽酸依次進入多級反應器4的8級反應室反應，反應后產(chǎn)生的二 氧化氯氣體經(jīng)多級反應器的氣相出口 21、單向閥6進入水力噴射器7，其中氣相出口 21的 二氧化氯的濃度為7%，經(jīng)水力噴射器7和靜態(tài)混合器8吸收后的二氧化氯濃度為320ppm ； 反應后的殘液進入純化器5，殘液在純化器5中被空氣吹脫二氧化氯后排放，排放殘液中的 氯酸根濃度為16g/l，酸度為5. 3N，二氧化氯含量為104ppm。吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單 向閥6進入水力噴射器7 ；水力噴射器的負壓為-25 -5kPa。4) 二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥6進入水力噴射器7及靜態(tài)混合器8形成 摻雜有氣體的二氧化氯溶液，其中氣相中二氧化氯量占重量比的4 8%，曝氣空氣量占重 量比的80 95%。5)經(jīng)過靜態(tài)混合器8后形成的二氧化氯溶液及氣體進入氣液分離器10，在其 中氣體和二氧化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對二氧化氯溶液進行加壓，其壓力為 0. 15 0. 4MPa，一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點12，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為 342ppm,輸出壓力為0. 35MPa ；另一部分回流至水力噴射器作為動力水源循環(huán)吸收二氧化 氯氣體；氣液分離器10的補水量為20L/min。6)經(jīng)氣液分離器10分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進入氣體分 配器作為設備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置11處理后排放，其中尾氣吸收裝置 11的氣體流量為0. 9L/min，二氧化氯含量為30ppm。經(jīng)測定，利用本發(fā)明所述的設備和工藝產(chǎn)出二氧化氯，其轉化率為93%，二氧化氯 收率為83%。
權利要求
一種復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備包括氯酸鹽輸送泵、鹽酸輸送泵、反應器、氣體分配器、單向閥、水力噴射器、靜態(tài)混合器和二氧化氯溶液輸送泵，氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵的出口分別與反應器相連通，氣體分配器與反應器的進氣口相連，反應器的氣相出口通過單向閥與水力噴射器相連，水力噴射器的出口與靜態(tài)混合器的進口相連，靜態(tài)混合器的出口通過二氧化氯溶液輸送泵分別與投放點和水力噴射器的進水口相連，其特征在于，所述的反應器是多級反應器，所述的氯酸鹽輸送泵的出口與多級反應器的一級反應室相連，鹽酸輸送泵的出口和反應器之間接鹽酸分配器，鹽酸分配器的多個出口分別與多級反應器的各級反應室相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的多級反應 器的殘液出口連接純化器，純化器的進氣口與氣體分配器的出口相連，純化器的氣相出口 通過單向閥連接水力噴射器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的復合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的靜態(tài)混 合器和二氧化氯溶液輸送泵之間設一個氣液分離器，氣液分離器的氣相出口與氣體分配器 相連，液相出口與二氧化氯溶液輸送泵相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的復合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的氣液分離 器還設有一個尾氣排放口，其與尾氣吸收器相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的復合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的多級反應 器的級數(shù)為3 8級。
6.一種利用權利要求1所述的復合二氧化氯連續(xù)生產(chǎn)設備進行生產(chǎn)二氧化氯溶液的 工藝，具體步驟如下1)將氯酸鹽配置成濃度在350 650g/l的溶液，鹽酸采用濃度為29 31%的工業(yè)合 成鹽酸，以上兩種物料分別通過氯酸鹽輸送泵和鹽酸輸送泵按體積比1 (0.7 2)的比 例進入多級反應器，其中鹽酸通過鹽酸分配器進入多級反應器；2)氣體分配器分別向多級反應器和純化器中通入一定的空氣，分別對反應液和反應殘 液進行攪拌和吹脫二氧化氯氣體；3)氯酸鹽和鹽酸依次進入多級反應器的各級反應室反應，反應后產(chǎn)生的二氧化氯氣體 經(jīng)多級反應器的氣相出口、單向閥進入水力噴射器，反應后的殘液進入純化器，在純化器中 被空氣吹脫二氧化氯后排放，吹脫出的二氧化氯氣體經(jīng)單向閥進入水力噴射器；4)二氧化氯及空氣的混合氣體經(jīng)單向閥進入水力噴射器及靜態(tài)混合器形成摻雜有氣 體的二氧化氯溶液；5)經(jīng)過靜態(tài)混合器后形成的二氧化氯溶液及氣體進入氣液分離器，在其中氣體和二氧 化氯溶液分離，二氧化氯溶液輸送泵對二氧化氯溶液進行加壓，其壓力為0. 15 0. 4MPa, 一部分二氧化氯溶液被輸送至投加點，其輸出的二氧化氯溶液的濃度為100 500ppm ’另 一部分回流至水力噴射器作為動力水源循環(huán)吸收二氧化氯氣體；6)經(jīng)氣液分離器分離的氣體中二氧化氯的濃度小于30ppm，大部分進入氣體分配器作 為設備的曝氣用空氣，其余氣體經(jīng)尾氣吸收裝置處理后排放。
7.根據(jù)權利要求6所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，所述的氯酸鹽優(yōu)選 氯酸鈉；所述的多級反應器中，每級反應室中酸度的范圍是2. 4 6. 6N,酸度逐級遞增，溫 度范圍是45 80°C，溫度逐級遞增。
8.根據(jù)權利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的多 級反應器的級數(shù)是4級，在多級反應器中酸度和溫度逐級增加，一級酸度是2. 4 2. 6N，溫 度45 °C ；二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是55 °C ；三級酸度4. 6 4. 8N，溫度是65°C ；四級酸 度 5. 5N，溫度 75 0C ο
9.根據(jù)權利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的 多級反應器的級數(shù)是6級，在多級反應器中酸度和溫度逐級增加，一級酸度是3. 0 3. 2N, 溫度45°C ；二級酸度是4. 2 4. 4N，溫度是50°C ；三級酸度5. 0 5. 2N，溫度是55°C ；四級 酸度5. 5 5. 7N，溫度60°C ；五級酸度6. 0 6. 2N，溫度67V ；六級酸度6. 4 6. 6N，溫度 75 °C。
10.根據(jù)權利要求7所述的生產(chǎn)二氧化氯溶液的工藝，其特征在于，步驟1)中，所述的 多級反應器的級數(shù)是8級，在多級反應器中酸度和溫度逐級增加，一級酸度是3. 0 3. 2N, 溫度40°C ；二級酸度是3. 5 3. 7N，溫度是44°C ；三級酸度3. 9 4. 1N，溫度是49°C ；四級 酸度4. 4 4. 6N，溫度53 °C ；五級酸度5. 0 5. 2N，溫度57 °C ；六級酸度5. 5 5. 7N，溫度 640C ；七級酸度6. 0 6. 2N，溫度72°C ；八級酸度6. 4 6. 6N，溫度80°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于二氧化氯的制備和應用領域，具體涉及一種復合二氧化氯的連續(xù)生產(chǎn)設備及工藝，方法中采用多級反應，使堿金屬氯酸鹽和鹽酸兩種物料在不同的酸度和溫度環(huán)境中順序進行反應，大幅度提高原料轉化率及二氧化氯純度；采用純化器，使進入水體的氯酸鹽及亞氯酸鹽大大減少；通過氣液分離，解決了氣水混輸和多投加點分配問題；水射器吸收與投加分離，保證設備運行平穩(wěn)。
文檔編號C01B11/02GK101880029SQ20101022661
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權日2010年7月14日
發(fā)明者傅士盛, 王永芳, 章藝 申請人:章藝