專利名稱：一種新的二氧化氯發(fā)生方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為二氧化氯(ClO2)發(fā)生的一種最新方法，定名為HJL法。
飲用水氯消毒已有近百年歷史，但近年來對(duì)消毒中產(chǎn)生的鹵仿等有機(jī)鹵代物的潛在危害，已引起世界各國(guó)的強(qiáng)烈關(guān)注和共識(shí)，用新型消毒劑替代液氯已勢(shì)在必行。研究已證明，二氧化氯(ClO2)消毒不僅不產(chǎn)生鹵仿等有機(jī)鹵代物，且可在廣泛PH范圍內(nèi)對(duì)細(xì)菌、病毒、藻類和浮游動(dòng)物等微生物的消毒效果明顯優(yōu)于液氯；同時(shí)ClO2對(duì)水中的酚類和Fe2+、Mn2+、S2-、CN-等有機(jī)和無機(jī)污染物均有很好的去除效果，還有優(yōu)良的脫色除味性能。ClO2已被列為取代氯消毒的首選藥物之一。但是，目前國(guó)內(nèi)外ClO2的發(fā)生方法，除其收率和純度不盡人意外，其成本極其昂貴，導(dǎo)致用戶望而卻步，這是ClO2不能得到廣泛推廣應(yīng)用的要害。
本文發(fā)明的目的，在于提出一種新的ClO2發(fā)生方法，使其成本顯著下降，同時(shí)使其發(fā)生或生產(chǎn)的ClO2收率、純度令人滿意，加快和促進(jìn)ClO2在我國(guó)水處理等領(lǐng)域的大面積推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于ClO2發(fā)生的設(shè)備。
為完成本發(fā)明的任務(wù)，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的ClO2發(fā)生方法中采用蔗糖、氯酸鈉或氯酸鉀和硫酸反應(yīng)生成ClO2的反應(yīng)原理是(1)又1mol蔗糖水解后生成1mol葡萄糖(醛糖)和1mol果糖(酮糖)，它們?cè)贜aClO3和H2SO4存在下，均能被氧化生成ClO2，其反應(yīng)如下(2)D-(+)葡萄糖 D-(-)果糖(3)本發(fā)明的二氧化氯發(fā)生方法是采用蔗糖-甘蔗糖或甜菜糖C12H22O11、氯酸鈉NaClO3或氯酸鉀KClO3和硫酸H2SO4為原料，在適當(dāng)物料比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)酸度和反應(yīng)時(shí)間等條件下反應(yīng)發(fā)生或生產(chǎn)ClO2。
(1)采用的原料-蔗糖為市售普通食糖，易溶于水，廉價(jià)易得；氯酸鈉或氯酸鉀原料來源易得，但氯酸鈉比氯酸鉀的市場(chǎng)價(jià)格較低；硫酸國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來源充足，易得，還可用鹽酸HCl，但有Cl2產(chǎn)生，影響產(chǎn)品純度。
(2)在本發(fā)明的ClO2發(fā)生方法中，蔗糖為還原劑，NaClO3為氧化劑、H2SO4提供強(qiáng)酸度，并按物料平衡投加稍過量的H2SO4溶液，在50℃-70℃、不斷攪拌和減壓下，反應(yīng)20-40min生成ClO2。
按設(shè)計(jì)，實(shí)施ClO2發(fā)生的裝置是由多級(jí)的ClO2反應(yīng)器(一體多級(jí)串聯(lián)ClO2反應(yīng)器或多體多級(jí)串聯(lián)ClO2反應(yīng)器)、自動(dòng)投藥系統(tǒng)、ClO2投加系統(tǒng)、自動(dòng)溫控系統(tǒng)和自動(dòng)排液系統(tǒng)以及控制器組成。
下面結(jié)合附圖
(見附圖)給出本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
(1)，如圖所示，所述的ClO2反應(yīng)器
(二級(jí))中設(shè)有微孔布?xì)馄鳍莺统世葼畹臍庖悍蛛x器
及溢流堰⑨，頂部和測(cè)面的輸氣管⑥與水射器⑦相通，反應(yīng)器設(shè)有安全閥；在第一級(jí)ClO2反應(yīng)器
上側(cè)部設(shè)有NaClO3混合溶液投加管③和H2SO4投加管④。一級(jí)反應(yīng)器
中的溢流堰⑨內(nèi)的溢流管⑩與下一級(jí)ClO2反應(yīng)器
串通，使各級(jí)ClO2反應(yīng)器
相互串聯(lián)。
表2-2
率和純度分別達(dá)到88％和98％以上。
本發(fā)明在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了ClO2最低成本生產(chǎn)和自動(dòng)控制運(yùn)行，可滿足各類水消毒以及其它領(lǐng)域中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用。
權(quán)利要求
1．一種新的二氧化氯發(fā)生方法，其特征在于它應(yīng)用了蔗糖為原料，與氯酸鈉或氯酸鉀和硫酸或鹽酸反應(yīng)生成ClO2。
2．如權(quán)利要求1所述的一種二氧化氯發(fā)生方法，其特征在于蔗糖包括甘蔗糖和甜菜糖。
3．如權(quán)利要求1所述的一種二氧化氯發(fā)生方法，其特征在于反應(yīng)原料按物料平衡投加稍過量的硫酸。
4．如權(quán)利要求1所述的一種ClO2發(fā)生方法，其特征在于蔗糖、NaClO3和H2SO4溶液在50-70℃下反應(yīng)生成ClO2。
5．如權(quán)利要求1所述的一種ClO2發(fā)生方法，其特征在于蔗糖、NaClO3和H2SO4溶液的反應(yīng)必須在不斷攪拌和減壓下，反應(yīng)20-40min生成ClO2；
6．實(shí)施ClO2發(fā)生的裝置是由一體多級(jí)串聯(lián)的ClO2反應(yīng)器
、也可為多體多級(jí)串聯(lián)ClO2反應(yīng)器、自動(dòng)投藥系統(tǒng)、ClO2投加系統(tǒng)、自動(dòng)溫控系統(tǒng)、自動(dòng)排液系統(tǒng)和控制器組成。其進(jìn)一步特征在于所述的ClO2反應(yīng)器①采用二級(jí)或多級(jí)串聯(lián)形式，每一級(jí)內(nèi)部均設(shè)有微孔布?xì)馄鳍?、呈喇叭狀的氣液分離器
及溢流堰⑨，且在第一級(jí)ClO2反應(yīng)器
上側(cè)部設(shè)有氯酸鈉混合溶液投加管③和硫酸投加管④，第一級(jí)ClO2反應(yīng)器
隘流堰⑨內(nèi)的溢流管⑩與下一級(jí)反應(yīng)器串通；第二級(jí)反應(yīng)器①中溢流堰⑨通過排液管與自動(dòng)排液系統(tǒng)
相通。
7．如權(quán)利要求6所述的實(shí)施ClO2發(fā)生的裝置，其特征在于所述的投藥系統(tǒng)是原料投加管③、④上分別設(shè)有計(jì)量泵①和②，且計(jì)量泵①和②受控制器
控制；另一特征在于所述的ClO2投加系統(tǒng)是置于消毒池
內(nèi)的ClO2檢測(cè)器⑧的檢測(cè)信號(hào)反饋給控制器
，自動(dòng)控制計(jì)量泵①、②，以按消毒水所需的ClO2的量來調(diào)節(jié)和控制藥劑的投加量。
8．如權(quán)利要求6所述的實(shí)施ClO2發(fā)生的裝置，其特征在于所述的溫控系統(tǒng)是置于反應(yīng)器
內(nèi)的溫度傳感器的溫度信號(hào)反饋給控制器
，并通過加熱器
和風(fēng)泵
自動(dòng)控制所需溫度。
全文摘要
一種新的二氧化氯發(fā)生方法,是利用蔗糖與氯酸鈉和硫酸,在適當(dāng)物料比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)酸度、反應(yīng)時(shí)間等條件下反應(yīng)發(fā)生或生產(chǎn)CIO
文檔編號(hào)C01B11/02GK1230517SQ9810096
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1998年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者黃君禮, 魯秀國(guó), 李海波 申請(qǐng)人:黃君禮, 李海波, 魯秀國(guó)