[发明专利]用于制造二氧化氯的构型

说明书

发明人：Joseph Callerame

本申请要求以下申请的优先权：2006年5月19日提交的美国临时 专利申请No.60/747,705，2006年5月19日提交的美国临时专利申请No. 60/747,710，2006年6月26日提交的美国临时专利申请No.60/805,842， 2006年7月10日提交的美国临时专利申请No.60/806,874和2006年8 月30日提交的美国临时专利申请序号No.60/823,952，上述每个申请的 公开内容引入本文作为参考。

背景技术

二氧化氯具有相当大的工业重要性，并已经发现其可用作消毒剂和 用于漂白木浆、脂肪、油以及面粉，且在最近将其用于炭疽的灭菌。通 常，二氧化氯用作漂白剂，以及用于从水和其它液体中去除味道和气味。 最近，已将二氧化氯用作用于饮用水消毒的防污染剂。

对于二氧化氯的几种已确定的用途，合意的是原位制造气体，使得 二氧化氯在形成时能够或者以气体的形式，或者在吸收后以水溶液的形 式直接使用。在很多情况下，优选使用二氧化氯溶液而不是以气体的形 式使用。二氧化氯在水中被吸收并形成亚氯酸，该气体能够通过加热容 易地从其中驱出。在水溶液中亚氯酸的存在表明了二氧化氯与水的反应。

在此之前已经提出了几种用于制造二氧化氯的方法。美国专利No. 3,648,437、3,695,839、3,828,097、4,877,500、4,874,489和3,754,079涉 及二氧化氯或亚氯酸的制造，二氧化氯能够从亚氯酸驱出。

发明内容

通过使氧气和氯气的混合物经受偏振的紫外辐射制造二氧化氯。在 一个实施方案中，在没有氮气的反应空间中进行反应以制造二氧化氯。 氮气的存在不会阻止二氧化氯的形成，但是却有可能形成氮的含氯化合 物作为副产物。这使二氧化氯产率降低，当然是不期望的。通过使氯气- 氧气混合物暴露于紫外辐射下而得到的二氧化氯的产率是暴露时间、辐 射强度和反应物比例的函数。

这里描述的本发明的方法涉及令人惊异的效果，其通过使反应物暴 露于约200～400nm，优选240～360nm波长的偏振辐射下而获得。然而， 不受本发明范围的限制，波长可在这些参数周围变化，在一个实施方案 中，当偏振的UV辐射在约254nm保持恒定时，ClO₂的产量增加。偏振 辐射，比如偏振的UV光，可以是约75％偏振或约80％偏振或约95％偏 振或约100％偏振。取决于制造二氧化氯的产率，能使用较低或较高百分 比的偏振光。偏振光角度也可相对于非偏振光源而改变。辐射强度可在 约1,000～60,000μw/cm²之间改变。

本文公开的方法能原位和非原位进行。此外，形成的二氧化氯不需 要从反应混合物分离；然而，整个反应混合物，包括形成的二氧化氯， 在多数情况下可以作为整体使用，因为反应的其它组分不会对应用性质 产生有害的影响。因此，作为偏振辐射的结果得到的含有反应产物的二 氧化氯可被驱出反应空间，并转移到使用的地方，或者，如需要，在反 应完成后，可使反应混合物经过水，以形成溶解的二氧化氯或亚氯酸。

可安置一个或多个UV灯，使得辐射之间存在时间间隔。可关闭和 打开一个或多个UV灯，使得存在特定时期，其期间没有辐射。在此辐 射循环后暂停，提高二氧化氯的产率。通过连续地或以平行构型设置一 个或多个灯，以使前体进流以有时间间隔的连续方式暴露于一个或多个 灯下，或者通过以周期模式打开和关闭UV灯，建立该循环辐射模式。

通过使用电磁场(EMF)或电动势，增强二氧化氯(ClO₂)制造。 一方面，在基于紫外(UV)辐射制造二氧化氯期间存在电磁场。EMF 被认为有助于导致二氧化氯从原料(例如氯和氧)形成的反应。

ClO₂和臭氧的同时产生增强了消毒/灭菌能力。公开了螺旋构型，该 构型同时运送不干净的材料和用于二氧化氯和臭氧产生的反应混合物。 辐射强度为约50～80瓦或约25～100瓦且波长范围为约254nm±100nm的 大功率紫外灯是适合的。辐射亚氯酸盐溶液时，亚氯酸盐转化为ClO₂。 还可存在其它特征，诸如偏振光源、附加的EMF、减少的散射、反应器 的螺旋构型、多个UV灯、连续室。