[发明专利]高纯二氧化氯溶液制备方法及其制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高浓度、高纯度二氧化氯溶液的制备方法及制备高纯二氧化氯溶液的装置。

背景技术

二氧化氯是一种黄绿色的刺激性气体，其溶于水可形成二氧化氯溶液。二氧化氯是目前国际公认的强力灭菌消毒剂和优良的漂白剂，可广泛应用于饮用水、医院污水、游泳池水、城镇污水的杀菌、消毒及纸浆的漂白。目前制备二氧化氯的常规方法是采用将氯酸盐和盐酸、硫酸或其他化工原料加入到反应釜中进行反应，产生出二氧化氯气体和反应残液；产生出来的二氧化氯气体和反应残液被与反应釜的物料流出管道相通的射流泵一并抽出后进入射流泵，与射流泵内的水充分混合形成浓度为100-2000ppm左右的二氧化氯溶液。该种方法应用在水消毒上较为合适，因为二氧化氯应用在消毒上时，其所需要的投加量都比较小，一般每吨水投加1-20克二氧化氯即可达到消毒效果。在这种情况下，一般的二氧化氯制备方法产生出来的低浓度二氧化氯溶液投加到被处理水中就可完全达到消毒的要求，工艺比较简单。若将二氧化氯应用在水消毒之外的其他领域，现行的常规方法已不能达到要求，其主要体现在如下几个方面：一是现行的常规方法很难形成高浓度的二氧化氯溶液；二是现行的常规方法形成的二氧化氯溶液浓度不稳定；三反应残液进入到二氧化氯溶液中，使形成的二氧化氯溶液中含有杂质。例如，在二氧化氯应用于漂白时，要想达到理想的漂白效果，要求二氧化氯溶液既要溶液纯净，不含杂质，又要能达到10000-20000ppm左右的高浓度，显然现行的常规二氧化氯制备方法及装置尚不能达到要求。在其他需要浓度较高的稳定二氧化氯溶液应用场所，目前的二氧化氯制备方法及装置也不能达到要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种新的二氧化氯溶液制备方法，利用该方法能制得高浓度、高纯度、浓度稳定的二氧化氯溶液，且利用该法二氧化氯气体的吸收率高。

本发明还提供了一种制备上述高纯二氧化氯溶液的装置。

本发明的制备方法是通过如下技术方案来实现的：一种高纯二氧化氯溶液制备方法，包括生成二氧化氯气体的反应过程，反应过程中产生的二氧化氯气体被抽送至内部带有若干细管的吸收装置，被由自上而下通过该吸收装置内的细管的液体在细管壁产生的水膜吸收，得到的二氧化氯溶液进行贮液；反应过程中产生的残液排出反应釜。

本发明中的反应过程可采用已有的技术，反应过程中产生的二氧化氯气体采用水膜吸收的方式，利用水膜具有的较强的气体吸收作用来提高二氧化氯气体的吸收率，从而制得高浓度二氧化氯溶液，由于制备过程中残液不进入吸收过程，吸收过程也无其他杂质引入，因而制得的二氧化氯溶液纯度高。

为了防止外界空气进入反应系统导致气体吸收不稳定，影响气体吸收效率，上述的反应过程在密闭的反应釜内进行。

为了制得稳定浓度的高浓度成品液，本发明将得到的二氧化氯溶液用于循环吸收二氧化氯气体。

为了保证二氧化氯气体能在吸收装置中被有效吸收，本发明在吸收装置的气体入口处和气体排出口处至少一处设有抽气泵，通过抽气泵的抽吸使二氧化氯气体由反应釜进入到吸收装置，并被吸收装置内细管壁上的水膜吸收。

二氧化氯气体经过吸收装置吸收后，产生的尾气可直接排空，但为了减少尾气对环境的污染或深度回收产品，吸收过程后产生的尾气最好进行尾气吸收处理，可通过吸收塔进行尾气吸收。

利用上述方法制备二氧化氯溶液所采用的装置是：其包括带有进料口、气体出口和残液出口的反应釜，气体吸收装置，溶液储罐，所述气体吸收装置内部由两块平板形成上、中、下三个空腔，中间空腔内设有若干连通上下两个空腔的细管，下部空腔设有尾气排放口和与溶液储罐连通的排液口，上部空腔设有液体入口和与反应釜的气体出口连通的气体入口，反应釜的残液出口与残液分离器连通，至少在气体吸收装置的气体入口管道和尾气排放管道中的一处设有抽气泵。

本发明装置中的反应釜作为反应设备，物料在反应釜内反应产生二氧化氯气体和反应残液，反应残液进入残液分离器进行处理，二氧化氯气体在抽气泵的抽吸作用下，进入吸收装置。用于吸收二氧化氯气体的清水自吸收装置的液体入口进入其上部空腔，并沿着其中的细管流入气体吸收装置的下腔，水在沿着中部空腔内细管壁流下的过程中，会在细管内壁形成具有较强气体吸收作用的水膜。反应釜内反应产生的二氧化氯气体在抽气泵的抽吸作用下首先进入气体吸收装置的上部空腔，然后沿细管下行，在下行过程中被细管壁上的水膜吸收形成二氧化氯溶液，还没有被完全吸收的少量二氧化氯气体进入吸收装置下部的空腔，被排空。形成的二氧化氯溶液进入溶液储罐贮存。