[发明专利]一种用于空间消毒的气体二氧化氯发生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体二氧化氯发生设备领域，确切地说是一种适合空间气体消毒的二氧化氯/氮气混合气体的发生装置及方法。

背景技术

二氧化氯是一种广谱、高效、无毒的杀菌消毒剂，具有杀菌广谱、有效浓度低、作用速度快、无毒、使用安全、无残留等优点，被广泛作为杀菌消毒剂、食品保鲜剂、水质净化剂应用于水处理、食品加工、医疗、蔬菜水果保鲜等领域。近年来，气体二氧化氯由于其消毒无残留、环保、消毒周期短等优点，被越来越多地用于空间消毒尝试，如美国“911”恐怖袭击后的系列炭疽杆菌袭击事件后，气体二氧化氯被用于对Anthrax、AMI大厦、Trenton邮局等庞大建筑物的彻底消毒，其他一些生物安全实验室、生物安全柜、传染病医院手术室消毒的实例也见诸报道。

由于气体二氧化氯性质不稳定，易分解、高浓度时易爆炸，因此不易存储和运输，只能在现场就近生产制备，尽快使用。

目前工业上有多种二氧化氯制备方法，根据反应原料和工艺的不同，可分为电化学法、化学合成法等。然而目前工业上的气体二氧化氯生产方法投资费用高、设备体积庞大、附属设备多，只适合大规模工业用途，不适宜商业化和小批量生产。

供商业上现场制备使用的二氧化氯制备方法主要是由小型二氧化氯发生装置利用化学方法制备的，主要应用于饮用水消毒、医院污水处理等领域。其中，常见的制备方法大致有以下几种：

5NaClO₂+4HCl＝4ClO₂+5NaCl+2H₂O            (1)

2NaClO₂+NaClO+2HCl＝2ClO₂+3NaCl+H₂O            (2)

2NaClO₃+4HCl→2ClO₂+Cl₂+2NaCl+2H₂O

2NaClO₂+Cl₂→2ClO₂+2NaCl            (3)

ZL 200410062709.0描述了如反应(1)所示的气体二氧化氯发生器，但气体二氧化氯的收率仅为亚氯酸钠转化率的80％，盐酸投入量为理论反应量的3倍，会产生大量氯离子及残留盐酸和挥发性的HCl气体，在实际空间消毒应用中，会对消毒空间设备产生严重的腐蚀，影响消毒的实际应用。

反应(2)需要三种物料同时参与反应，且需分二阶段进行，即先由次氯酸钠与盐酸反应生成氯气，再由氯气与亚氯酸钠反应生成二氧化氯，操作较为复杂，且同样会产生挥发性HCl气体，影响消毒的实际应用。

专利CN 101024492A公布了如反应(3)所示的二氧化氯生成方法，以氯酸钠溶液和浓盐酸为原料，在向反应体系中通入热空气的条件下进行反应。这种方法虽然降低了二氧化氯的生成成本，但反应步骤复杂，体系条件苛刻，且采用浓盐酸作为原料，对反应容器和管路要求严格，并存在挥发性HCl气体的去除等问题，因此不适合用于空间消毒用气体二氧化氯的制备。

申请号为200620023427.4的专利描述了一种从二氧化氯溶液中通过吹脱的方法制备气体二氧化氯，该发明将事先发生完毕后的高浓度二氧化氯溶液经过活化剂活化后在多梯级吹脱器的作用下气化，产生气体二氧化氯。该方法结构复杂，需要多个部件联合使用，且高浓度二氧化氯溶液本身具有易爆炸、不易长期存储的危险性，因此不适合气体消毒用气体二氧化氯的制备。

因此，以用于空间消毒的气体二氧化氯发生装置必须降低反应的复杂性、反应过程中反应原料和生成物中不能含有腐蚀性气体或液体，生成的气体二氧化氯不能含有对消毒空间有直接或间接影响的物质。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种转化率高、反应安全、简便、易于操作和维护，同时反应物和生成物中不含对消毒效果有影响的物质的气体二氧化氯发生装置及方法。

本发明一种用于空间消毒的气体二氧化氯发生装置，包括三级反应器、哈氏减压器、压缩氯气/氮气混合气瓶、压缩氮气瓶、氮气减压器和质量流量计，压缩氯气/氮气混合气瓶通过依次设置哈氏减压器、混合气进气电磁阀和质量流量计的混合气进气管路与三级反应器连接；压缩氮气瓶通过依次设置氮气减压器和氮气进气电磁阀的氮气进气管路与混合气进气管路连接；压缩氯气/氮气混合气瓶通过设置吹扫电磁阀的吹扫管路与氮气进气管路连接。