[发明专利]使用氧化还原树脂和吸附的亚氯酸盐的二氧化氯发生器

说明书

本申请涉及使用氧化还原树脂和吸附的亚氯酸盐的二氧化氯发生器。亚氯酸盐吸收剂颗粒是通过将水溶性的亚氯酸盐或浓的亚氯酸盐溶液吸收到吸收剂颗粒中制备。吸收剂可以是硅胶颗粒或其他颗粒吸收剂，其可通过使亚氯酸盐‑吸收剂颗粒与水简单地接触而随时间释放亚氯酸盐水溶液。当用水冲洗时，在几分钟时间内，从亚氯酸盐‑吸收剂颗粒提取氯盐。套筒形式的二氧化氯发生器包括亚氯酸盐‑吸收剂颗粒和酸性树脂或氧化还原树脂。水可被引入套筒入口，并依次通过亚氯酸盐‑吸收剂颗粒和酸性树脂或氧化还原树脂，其中二氧化氯溶液从所述套筒的出口排放。

本申请是申请日为2014年03月04日，申请号为201480025549.4，发明名称为“使用氧化还原树脂和吸附的亚氯酸盐的二氧化氯发生器”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月5日提交的美国临时申请第61/772603号的权益，所述美国临时申请的全文(包括任意插图、表格和附图)以引用的方式并入本文中。

发明背景

二氧化氯(ClO₂)是一种气体消毒剂，其用作杀菌剂、杀病毒剂和杀孢子剂。二氧化氯还是一种溶液中的有效杀微生物剂，其也可以破坏许多化学物质和毒素。二氧化氯具有极好的环境品质，因为它不产生大量的氯化烃副产物。一般而言，ClO₂溶液的稳定性不适于长期储存。因此，二氧化氯溶液在使用之前即时生成。

已知许多方法，诸如电解和化学混合，用于生产适合大规模使用的气体或溶液形式的ClO₂。通常，需要精良设备和大量电力通过电解亚氯酸盐溶液来生产ClO₂。当以化学方法制备时，必须保持反应组分分开，直到混合产生二氧化氯。

可通过用强酸(例如硫酸)处理亚氯酸盐溶液(例如NaClO₂)以产生含有ClO₂的酸性溶液，由此生成二氧化氯溶液。可使用离子交换介质来形成二氧化氯；例如，Callerame的美国专利第3,684,437号公开了通过以非常缓慢的流速在混合的珠粒阳离子-阴离子交换树脂和碱金属或碱土金属的亚氯酸盐之间进行离子交换来生产二氧化氯。同样，Sampson等人的美国专利第7,087,208号和第7,824,556号公开了从亚氯酸盐前驱物生成亚氯酸，使用中等速率的重力给料使所述前驱物的水溶液通过氢离子(酸)形式的阳离子交换树脂和加速亚氯酸分解成二氧化氯的催化材料。

近来，Richardson等人的美国专利第7,964,138号和第8,323,563号已经公开了用一种发生器生成二氧化氯，所述发生器使用结合亚氯酸盐的离子交换树脂与酸进料溶液或氧化剂进料溶液，诸如氯或溴水溶液。此外，美国专利第7,964,138号和第8,323,563号描述了使用与氧化剂结合的离子交换树脂(例如Br₃^-结合的树脂)和亚氯酸盐进料溶液。基于这些专利的发生器可以是可携带的，用于根据需要以合理快速的可控速率产生二氧化氯溶液。

虽然Richardson等人的方法对商业甚至可携带紧急生产二氧化氯有用，但需要保留和储存相对大量的分离水溶液作为进料溶液。因此，希望有一种保持呈结合状态的两种互补试剂的方法，以使任何可用的水作为液体进料，而不是含有特定前体的溶液，以减少二氧化氯发生器的复杂性和体积。第一结合试剂位于其互补的第二结合试剂的上游，并且需要处于一个状态，使第一结合试剂可以可控方式溶解到水溶液中。第一试剂的总量不得立即从系统中通过，并且所需的二氧化氯溶液应在实际排放时期内具有几乎恒定的浓度。

发明内容