環保型的雙氧水法二氧化氯制備方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及二氧化氯生產技術領域，具體是一種環保型的雙氧水法二氧化氯制備方法及設備。
技術背景
[0002]二氧化氯在常溫常壓下為橙黃色氣體，外觀和氣味上類似氯氣，沸點為11°C，冰點為-59°C，在11°C時氣態密度為3.09g/m3.氣態二氧化氯不穩定，高濃度時受熱、受光照或與有機物相接觸會引起爆炸分解。二氧化氯易溶于水，是以分子形式發生擴散，形成易揮發的黃綠色溶液。二氧化氯在水中幾乎不發生水解，且不與有機物結合，不生成三氯甲烷致癌物質，也不與氨起反應。二氧化氯溶液濃度在10g/l以下基本沒有爆炸的危險。
[0003]二氧化氯是一種極強的氧化劑，穩定的二氧化氯被認為是效果良好、性能優越的殺菌劑、消毒劑、漂白劑。二氧化氯廣泛用于紙漿、纖維的漂白；工業污水、醫院污水、工業循環冷卻水處理;土壤殺毒、水產養殖中水體消毒防病、石油開采等方面。高純度二氧化氯還可以應用于臨床醫療的消毒殺菌、食品加工中的消毒滅菌、食品(肉類、水產品、果蔬)的防腐保鮮等方面。
[0004]關于制備二氧化氯方法的研究一直很活躍，成型的生產工藝多達十幾種，但每一種方法有它與眾不同的優勢，同時也有明顯的缺陷。目前工業生產應用中主要采用R1法、R3法、R5法、R8法。即用二氧化硫、氯離子、甲醇為還原劑，在酸性條件下與氯酸鈉反應制備二氧化氯。以二氧化硫為還原法、劑制備二氧化氯，轉化率不高，二氧化硫來源不便，產品中會夾帶二氧化硫、氯氣，產品純度不高。以氯離子為還原劑制備二氧化氯，原料來源方便，但轉化率不高，每得到lmol的二氧化氯同時會產生0.5mol的氯氣，需要對產品進行特別處理。以甲醇為還原劑制備二氧化氯，會得到由還原程度不同的生成甲醛、甲酸、二氧化碳以及未完全反應的甲醇。甲醇、甲醛和甲酸都是有毒物質，它們會給產品的應用受到限制。
[0005]開發低成本、高純度、無污染、安全可靠的二氧化氯生產新工藝和生產裝置，替代高成本、高排放的舊工藝，對緩解環保壓力、促進國民經濟發展，具有重要的經濟意義和社會意義。目前，過氧化氫法制備二氧化氯生成的氣體產物中只有少量或者不形成氯氣，副產品氧氣與二氧化氯一起對漂白對環保有利。且由于該方法原料來源方便、便宜，轉化率高，產品純度高，發生速度快等特點，深受人們關注。該方法的化學反應原理為:
[0006]6NaC103+3H202+H2S0446C102+2Na3H(S04)2+302+6H20
[0007]過氧化氫還原法生產二氧化氯過程中，硫酸濃度不同則形成的硫酸鹽不同。當硫酸濃度為1—2.5mol/L時，能得到較高的反應速率和效率，產生中性芒硝，反應原理為:
[0008]2NaC103+H202+H2S04^2C102+Na2S04+02+2H20
[0009]當硫酸濃度為2.5—5.5mol/L時反應速度和效率非常高，能生產氯氣含量很少的產品、產生副產品酸性芒硝，其反應原理為:
[0010]6NaC103+3H202+H2S0446C102+2Na3H(S04)2+302+6H20
[0011]當硫酸的濃度大于5.5mol/L時，產生的副產品是硫酸氫鹽。其反應原理如下:
[0012]2NaC103+H202+2H2S04^2C102+2NaHS04+02+2H20
[0013]目前國內的雙氧水法二氧化氯制備工藝基本都是采用多級曝氣式發生器。從氯酸鈉的轉化率、二氧化氯純度和收率等經濟效益考慮，在多級發生器中硫酸以不同濃度過量存在，所以在生產制備二氧化氯過程中，存在大量的廢酸排放，對環境造成嚴重污染。
【發明內容】
[0014]本發明所要解決的技術問題是提供一種環保型的雙氧水法二氧化氯制備方法。該方法實現制備過程沒有廢酸排放，清潔環保。
[0015]本發明以如下技術方案解決上述技術問題:
[0016]本發明一種環保型的雙氧水法二氧化氯制備方法，采用單一容器立式發生器作為二氧化氯發生器，二氧化氯發生器與再沸器之間通過循環管路連接，原料雙氧水預先與氯酸鈉溶液混合稀釋后再從連接二氧化氯發生器底部出口與再沸器之間的管路加入，硫酸從再沸器頂部出口的喉管加入，加入的化學品不斷地在再沸器與二氧化氯發生器之間循環，在二氧化氯發生器內反應、閃蒸，通過控制二氧化氯發生器中反應液的硫酸在1.75 —2.0mol/L，在較低酸度條件下反應生成二氧化氯、水、氧氣和中性芒硝;二氧化氯、氧氣、水蒸汽從液體中釋放出來，芒硝溶在母液中，達到飽和之后，以晶體形式析出；為了保持生產的持續進行，通過過濾機供料栗將連接二氧化氯發生器底部出口與再沸器的管路中一部分母液抽出，送到過濾機過濾，把芒硝晶體過濾分離出來，濾出的母液返回該管路段繼續進行循環反應，濾出的芒硝晶體進入芒硝干燥系統，烘干制成元明粉;被閃蒸出來的二氧化氯混合氣體從二氧化氯發生器頂部出口進入排氣管并經間冷器冷卻后進入吸收塔，吸收塔用冷凍水吸收，成為C102水溶液，用轉移栗送至C102溶液貯槽貯存;各個槽罐排氣經尾氣風機抽吸引入洗滌塔中，用冷凍水洗滌達標后排空，洗滌塔二氧化氯稀溶液經真空自吸進入吸收塔吸收C102氣體增濃。
[0 017 ] 控制加入的雙氧水溶液濃度為5 0 %，與雙氧水混合的氯酸鈉溶液濃度為6 4 0?680g/L，溫度45?50°C;加入的硫酸在噴射進喉管前先用水稀釋到60?65%的濃度，同時控制通過控制反應液中的硫酸在1.75—2.0mol/L。
[0018]本發明環保型的雙氧水法二氧化氯制備設備，它包括二氧化氯發生器8、再沸器4、過濾機氣液分離罐11、過濾機12、間冷器23、吸收塔22和尾氣洗滌塔16，二氧化氯發生器8與再沸器4之間通過上循環管7和下循環管25連接并形成循環，下循環管25連接發生器循環栗
3、連通雙氧水加入管2和氯酸納加入管1的混合連接管、過濾機供料栗24以及過濾機12的液體回流管，過濾機供料栗24的出口連接過濾機12，過濾機12與過濾機氣液分離罐11連接，過濾機氣液分離罐11的一端與過濾機真空栗13連接，另一端連接過濾機12的液體回流管，過濾機12設有芒硝出料口 10;再沸器4與上循環管7連接處與硫酸加入管6連接，二氧化氯發生器8頂部出口連接發生器排氣管9，發生器排氣管9的出口連接間冷器23，間冷器23的排水管接入吸收塔22，吸收塔22的頂部出口經管路連接發生器真空栗17，吸收塔22的底部經二氧化氯轉移栗21連接二氧化氯貯存槽20，發生器真空栗17、過濾機真空栗13均接入尾氣洗滌塔16下部，尾氣洗滌塔16的上部和吸收塔22的上部均連接冷凍水加入管14，尾氣洗滌塔16的頂部連接尾氣風機15。
[0019]本發明具有如下有益效果:
[0020]1、三大原料在發生器不斷循環反應，通過蒸發水分保持發生器液位、母液中各化學品濃度，沒有廢酸排放。
[0021]2、反應生成中性芒硝，不是酸性芒硝，減少酸的損耗；中性芒硝經過濾干燥后可制成元明粉外賣，沒有固廢排放。
[0022]3、吸收塔尾氣被送去洗滌塔進行二次吸收，各個槽罐排氣也經風機抽吸引入洗滌塔中，達標后排放;洗滌后的二氧化氯稀溶液返回吸收塔吸收二氧化氯增濃，沒有有害氣體和廢水排放。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明采用的設備結構及工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合圖1對本發明方法及設備作進一步的描述:
[0025]本發明環保型的雙氧水法制備二氧化氯設備主要由發生器循環栗3、再沸器4、上循環管7、二氧化氯發生器8、下循環管25、過濾機氣液分離罐11、過濾機12、過濾機真空栗13、過濾機供料栗24、間冷器23、吸收塔22、尾氣洗滌塔16和相關管線組成。二氧化氯發生器8與再沸器4之間通過上循環管7和下循環管25連接并形成循環，再沸器5的下部接冷凝水排水管，上部接蒸汽加入管5，發生器循環栗3、連通雙氧水加入管2和氯酸納加入管1的混合連接管、過濾機供料栗24以及過濾機12的液體回流管分別接入下循環管25，過濾機供料栗24的出口連接過濾機12，過濾機12與過濾機氣液分離罐11連接，過濾機氣液分離罐11的一端與過濾機真