液體二氧化氯釋放劑及制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種液體二氧化氯釋放劑及制備方法，屬消毒、漂白領域。該液體二氧化氯釋放劑中含有1.5?2.5mol/L的氯酸鈉和3.5?7.0mol/L的硫酸；制備二氧化氯時將液體二氧化氯釋放劑和還原劑投加到二氧化氯發生器中，經過二氧化氯發生器反應，得到二氧化氯。本發明采用液體二氧化氯釋放劑保證了二氧化氯發生器的反應原料中酸度和氯酸鈉濃度的穩定，確保了反應系統中原料比例達到最佳要求，使原料轉化率大于95％，二氧化氯純度大于98％，并且解決了用戶運輸、儲存和使用硫酸容易出現安全事故的問題。
【專利說明】
液體二氧化氯釋放劑及制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及二氧化氯的制備技術領域，特別涉及一種液體二氧化氯釋放劑及制備方法。
【背景技術】
[0002]二氧化氯(ClO2)，熔點-59°C，沸點I TC，是自然界中以單體游離原子團存在的少數化合物之一，常溫下為黃綠色或橘紅色氣體，外觀及氣味酷似氯氣，ClO2氣體易溶于水，形成黃綠色的溶液，二氧化氯在水中的溶解度約為氯氣的5倍，其殺菌能力是現有氯系消毒劑的3-5倍，在水中能氧化降解多種有機污染物而不產生致癌有毒的鹵代有機物，可殺滅各種傳染性病菌和病毒，能有效去除水中的色素，嗅味、異味等有害物質，消毒殺菌效果不受水中PH值和氨氮的影響，在使用過程中安全、無毒，對環境和水體不產生二次污染，因而二氧化氯是國際上公認的新一代廣譜殺菌消毒劑，為世界各國廣泛應用，世界衛生組織(WHO)將其定為Al級安全消毒劑，在水處理行業得到廣泛的應用。
[0003]制備高純二氧化氯有亞氯酸鹽法和氯酸鹽法，由于亞氯酸鹽價格高造成二氧化氯的制備成本高，不適合大量使用二氧化氯的場所，因而氯酸鹽法得到普遍應用。氯酸鹽法主要以氯酸鈉、硫酸為原料，雙氧水、甲醇、蔗糖、尿素、氯化鈉等為還原劑，在一定的溫度和一定的負壓下將氯酸鈉還原生成二氧化氯。
[0004]在目前的氯酸鹽法制備二氧化氯的方法中，都是采用將氯酸鈉與還原劑混合在一起制備成混合溶液，用一臺計量栗投加到反應器中，硫酸單獨用另一臺計量栗投加的方法，由于兩臺計量栗的計量誤差，該方法存在加入到反應器中的硫酸量不穩定，使反應系統中的酸度沒有在理想的范圍內，造成:一是反應系統的酸度偏低時發生器的反應效果差、原料轉化率低、消耗高;二是反應系統的酸度偏高時造成硫酸的浪費和反應器發生腐蝕，使發生器的硫酸消耗高和設備的使用壽命縮短;三是使發生器的原料轉化率、純度不穩定，達不到理想的狀態，進而不能保證消毒后的水質安全。
【發明內容】
[0005]本發明的發明目的在于:針對現有技術存在的問題，提供一種液體二氧化氯釋放劑及制備方法，保證二氧化氯發生器反應原料濃度的穩定性和準確性，提高原料轉化率和二氧化氯純度，使二氧化氯的制備更加安全可靠、簡單方便。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0007]一種液體二氧化氯釋放劑，所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.5-2.5mol/L的氯酸鈉和3.5-7.0mol/L的硫酸。
[0008]上述液體二氧化氯釋放劑的制備方法，包括以下步驟:
[0009](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.0-5.0mol/L的氯酸鈉溶液；
[0010](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%-98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為7.0-14.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0011](c)制備液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制備成含有1.5-2.5mol/L氯酸鈉和3.5-7.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0012]作為本發明的優選方案，所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.6-2.2mol/L的氯酸鈉和 4.0-6.5mol/L 的硫酸。
[0013]上述液體二氧化氯釋放劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0014](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.2-4.4mol/L的氯酸鈉溶液；
[0015](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%_98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為
8.0-13.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0016](c)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制成含有1.6-2.2mol/L氯酸鈉和4.0-6.5mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0017]作為本發明的最優選方案，所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.8-2.lmol/L的氯酸鈉和4.5-6.0mol/L的硫酸。
[0018]上述液體二氧化氯釋放劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0019](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.6-4.2mol/L的氯酸鈉溶液；
[0020](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%_98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為
9.0-12.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0021](C)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制成含有1.8-2.lmol/L氯酸鈉和4.5-6.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0022]上述液體二氧化氯釋放劑用于生產二氧化氯，將液體二氧化氯釋放劑和還原劑溶液投加到二氧化氯發生器中反應，還原劑溶液為雙氧水、甲醇、蔗糖、尿素中的一種或多種配制的溶液。
[0023]二氧化氯發生器的反應溫度控制在50_75°C。
[0024]本發明的有益效果在于:
[0025]1、本發明先將氯酸鈉與硫酸制備成穩定濃度的液體二氧化氯釋放劑，與還原劑溶液同時加入到二氧化氯發生器中，就能穩定地產生高純度的二氧化氯，采用液體二氧化氯釋放劑保證了反應原料中酸度和氯酸鈉濃度的穩定，確保了反應系統的反應原料濃度穩定，使原料轉化率大于95 %，二氧化氯純度大于98 %。
[0026]2、液體二氧化氯釋放劑，解決了用戶運輸、儲存濃硫酸和稀釋濃硫酸容易出現安全事故的問題。
[0027]3、液體二氧化氯釋放劑中的酸度低，在使用中不會出現對操作人員造成傷害的情況。
[0028]4、液體二氧化氯釋放劑用于二氧化氯發生器使用確保了反應原料在最佳反應濃度進行，二氧化發生器的反應器可以是單級或多級結構。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0030]實施例1
[0031 ] 1、制備液體二氧化氯釋放劑，包括以下步驟:
[0032](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成質量濃度為3.6mol/L的氯酸鈉溶液；
[0033](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為98%的濃硫酸用水稀釋至濃度為9.0mol/L的稀硫酸溶液，將稀硫酸溶液的溫度降低至30°C ;
[0034](c)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的體積比混合，混合時溫度控制在35°C以下，制成含有1.8mol/L氯酸鈉和
4.5mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0035]2、制備還原劑溶液:
[0036](I)將專利號為ZL2008 I 0304135.1的固體還原劑與水按1: 3的質量比混合溶解制成還原劑溶液；
[0037](2)將質量濃度為27.5 %的雙氧水溶液作為還原劑溶液。
[0038]3、制備二氧化氯，包括以下步驟:
[0039](I)將液體二氧化氯釋放劑和專利號為ZL2008 I 0304135.1還原劑溶液按1:0.1的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在55-75°C;發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為93.1 %，二氧化氯純度為98.6%。
[0040](2)將液體二氧化氯釋放劑和27.5%的雙氧水溶液按1:0.15的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在55-70°C;發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為95.1%, 二氧化氯純度為99.1 %。[0041 ] 實施例2
[0042]1、制備液體二氧化氯釋放劑，包括以下步驟:
[0043](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成濃度為3.8mol/L的氯酸鈉溶液；
[0044](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為98 %的濃硫酸用水稀釋至濃度為10.0mo 1/L的稀硫酸溶液，將稀硫酸溶液的溫度降低至30°C ;
[0045](c)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的體積比混合，混合時溫度控制在35°C以下，制成含有1.9mol/L氯酸鈉和
5.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0046]2、制備還原劑溶液:
[0047](I)將質量濃度為27.5%的雙氧水溶液作為還原劑溶液；
[0048](2)將專利號為ZL2008 I 0304135.1的固體還原劑與水按1: 3的質量比混合溶解制成還原劑溶液。
[0049]3、制備二氧化氯，包括以下步驟:
[0050](I)將液體二氧化氯釋放劑和質量濃度為27.5%的雙氧水溶液按1:0.15的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在50-70°C，發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為96.9%, 二氧化氯純度為 98.7%。
[0051 ] (2)將液體二氧化氯釋放劑和專利號為ZL2008 I 0304135.1還原劑溶液按1: 0.1的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在55-75°C;發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為95.0 %，二氧化氯純度為98.2%。
[0052]實施例3
[0053]1、制備液體二氧化氯釋放劑，包括以下步驟:
[0054](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成濃度為4.0mol/L的氯酸鈉溶液；
[0055](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為98 %的濃硫酸用水稀釋至濃度為11.0mo 1/L的稀硫酸溶液，將稀硫酸溶液的溫度降低至30°C ;
[0056](c)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的體積比混合，混合時溫度控制在35°C以下，制成含有2.0mol/L氯酸鈉和
5.5mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0057]2、制備還原劑溶液:
[0058](I)將質量濃度為27.5%的雙氧水溶液作為還原劑溶液；
[0059](2)將專利號為ZL2008 I 0304135.1的固體還原劑與水按1: 3的質量比混合溶解制成還原劑溶液。
[0060]3、制備二氧化氯，包括以下步驟:
[0061 ] (I)將液體二氧化氯釋放劑和質量濃度為27.5 %的雙氧水溶液按1: 0.15的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在50-70°C，發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為97.9%, 二氧化氯純度為 98.5%。
[0062](2)將液體二氧化氯釋放劑和專利號為ZL2008 I 0304135.1還原劑溶液按1: 0.1的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在55-75°C;發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，氯酸鈉轉化率為95.7%, 二氧化氯純度為98.1%。
[0063]實施例4
[0064]1、制備液體二氧化氯釋放劑，包括以下步驟:
[0065](a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成濃度為4.2mol/L的氯酸鈉溶液；
[0066](b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為98 %的濃硫酸用水稀釋至濃度為12.0mo 1/L的稀硫酸溶液，將稀硫酸溶液的溫度降低至30°C ;
[0067](c)配制液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的體積比混合，混合時溫度控制在35°C以下，制成含有2.lmol/L氯酸鈉和6.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。
[0068]2、制備還原劑溶液:
[0069](I)將質量濃度為27.5%的雙氧水溶液作為還原劑溶液；
[0070](2)將專利號為ZL2008 I 0304135.1的固體還原劑與水按1: 3的質量比混合溶解制成還原劑溶液。
[0071]3、制備二氧化氯，包括以下步驟:
[0072](I)將液體二氧化氯釋放劑和質量濃度為27.5%的雙氧水溶液按1:0.15的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在50-70°C，發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，結果為:氯酸鈉轉化率為97.3%, 二氧化氯純度為 98.3%。
[0073](2)將液體二氧化氯釋放劑和專利號為ZL2008 I 0304135.1還原劑溶液按1: 0.1的體積比投加到二氧化氯發生器的反應器中，在反應器中進行混合反應，反應溫度控制在55-75°C;發生器運行正常后分析消毒液、殘液中的二氧化氯含量、氯氣含量、氯酸根含量、亞氯酸根含量與加入反應器中的氯酸鈉量進行計算，氯酸鈉轉化率為95.5%, 二氧化氯純度為98.0%。
[0074]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案之一而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，該二氧化氯釋放劑用于產生二氧化氯時還可使用其他還原性物質，如甲醇、蔗糖、尿素、氯化鈉等一種或幾種混合的還原劑物質。
【主權項】
1.一種液體二氧化氯釋放劑，其特征在于:所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.5-2.5mol/L的氯酸鈉和3.5-7.0mol/L的硫酸。2.根據權利要求1所述的液體二氧化氯釋放劑，其特征在于:所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.6-2.2mol/L的氯酸鈉和4.0-6.5mol/L的硫酸。3.根據權利要求2所述的液體二氧化氯釋放劑，其特征在于:所述液體二氧化氯釋放劑中含有1.8-2.lmol/L的氯酸鈉和4.5-6.0mol/L的硫酸。4.權利要求1所述的液體二氧化氯釋放劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.0-5.0mol/L的氯酸鈉溶液； (b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%-98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為7.0-14.0mol/L的稀硫酸溶液； (c)制備液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制成含有1.5-2.5mol/L氯酸鈉和3.5-7.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。5.權利要求2所述的液體二氧化氯釋放劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.2-4.4mol/L的氯酸鈉溶液； (b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%-98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為8.Ο-υ.0mol/L 的稀硫酸溶液； (c)制備液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制成含有1.6-2.2mol/L氯酸鈉和4.0-6.5mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。6.權利要求3所述的液體二氧化氯釋放劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)配制氯酸鈉溶液:將氯酸鈉與水混合溶解成摩爾濃度為3.6-4.2mol/L的氯酸鈉溶液； (b)配制稀硫酸溶液:將質量濃度為96%-98%的濃硫酸用水稀釋至摩爾濃度為9.Ο-υ.0mol/L 的稀硫酸溶液； (c)制備液體二氧化氯釋放劑:將步驟(a)配制的氯酸鈉溶液和步驟(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的體積比混合，制成含有1.8-2.lmol/L氯酸鈉和4.5-6.0mol/L硫酸的液體二氧化氯釋放劑。7.權利要求1-3任意一項所述的液體二氧化氯釋放劑用于生產二氧化氯，其特征在于:將液體二氧化氯釋放劑和還原劑溶液投加到二氧化氯發生器中反應，還原劑溶液為雙氧水、甲醇、蔗糖和尿素中的一種或多種配制的溶液。8.根據權利要求書7所述的液體二氧化氯釋放劑用于生產二氧化氯，其特征在于:二氧化氯發生器的反應溫度控制在50-75°C。
【文檔編號】C01B11/02GK106082131SQ201610390499
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610390499.0, CN 106082131 A, CN 106082131A, CN 201610390499, CN-A-106082131, CN106082131 A, CN106082131A, CN201610390499, CN201610390499.0
【發明人】向德明, 穆超銀
【申請人】四川齊力綠源水處理科技有限公司