一種高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于二氧化氯生產的技術領域，具體涉及一種高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置。
【背景技術】
[0002]近三十年來，二氧化氯作為一種新型消毒氧化劑，在發達國家已得到了廣泛應用，是一種代替液氯的優良消毒氧化劑。現有技術中使用氯氣對水消毒后會產生致癌物三鹵甲烷，而經二氧化氯處理的水中不會產生三鹵甲烷。世界衛生組織WHO將二氧化氯列為A I級高效安全消毒劑，具有廣譜、速效、無毒、用量少、藥效長、殺菌效果不受PH限制等諸多優點，對單細胞物質包括細菌、病毒、藻類的滅殺率高達100%，同時對人和動物不會產生任何毒副作用。
[0003]目前，有關二氧化氯的制備方法主要有電解法和化學法兩大類。
[0004]電解法是采用氯化鈉作為電解液，投入有隔膜的電解槽中進行電解，產生二氧化氯、氯氣、臭氧和過氧化氫的混合氣體，副產物是氫氧化鈉和氫氣。然而，上述電解法的不足在于投資較大、原料消耗大、電耗高，隔膜需要經常清洗和更換，并且產物中二氧化氯所占比例不足30%，純度和產量均較低。
[0005]化學法制備二氧化氯主要有亞氯酸鹽法和氯酸鹽法，亞氯酸鹽法因原料價格較高，推廣使用困難;氯酸鹽法因其原料價格較低而被廣泛使用。氯酸鹽法主要以氯酸鈉為原料，甲醇、尿素、雙氧水等為還原劑，在一定的溫度(約40_80°C)和一定的酸性介質(常用的酸性介質為鹽酸、硫酸等，酸性條件為2_9mol/L)中將氯酸鈉還原得二氧化氯，但現有方法存在原料轉化率較低和二氧化氯純度較低的問題。實際操作中，原料轉化率低于85%，二氧化氯純度不到90 %。
[0006]現有氯酸鹽法為:將氯酸鹽溶解成濃度為20-50%的水溶液，然后再按化學反應平衡向反應器加入氯酸鹽溶液、硫酸和甲醇或雙氧水或尿素，在溫度為60-80°C時反應50-80分鐘，生成的二氧化氯用真空栗抽出，殘液排放處理。上述方法在連續生產二氧化氯時產量不高，原料轉化率低。還原劑甲醇、雙氧水、尿素三者通常單獨使用，但是若以甲醇為還原劑，反應速度慢，二氧化氯純度較低，且甲醇易燃有毒，使用不安全;若以尿素為還原劑，反應開始很慢，一旦開始反應，速度卻非常快、難以控制，容易發生爆炸，而且原料轉化率較低，若以雙氧水為還原劑，生產成本高，推廣應用困難。
【實用新型內容】
[0007]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種在降低生產成本同時提高原料轉化率的高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置。
[0008]本實用新型所采用的技術方案為:
[0009]—種高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置，包括反應爸和吸收單元；
[0010]所述反應釜的上部與液體物料輸入管道連通，所述反應釜的頂部與用于輸出二氧化氯氣體的第一氣體輸出管一端連通，在所述反應釜的內部沿豎直方向設置貴金屬觸媒層；
[0011]所述吸收單元的底部與所述第一氣體輸出管的另一端連通。
[0012]所述吸收單元包括依次連接設置的第一吸收塔、第二吸收塔、第三吸收塔；
[0013]所述第一吸收塔的底部與所述第一氣體輸出管的另一端連通，所述第一吸收塔的頂部與用于輸出二氧化氯氣體的第二氣體輸出管一端連通；
[0014]所述第二吸收塔的底部與所述第二氣體輸出管的另一端連通，所述第二吸收塔的頂部與用于輸出二氧化氯氣體的第三氣體輸出管一端連通；
[0015]所述第三吸收塔的底部與所述第三氣體輸出管的另一端連通；
[0016]所述反應釜內底部設有超聲波振蕩器。
[0017]所述貴金屬觸媒層為鉑絲網，所述鉑絲網中鉑絲的直徑為0.08-0.12mm，所述鉑絲網的網孔直徑為5-8cm0
[0018]所述反應釜的底部還與用于排出反應殘液的液體排出管道連通；
[0019]所述第一吸收塔的底部與所述第二吸收塔的底部之間設置第一液體輸送管道，所述第一液體輸送管道上設有第一閥門，所述第二吸收塔的底部與所述第三吸收塔的底部之間設置第二液體輸送管道，所述第二液體輸送管道上設有第二閥門。
[0020]進一步，還提供一種高濃度二氧化氯穩態液的生產工藝，包括以下步驟:
[0021 ] (I)以氯酸鈉固體和濃硫酸作為反應原料，進行充分混合后調節pH值為5.5-6.5;
[0022](2)在貴金屬觸媒層的作用下，使得所述氯酸鈉與濃硫酸在常溫常壓條件下進行充分反應，生成二氧化氯氣體；
[0023](3)利用堿性穩態劑對步驟(2)所得二氧化氯進行充分吸收，即得高濃度的二氧化氯穩態液。
[0024]步驟(I)中，所述濃硫酸的濃度為92_94wt%，所述氯酸鈉固體和所述濃硫酸的摩爾比為 2:(1-1.1)。
[0025]步驟(2)中，所述氯酸鈉與濃硫酸在超聲波條件下進行充分反應。
[0026]步驟(3)中，所述堿性穩態劑為采用氫氧化鈉固體、雙氧水、碳酸鈉固體按照質量比2.8-3:0.4-0.5:1.8-2進行充分混合后制得混合溶液，所述混合溶液的pH為9_10.5。
[0027]所述高濃度的二氧化氯穩態液中二氧化氯的濃度高達18_20wt%。
[0028]本實用新型的有益效果為:
[0029]1、本實用新型所述的高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置，包括反應釜和吸收單元;通過設置所述反應釜的上部與液體物料輸入管道連通，所述反應釜的頂部與用于輸出二氧化氯氣體的第一氣體輸出管一端連通，在所述反應釜的內部沿豎直方向設置貴金屬觸媒層;所述吸收單元的底部與所述第一氣體輸出管的另一端連通;從而先利用所述反應釜作為反應容器，在所述貴金屬觸媒層的作用下，能夠實現反應原料在常溫常壓下就能進行充分反應生成二氧化氯氣體，之后利用所述吸收單元內的堿性穩態劑對所述二氧化氯氣體進行充分吸收，最終獲得高濃度二氧化氯穩態液中二氧化氯的濃度高達18_20wt%，比傳統工藝制得二氧化氯穩態液的濃度提高28%以上;此外，本實用新型所述裝置結構簡單，成本較低，能夠實現工業化生產。
[0030]2、基于本實用新型所述裝置的高濃度二氧化氯穩態液的生產工藝，以氯酸鈉和濃硫酸作為反應原料，調節PH值為5.5-6.5，之后在所述貴金屬觸媒層的作用下，使得所述氯酸鈉與濃硫酸在常溫常壓條件下就能進行充分反應生成二氧化氯氣體，反應方程式為2NaC103+H2S04—2C102+Na2S04+H202，最后再采用堿性穩態劑對所述二氧化氯進行充分吸收，即得二氧化氯濃度高達18_20wt%的二氧化氯穩態液，比傳統工藝制得二氧化氯穩態液的濃度提高28%以上，本實用新型工藝能夠減少反應時間24-26%，原材料轉化率高達98%以上，產生二氧化氯氣體的純度高達98%，得到二氧化氯穩態液的穩定性較高，能直接作為消毒原液使用，有效解決了現有技術中二氧化氯的生產工藝，存在原料轉化率低、反應速度慢、二氧化氯純度低的問題。此外，上述工藝采用原料的成本較低，能有效降低生產成本，易于推廣應用。
【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型實施例3提供的一種高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置的結構示意圖。
[0032]圖中:1-反應釜，2-第一吸收塔，3-第二吸收塔，4-第三吸收塔，5-鉑絲網，6_第一閥門，7_第二閥門。
【具體實施方式】
[0033]下面結合實施例對本實用新型作進一步說明。
[0034]實施例1
[0035]本實施例提供一種高濃度二氧化氯穩態液的生產裝置，包括反應釜和吸收單元。
[0036]所述反應釜的上部與液體物料輸入管道連通，所述反應釜的頂部與用于輸出二氧化氯氣體的第一氣體輸出管一端連通，在所述反應釜的內部沿豎直方向設置鉑絲網，所述鉑絲網中鉑絲的直徑為0.1mm，所述鉑絲網的網孔直徑為5cm。
[0037]所述吸收單元的底部與所述第一氣體輸出管的另一端連通。
[0038]進一步，基于所述裝置的高濃度二氧化氯穩態液的生產工藝，包括以下步驟:
[0039](I)向所述反應釜內加入1064g氯酸鈉固體和533g濃度為92的％的濃硫酸作為反應原料，進行充分混合后調節PH值為5.5;
[0040](2)在所述鉑絲網的作用下，使得所述氯酸鈉與濃硫酸在常溫常壓條件下進行充分反應，生成二氧化氯氣體;反應方程式為:
[0041 ] 2NaC103+H2S04—2