半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统，采用氯酸钠一次投加而硫酸和甲醇连续滴加的半连续加料方式，并通过控制反应釜内温度、二氧化氯浓度、连续进料的加入速度、反应釜夹套冷、热水进量等来解决反应温度较高的情况下反应难控制、反应器内的“爆喷”问题；同时采用喷射吸收，去除了水喷射系统，使投资更省、流程更短。本发明在较高的反应的温度下获得了较高的反应速度，因而在相同反应时间、反应物浓度条件下，有效地提高了原料转化率；产品符合国标GB/T20783-2006，甚至可生产更高浓度的稳定二氧化氯消毒液。
【专利说明】半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统
【技术领域】
[0001]本发明属于二氧化氯消毒液生产【技术领域】，尤其涉及一种半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统。
【背景技术】
[0002]二氧化氯在室温下是一种黄绿色气体，其氧化能力很强，独特的杀菌消毒、漂白、除臭等能力得到大量实验认证并已广泛应用在各行各业，如医院、宾馆等公共场所环境的杀菌剂和食品生产设备的消毒液、食品添加剂(面粉漂白剂、果蔬及水产品加工防腐剂)及水体消毒剂、纸浆漂白剂等。然而，由于二氧化氯性质极为不稳定，故而不易储存，需发生器现场制备使用，因此不适合于小型、分散性用户及广大民众家庭使用。稳定性二氧化氯消毒液可克服这一缺点，因此，研制出一种工艺设备简单、投资省的稳定二氧化氯消毒液生产工艺势在必行。
[0003]现有二氧化氯制备方法主要分为两大类:电解法与化学还原法。电解法是将食盐水电解得到的氯酸钠在装置内直接与盐酸反应生产二氧化氯；化学法则分为氯酸钠还原法和亚氯酸钠还原法。从操作方式分，则五花八门，压力上有常压、微负压、高负压操作，二氧化氯气体吸收有低温冷冻水吸收、常温吸收，一级吸收、二级吸收甚至三级吸收，进料有连续式、间歇式，以及 申请人:提出的半连续式。
[0004]化学法中广泛应用的R8法，其原料是氯酸钠、硫酸、甲醇，采用反应-蒸发-结晶的单元反应器，反应方式是连续进行的，生成的ClO2气体在吸收塔中用低温冷水吸收，制得10~12g/L的二氧化氯溶液，此工艺多为大型纸业公司纸浆漂白所用，目前进口设备占领主要市场。该法缺点是在0.016Mpa (绝压)的高负压和70-80°C温度下反应，制得的二氧化氯浓度低，且工艺流程长，设备复 杂，一次性投入高。
[0005]中国专利申请92100534.2 (
【公开日】1993年08月18日)公开了一种生产高浓度稳定性二氧化氯的方法，以氯酸钠、硫酸、甲醇为原料，将各反应物在反应器中混合均匀后，加热使其在75-80°C下进行反应，以过碳酸钠溶液为吸收稳定剂。由于采用了反应物料一次性全部加入的完全间歇式工艺，反应过程极不平稳，反应器内容易出现“爆喷”，不易控制，安全性差，且氯酸钠:甲醇物料配比高达1:0.6。
[0006]中国专利申请93111608.2 (
【公开日】1995年01月25日)公开了一种稳定性二氧化氯的生产方法，用双氧水作还原剂，在硫酸介质中还原氯酸钠产生二氧化氯，再导入碳酸钠溶液中吸收制得二氧化氯溶液，该法也是同时将三种原料向反应罐中加料，会产生局部过热、反应不充分，容易产生爆炸现象，且工艺操作难准确控制等，造成二氧化氯反应的速度、吸收率、纯度下降，反应过程较难控制。
[0007]中国专利201110025356.7 (
【公开日】2011年09月07日)公开了一种食品添加剂稳定态二氧化氯溶液的制备方法，以氯酸钠、硫酸为原料、甲醇为还原剂，采用水射真空系统提供动力、二级吸收塔吸收模式，在50~60°C低温下进行反应，通过低温使反应变得温和，控制可能出现的暴沸、爆喷，而且低温可降低甲醇挥发进入气相的量，保证产品甲醇含量不高于0.004g/100ml,以满足食品添加剂级稳定态二氧化氯产品的标准要求。但是，低温反应速度慢，要得到相同浓度的产品要么反应时间加长、生产周期延长，要么原料投入量增大、原料转化率低下。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种投资省、流程短、操作安全的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统，以实现在反应温度较高的情况下仍能有效控制反应进程，避免反应器内的“爆喷”，从而提高原料转化率。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:半连续式稳定二氧化氯消毒液生产系统，包括供料系统、反应系统和吸收系统，供料系统包括硫酸高位槽和氯酸钠配料槽，反应系统包括二氧化氯反应釜和控制系统，硫酸高位槽和氯酸钠配料槽分别连接二氧化氯反应釜，控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度；吸收系统包括冷却器、气液分离器、吸收塔、高位喷射器、循环泵，二氧化氯反应釜经由气体出口管上的观察罩依次连接冷却器、气液分离器、一级吸收塔、高位喷射器和二级吸收塔；第一循环泵的出液管通过阀门组一分别连接一级吸收塔的进液口和成品储罐，第二循环泵的进液管通过阀门组二分别连接二级吸收塔的出液口和吸收液配料槽，第二循环泵的出液管通过阀门组三分别连接高位喷射器和一级吸收塔的进液口。
[0010]使用上述生产系统的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法，包括以下步骤:
[0011]<1>配制质量浓度40~50%的氯酸钠水溶液置于氯酸钠配料槽，加入溶液质量
0.1%的氯化钠催化剂搅拌均匀，通过真空系统将溶液全部抽入到二氧化氯反应釜中；
`[0012]<2>启用二氧化氯反应釜夹套加热物料至50~60°C ;
[0013]<3>将浓硫酸稀释至质量浓度为50~60%的稀硫酸，并与甲醇按质量比1: 0.05~
0.10混合配成硫酸甲醇液，由硫酸高位槽通过流量计计量并经控制系统控制加入速度40~100L/h，连续加入到二氧化氯反应釜中；
[0014]〈4>反应过程中，通过控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度来控制反应温度在65~75°C ；
[0015]〈5>反应釜中生成的二氧化氯气体及导入的空气，经由气体出口管上的观察罩进入水冷器冷却，再进入汽液分离器分离液沫，同时采用利用累积的酸性液沫层对气体进行酸洗使气体进一步纯化，再通过两级吸收塔，用稳定吸收液吸收二氧化氯；一级吸收塔和二级吸收塔分别通过第一循环泵、第二循环泵使吸收液不断在本级自循环，二级吸收在自循环吸收的同时通过高位喷射器产生真空，提供整个气相流动所需动力；
[0016]〈6>吸收液不断吸收从反应釜生成的二氧化氯气体，最终制得稳定二氧化氯消毒液。
[0017]氯酸钠水溶液与硫酸甲醇液质量比为0.5~1.0。
[0018]稳定吸收液为含质量百分比6.5~7.5%过碳酸钠和4.0~5.0%氢氧化钠的水溶液。
[0019]本发明生产方法的结束，可由反应釜的气体连接管上安置透明罩来观察，目测到反应釜发生出来的气体没有黄绿色即表示反应结束，也可通过尾气残余二氧化氯检测或产品收率检测来指示反应进程，反应用时约二小时。
[0020]针对现有稳定二氧化氯生产技术存在反应难控制、“爆喷”，产品浓度不够高、二氧化氯转化率低(需通过加大反应物料用量来使产品浓度达到2.0%)等问题，发明人设计了一种半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法及其生产系统。相对于传统技术，本发明体现出显著的技术效果:
[0021]( I)采用半连续加料方式，使难控制的反应变得“温顺”起来，整个反应过程处于可控状态，且易于操控，极大减少“暴沸”、“爆喷”现象，生产安全度高；
[0022](2)通过控制系统调控反应釜内温度、连续进料相物料的加入速度以及反应釜夹套冷、热水进量，极大减少了因二氧化氯浓度局部过高造成的釜内小爆炸；
[0023](3)由于上述(1)、(2)改进保证反应可在较高的温度下安全进行，获得了较高的反应速度，因而在相同反应时间、反应物浓度条件下，有效地提高了二氧化氯转化率；
[0024](4)喷射吸收既完成了吸收任务又能提供气相系统的真空动力，流程更简单、投资更省；
[0025](5)整个工艺投资省、流程短、操作安全，产品符合国标GB/T20783-2006，甚至可生
产更高浓度的稳定二氧化氯消毒液；
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明半连续式稳定二氧化氯消毒液生产系统(含原料、反应物、产品走向)的结构示意图。
[0027]图中:I氯酸钠配料槽，2 二氧化氯反应釜，3冷却器，4气液分离器，5 一级吸收塔，6第一循环泵，7阀门组一，8 二级吸收塔，9阀门组二，10吸收液配料槽，11第二循环泵，12成品储罐，13控制系统，14硫酸高位槽，15观察罩，16高位喷射器，17阀门组三，18空气，19
`尾气。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本发明的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产系统，包括供料系统、反应系统和吸收系统，供料系统包括硫酸高位槽和氯酸钠配料槽，反应系统包括二氧化氯反应釜和控制系统，硫酸高位槽和氯酸钠配料槽分别连接二氧化氯反应釜，控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度；吸收系统包括冷却器、气液分离器、吸收塔、高位喷射器、循环泵，二氧化氯反应釜经由气体出口管上的观察罩依次连接冷却器、气液分离器、一级吸收塔、高位喷射器和二级吸收塔；第一循环泵的出液管通过阀门组一分别连接一级吸收塔的进液口和成品储罐，第二循环泵的进液管通过阀门组二分别连接二级吸收塔的出液口和吸收液配料槽，第二循环泵的出液管通过阀门组三分别连接高位喷射器和一级吸收塔的进液口。
[0029]各主要部件功能如下:
[0030]供料系统的主要任务是把反应原料分别计量并输送到反应系统中，具体操作如下:称量后的氯酸钠加入到氯酸钠配料槽中，充分搅拌溶解后，经真空系统全部抽送至反应釜；硫酸从储罐中通过真空系统抽取送至配制槽稀释到一定浓度，待冷却后抽至硫酸高位槽；甲醇按一定配比量抽至硫酸高位槽与硫酸混合；根据反应进程需要由流量计控制流量，连续把高位槽内的硫酸-甲醇液送入反应爸中参与反应。
[0031]反应系统的主要任务是使反应物料在反应釜中充分反应，生成二氧化氯气体。由于二氧化氯气体浓度超过10%时就可能发生爆炸，因此为使生成的二氧化氯不出现局部浓度过高，需通过控制系统控制反应温度等来实现，具体调控稳定是:调节反应釜夹套内的冷、热水的进量、控制连续相(硫酸甲醇液)的滴加速度来调控反应进程从而控制反应自身的放热量。
[0032]吸收系统采用逆流二级吸收，末级吸收液通过高位喷射器高速产生真空，在吸收的同时提供整个气相流通的动力，无需额外设置水喷射系统，具体是:吸收液是在吸收开始前抽料备好，一级吸收塔通过阀门组一进二级吸收塔来的预吸收液，二级吸收塔通过阀门组二从吸收液配料槽进新鲜吸收液，在吸收过程中各塔吸收液由第一循环泵和第二循环泵进行自循环，第二循环泵打液至高位喷射器，通过喷射器的能量转换获得真空，从而吸入一级吸收塔来的气体，并提供整个气相的输送动力，即末端吸收系统亦是真空系统；吸收结束后得到的一级吸收液即为产品，通过阀门组一送往成品储罐；气相则是从反应釜反应生成的含二氧化氯的混合气体被末级吸收系统抽吸，先经冷却器冷却降温，经气液分离器除去液沫并提纯，从一级吸收塔底部进，鼓泡吸收后气体再进二级吸收塔继续吸收剩余二氧化氯气体，最后尾气经检测完全符合排放标准，直接放空。一级吸收塔吸收液作为产品去成品储罐，如需高浓度二氧化氯消毒液则可重复吸收。
[0033]以下结合实施例进一步说明本发明的生产方法。
[0034]实施例1
[0035]<1>配制质量浓度40%的氯酸钠水溶液150kg置于氯酸钠配料槽，加入溶液质量
0.1%的氯化钠搅拌均匀，通过真空系统将溶液全部抽入到二氧化氯反应釜中；
[0036]<2>启用二氧化氯反应釜夹套加热物料至50~60°C ;
[0037]<3>将浓硫酸稀释至质量浓度为50%的稀硫酸(清澈透明液体，没有悬浮物)，并与甲醇按质量比1:0.07混合配成硫酸甲醇液250kg，由硫酸高位槽通过流量计计量并经控制系统控制加入速度40~100L/h，连续加入到二氧化氯反应釜中；
[0038]〈4>反应过程中密切观察釜内温度变化，通过控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度来控制反应温度在65~75°C;如温度高于75°C，则夹套进冷水降温，若温度升高趋势太快，则还需调小连续加入的硫酸流量，使反应不致过激；
[0039]〈5>反应釜中生成的二氧化氯气体及导入的空气(稀释作用)，经由气体出口管上的观察罩进入水冷器冷却，再进入汽液分离器分离液沫，同时利用累积的酸性液沫层对气体进行酸洗使气体进一步纯化，再通过两级吸收塔，用稳定吸收液(过碳酸钠7.0%、氢氧化钠4.0%) 1000kg吸收二氧化氯；一级吸收塔和二级吸收塔分别通过第一循环泵、第二循环泵使吸收液不断在本级自循环，二级吸收在自循环吸收的同时通过高位喷射器产生真空，提供整个气相流动所需动力；
[0040]〈6>吸收液不断吸收从反应釜生成的二氧化氯气体，最终制得稳定二氧化氯消毒液。反应釜内排出的残液，因含有未反应的过剩酸及溶解在液相中的残余二氧化氯，冷却后可做为清洗厕所的洁厕液，起到清洗并除臭杀菌的效果。
[0041]实施例2[0042]<1>配制质量浓度45%的氯酸钠水溶液150kg置于氯酸钠配料槽，加入溶液质量
0.1%的氯化钠搅拌均匀，通过真空系统将溶液全部抽入到二氧化氯反应釜中；
[0043]<2>启用二氧化氯反应釜夹套加热物料至50~60°C ;
[0044]<3>将浓硫酸稀释至质量浓度为60%的稀硫酸(清澈透明液体，没有悬浮物)，并与甲醇按质量比1:0.05混合配成硫酸甲醇液180kg，由硫酸高位槽通过流量计计量并经控制系统控制加入速度40~100L/h，连续加入到二氧化氯反应釜中；
[0045]〈4>反应过程中密切观察釜内温度变化，通过控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度来控制反应温度在65~75°C;如温度高于75°C，则夹套进冷水降温，若温度升高趋势太快，则还需调小连续加入的硫酸流量，使反应不致过激；
[0046]〈5>反应釜中生成的二氧化氯气体及导入的空气(稀释作用)，经由气体出口管上的观察罩进入水冷器冷却，再进入汽液分离器分离液沫，同时利用累积的酸性液沫层对气体进行酸洗使气体进一步纯化，再通过两级吸收塔，用稳定吸收液(过碳酸钠7.0%、氢氧化钠4.5%) 1000kg吸收二氧化氯；一级吸收塔和二级吸收塔分别通过第一循环泵、第二循环泵使吸收液不断在本级自循环，二级吸收在自循环吸收的同时通过高位喷射器产生真空，提供整个气相流动所需动力；
[0047]〈6>吸收液不断吸收从反应釜生成的二氧化氯气体，最终制得稳定二氧化氯消毒液。反应釜内排出的残液，因含有未反应的过剩酸及溶解在液相中的残余二氧化氯，冷却后可做为清洗厕所的洁厕液，起到清洗并除臭杀菌的效果。
[0048]实施例3`[0049]<1>配制质量浓度50%的氯酸钠水溶液130kg置于氯酸钠配料槽，加入溶液质量
0.1%的氯化钠搅拌均匀，通过真空系统将溶液全部抽入到二氧化氯反应釜中；
[0050]<2>启用二氧化氯反应釜夹套加热物料至50~60°C ;
[0051]〈3>将浓硫酸稀释至质量浓度为55%的稀硫酸(清澈透明液体，没有悬浮物)，并与甲醇按质量比1:0.09混合配成硫酸甲醇液210kg，由硫酸高位槽通过流量计计量并经控制系统控制加入速度40~100L/h，连续加入到二氧化氯反应釜中；
[0052]〈4>反应过程中密切观察釜内温度变化，通过控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度来控制反应温度在65~75°C;如温度高于75°C，则夹套进冷水降温，若温度升高趋势太快，则还需调小连续加入的硫酸流量，使反应不致过激；
[0053]〈5>反应釜中生成的二氧化氯气体及导入的空气(稀释作用)，经由气体出口管上的观察罩进入水冷器冷却，再进入汽液分离器分离液沫，同时利用累积的酸性液沫层对气体进行酸洗使气体进一步纯化，再通过两级吸收塔，用稳定吸收液(过碳酸钠7.2%、氢氧化钠4.5%) 1000kg吸收二氧化氯；一级吸收塔和二级吸收塔分别通过第一循环泵、第二循环泵使吸收液不断在本级自循环，二级吸收在自循环吸收的同时通过高位喷射器产生真空，提供整个气相流动所需动力；
[0054]〈6>吸收液不断吸收从反应釜生成的二氧化氯气体，最终制得稳定二氧化氯消毒液。反应釜内排出的残液，因含有未反应的过剩酸及溶解在液相中的残余二氧化氯，冷却后可做为清洗厕所的洁厕液，起到清洗并除臭杀菌的效果。[0055]将本发明实施例1至3所得稳定二氧化氯消毒液按国家标准GB/T20783-2006检测，产品质量指标及二氧化氯转化率如表1:
[0056]表1稳定二氧化氯消毒液检测结果
[0057]
【权利要求】
1.一种半连续式稳定二氧化氯消毒液生产系统，包括供料系统、反应系统和吸收系统，其特征在于:所述供料系统包括硫酸高位槽和氯酸钠配料槽，反应系统包括二氧化氯反应釜和控制系统，硫酸高位槽和氯酸钠配料槽分别连接二氧化氯反应釜，控制系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度；吸收系统包括冷却器、气液分离器、吸收塔、高位喷射器、循环泵，二氧化氯反应釜经由气体出口管上的观察罩依次连接冷却器、气液分离器、一级吸收塔、高位喷射器和二级吸收塔；第一循环泵的出液管通过阀门组一分别连接一级吸收塔的进液口和成品储罐，第二循环泵的进液管通过阀门组二分别连接二级吸收塔的出液口和吸收液配料槽，第二循环泵的出液管通过阀门组三分别连接高位喷射器和一级吸收塔的进液口。
2.使用权利要求1所述生产系统的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法，其特征在于包括以下步骤: <1>配制质量浓度40~50%的氯酸钠水溶液置于氯酸钠配料槽，加入溶液质量0.1%的氯化钠催化剂搅拌均匀，通过真空系统将溶液全部抽入到二氧化氯反应釜中； 〈2>启用二氧化氯反应釜夹套加热物料至50~60°C ; <3>将浓硫酸稀释至质量浓度为50~60%的稀硫酸，并与甲醇按质量比1: 0.05~0.10混合配成硫酸甲醇液，由硫酸高位槽通过流量计计量并经控制系统控制加入速度40~100L/h，连续加入到二氧化氯反应釜中； <4>反应过程中，通过控制 系统调节二氧化氯反应釜夹套内的冷、热水的进量并控制来自硫酸高位槽的连续加入的硫酸甲醇液的滴加速度来控制反应温度在65~75°C ； <5>反应釜中生成的二氧化氯气体及导入的空气，经由气体出口管上的观察罩进入水冷器冷却，再进入汽液分离器分离液沫，同时利用累积的酸性液沫层对气体进行酸洗使气体进一步纯化，再通过两级吸收塔，用稳定吸收液吸收二氧化氯；一级吸收塔和二级吸收塔分别通过第一循环泵、第二循环泵使吸收液不断在本级自循环，二级吸收在自循环吸收的同时通过高位喷射器产生真空,提供整个气相流动所需动力； 〈6>吸收液不断吸收从反应釜生成的二氧化氯气体，最终制得稳定二氧化氯消毒液。
3.根据权利要求2所述的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法，其特征在于:所述氯酸钠水溶液与硫酸甲醇液质量比为0.5~1.0。
4.根据权利要求3所述的半连续式稳定二氧化氯消毒液生产方法，其特征在于:所述稳定吸收液为含质量百分比6.5~7.5%过碳酸钠和4.0~5.0%氢氧化钠的水溶液。
【文档编号】C01B11/02GK103552986SQ201310573670
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】陆清, 许强, 庄健君, 李健, 冯雁, 梁燕 申请人:南宁绿城环保消毒剂科技有限公司