[实用新型]一种化学法二氧化氯发生设备

说明书

本实用新型涉及一种消毒杀生剂的制备设备，尤其涉及一种化学法二氧化氯(ClO₂)发生设备。

ClO₂作为广谱高效杀菌、漂白、防霉除臭、水质净化、食品保鲜，多功能集于一身的理想消毒杀生剂，已为医疗卫生防疫、工农业生产、水质处理等众多领域所重视，社会需求量日益增加，前景甚为良好。

ClO₂有许多不同生产方法，包括电化学法，化学合成法以及它们的组合，目前市场上的ClO₂发生器，大部分以碱金属氯酸盐为原料，在强无机酸介质中，用还原剂还原氯酸根离子(ClO₃^-)来制造ClO₂。工业生产上采用的还原剂有Cl^-源，非Cl^-源如SO₂、SO₃^2-(或HSO₃^-)、等或CH₃OH及其它有机物。强无机酸主要为盐酸和硫酸。Cl^-源还原剂反应生成ClO₂、Cl₂混合气体，而Cl₂是有害的副产物；采用非Cl^-源或有机物等还原剂反应产生的中间物残留于反应溶液中，不仅降低了利用率，又造成排放废液中COD增加，其挥发性成份则进入气态产物中；含硫类还原剂在反应中可大量生成含硫废物，造成环境污染。

社会的进步，环境保护意识的加强，要求实现生成无有害副产物，无污染排放，即要求生产不含Cl₂，不含有机物的ClO₂。生产中减小甚至避免芒硝(硫酸盐饼)的生成，降低生产成本，己成为ClO₂生产技术进步的方向。

WO 98/13295，用H₂O₂部分取代甲醇可明显提高ClO₂转化率。US5342601，氯酸在高氯酸提供的酸度的条件下真空负压加热，催化剂作用生成ClO₂，但反应时间长达几个小时，在小型设备中难以采用。

US 5091166和5091167提出碱性氯酸盐在酸性介质中以过氧化氢作还原剂，在2-5N酸度范围内，H₂O₂是极有效的还原剂，同时生成基本不含Cl₂的ClO₂也是可能的。WO 93/21105,US 5273733提出，为了减少和避免生成碱金属的SO₄^2-/HSO₄^-盐副产物，可用氯酸替代碱金属氯酸盐来制造ClO₂。同时又指出，在有些生产氯酸的方法中，特别是在电解法中，得到的是氯酸和碱金属氯酸盐的混合物，专利中介绍用氯酸和碱金属氯酸盐的混合物在单容反应器(SVP)中，氯酸水溶液是发生ClO₂的反应介质。但在实施例中均以碱金属氯酸盐为原料和过氧化氢反应无氯酸反应的实例介绍。WO 93/25470、US 5486344所述HClO₃和H₂O₂的反应即使1-2N低酸度下反应也很快，比其它一些反应体系例如HClO₃-CH₃OH,NaClO₃-H₂SO₄-H₂O₂体系明显地快，且不生成有害副产物。实验中发现HClO₃和H₂O₂在1～2N低酸度下反应，在同等条件下反应，可能比HClO₃-CH₃OH,NaClO₃-H₂SO₄-H₂O₂体系快些。但在小型的二氧化氯发生器(500kg/日产量以下)中证明转化率是不高的。当1.5mol/L浓度，纯度为97.3％的氯酸溶液，用50％硫酸调整酸度至2.2N，在75℃温度，负压加热下与过氧化氢反应20分钟，氯酸转化率仅10％左右。按本文实施例1所述条件进行反应60分钟，氯酸转化率也仅67.4％，在小型二氧化氯发生器中短时间内反应是难以达到预期效果的。