[发明专利]一种制备二氧化氯的加料方法、混合加料管和加料器

说明书

技术领域

本发明涉及制备二氧化氯的领域，特别涉及一种制备二氧化的加料方法，以及一种能够实现该方法的混合加料管和具有该混合加料管的加料器。

背景技术

近三十年来，二氧化氯作为一种新型消毒氧化剂，在发达国家已得到了广泛应用，是一种代替液氯的优良消毒氧化剂。经二氧化氯处理的水中不会产生通常用氯气消毒时形成的致癌物三卤甲烷，其安全性被世界卫生组织WHO列为AI级，具有广谱、速效、无毒、用量少、药效长、杀菌效果不受PH值限制等诸多优点，对部分细菌的杀灭率可达100％；使用二氧化氯消毒还可以氧化水中的一些还原性金属离子如Fe²⁺、Mn²⁺等，能够去除水中的铁、锰元素。

现阶段，我国的很多水厂也开始使用二氧化氯代替液氯对自来水进行消毒处理。当采用R11法制备二氧化氯时，其反应方程式见化学式(1)：

2NaClO₃+H₂O₂+2H₂SO₄＝2ClO₂+O₂+2NaHSO₄+2H₂O    (1)

在实际应用中，现有的采用R11法的各种二氧化氯发生器都是用文氏管加料器将液态氯酸钠、液态硫酸、液态过氧化氢三种液体原料和热空气首先进行气液混合，此时开始化学反应生成二氧化氯气体；然后将气液混合物送入气液分离器进行气液分离，生成的二氧化氯气体经管道导出，分离出的液体经管道导入反应釜进一步反应并持续生成更多的二氧化氯气体。因二氧化氯气体浓度超过10％时容易发生爆炸，这一过程通常必须在负压下进行，以便通过管道及时导出二氧化氯气体。

在以上过程中，气液混合和气液分离步骤都要求达到较高的效率，以提高整个系统的反应效率和二氧化氯转化率，并保证反应安全。这种方式的主要缺陷在于：第一，气液混合和气液分离二者本身是互相矛盾对立的步骤，从系统整体构成来看，文氏管和气液分离器的效率越高，整个系统中用于互相抵消的功就越高，即使出于成本和防腐性能的考虑而使用分离效率较低的折流式气液分离器，也仍有相当部分的功损耗在先进行气液混合再进行气液分离这个过程之中；第二，通常情况下，系统负压是由二氧化氯投加到水体处的水射器提供的，驱动原料进入文氏管的各种原料泵/阀所提供的正压对系统压力不仅没有贡献，还需要水射器提供额外的负压予以抵销，才能使系统负压保持在额定的范围之内，无形中增加了整个系统对于能量的需求；第三，从系统结构上来看，投料管/泵→文氏管气液混合器→气液分离器→反应釜这一系列系统构成较为复杂，各子系统的工作效率都不能达到或接近各自的最佳，而只能取系统整体平衡下的折衷值。

发明内容

本发明的第一个目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，取消了加料系统中的文氏管和气液分离器，提供一种高效的加料方法。

本发明所采用的技术方案为：一种制备二氧化氯的加料方法，包括如下步骤：首先经硫酸输液管和氯酸钠混合液输液管分别将两种液体原料硫酸和氯酸钠混合液输送至混合加料管的两条支管中；

所述硫酸和氯酸钠混合液分别在各自的支管中进行雾化，成为气液混合状态；两种雾化的液体原料最终将在所述混合加料管内混合并开始初步反应，经初步反应所产生的二氧化氯气体由在混合加料管的管壁上开设的透气孔导入加料器中；

经在混合加料管内初步反应的液体原料在重力作用下从加料器进入反应釜中进行主反应。

本发明的第二个目的是提供一种能实现上述方法的混合加料管，本发明所采用的技术方案为：一种混合加料管，包括两条支管，所述两条支管在各自的末端合并在一起形成使均处于被雾化的硫酸和氯酸钠混合液进行初步反应的合成段；所述合成段的管壁上开有用于将初步反应所产生的二氧化氯气体排出的透气孔。

优选地，所述合成段包括位于初始合并处的初始段和位于末端的扩张段，所述初始段与扩张段之间通过沿液体原料流动方向逐渐扩张的渐扩段承接。

优选地，所述支管包括扩散段和与扩散段承接的收敛段，两条支管在各自的收敛段的底部合并在一起形成所述合成段。