[实用新型]一种一体化的二氧化氯制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一体化的二氧化氯制备装置。

背景技术

二氧化氯是一种公认的高效、无毒、快速、广谱灭菌的消毒剂，已在水消毒、造纸制浆、织物漂白等领域成为液氯、次氯酸钠、氯胺等氯系消毒剂的替代产品。二氧化氯的制备方法主要有化学法和电解法两种，电解法由于一次性投资大，生产能耗高，因此没有被推广；化学法是以氯酸钠、亚氯酸钠、次氯酸钠和盐酸、硫酸等为原料，通过在化学反应器中反应来制备二氧化氯。由于化学反应种类繁多，性质各异，因此化学反应器在构型及尺寸上相差甚远，在设计上需对化学反应过程及化学工艺的特征进行综合考虑。

对于二氧化氯制备，目前广泛使用的工艺是将反应器分成3个以上的反应腔，再用集气管将各个反应腔内产出的气体收集并送至使用点（或吸收系统），反应器在材质上采用碳钢内衬搪玻璃代替钛材，而钛材是二氧化氯反应器最理想的材质，但由于价格昂贵，多用在产量规模较大的反应装置上，对于中型二氧化氯制备装置（日产3-6吨），用碳钢内衬搪玻璃代替钛材，这虽然降低了设备吨产量的一次性投资，但也使设备的耐用性大打折扣，而且由于搪玻璃易碎，设备的后期维护成本也较高。

实用新型专利“一种稳态二氧化氯反应器”（专利申请号：201320194842.6），公开了一种卧式二氧化氯反应器，反应器内部通过隔板分区，分为5-7个反应腔，但该反应器占地大，耗材多，一般用于日产二氧化氯8吨及以上规模的工况，不适合进行中型产量规模的二氧化氯制备，因为该反应器是通过采用在大的反应空间内设置多隔断来延长母液停留时间和防止母液短流，但多腔室结构的反应器增加了耗材，从吨产量一次性投资角度而言不适用于中型产量规模的二氧化氯制备装置；另外单纯将大型二氧化氯制备装置的多腔式结构缩小用于中型二氧化氯的制备，同时要保证足够的换热面积和曝气面积，则装置在内件布置和固定上就会存在局限性，不利于检修和维护。

发明内容

针对上述中型二氧化氯制备装置存在的不足，本实用新型的目的是根据反应物料及二氧化氯介质的特殊性，提供一种一体化的二氧化氯制备装置，针对中型规模反应的特点进行设计，通过结构优化提高了反应效率，设备整体使用钛材制作，通过反应区的集成实现结构一体化，将一台反应器分区成两个反应室与一个集气区，从而降低了设备重量，减少了成本，特别适用于中型规模产量的工况。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种一体化的二氧化氯制备装置，包括立式反应器本体，所述立式反应器本体上部设有加料口，下部设有测温装置接口和循环出口，顶部设有封头，封头上分别设有喷淋管，补气阀门接口和测压装置接口，所述筒体内部设有隔板，将立式反应器本体分为主反应室和第二反应室，主反应室空间大于第二反应室，主反应室和第二反应室顶部的气相空间连通，气相空间顶部设有出气口和泄压装置；所述主反应室的底部设有将生成的二氧化氯吹出至气相空间的曝气装置，主反应室内设有控制反应温度和反应速率的加热装置；所述隔板内设有防止反应液短流的导流管；所述第二反应室底部设有将剩余二氧化氯吹出至气相空间的曝气装置，第二反应室内设有控制反应液停留时间并避免反应液短流的溢流管，溢流管在立式反应器本体的侧壁设有开口，并与残液回收处理系统相通；反应器本体与外部加料装置连接，所述外部加料装置包括强制循环泵、加料器和喷射器，所述强制循环泵的一端与循环出口连接，另一端与加料器连接，喷射器一端与加料器连接，另一端与加料口连接，构成使反应液保持湍流状态的循环通路。

所述立式反应器本体通过锚与基础设备固定连接；

所述封头为椭圆形；

所述立式反应器本体底部为平底；

所述曝气装置为曝气盘或曝气管；

所述加热装置为加热蛇管；

所述反应器本体采用一体化全钛材质。

一种二氧化氯制备方法，采用氯酸钠、浓硫酸作为原料，甲醇作为还原剂，在上述二氧化氯制备装置内发生反应，生成二氧化氯，具体步骤如下：

（1）向加料器内加入浓硫酸与氯酸钠溶液，混合；

（2）步骤(1)得到的混合溶液进入喷射器内，与甲醇混合；

（3）步骤(2)得到的混合溶液由喷射器提供动力，从加料口进入反应器的主反应室内，在主反应室内发生反应；

（4）步骤(3)中，生成的二氧化氯被曝气盘鼓出的空气吹出至气相空间，反应液由反应器的循环出口流出，由强制循环泵提供动力，实现反应液的循环流动，提高了反应效率，保证了反应的充分进行；