专利名称：多功能高效节能二氧化氯发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于环境工程、果蔬保鲜、印染脱色及用水净化的二氧化氯生产设备，属于卫生消毒器械领域。
背景技术：
二氧化氯是一种具有广谱杀菌功能的氧化性消毒剂，氧化能力、抑病毒能力、杀菌持效性都较好，且不与水中的腐殖酸和富里酸等有机物反应生成致癌物，已在水体消毒处理中得到广泛应用。目前，二氧化氯的生产方法主要有化学法和电解法，化学法因其运行费用低、转化率较高而普遍采用。氯酸钠法的反应原理是NaCL03+2Ha—CL02+iCL2+NaCI>H20;亚氯酸钠法的反应原理是5NaCL02+4HCL — 4CL02+5NaCL+2H20。现有的二氧化氯发生器常选用氯酸钠或亚氯酸钠溶液与酸液在一个池型或罐型的反应釜内进行，混合不充分，转化率和纯度都仅为60% 70%，造成原料的大量浪费，增加了生产成本；同时，传统设备采用负压曝气混合，进入的空气流量影响反应效果及反应过程的安全性，且反应条件无法控制、跟踪，不能及时调整二氧化氯输出量。由于负压式设备必须用到安全阀，也常因操作人员对安全阀的操作不当或失误导致发生器管道堵塞，引发爆炸。此外，二氧化氯发生器有很多管道、接头， 只要是用于生产二氧化氯的设备，或多或少都会有漏氯的挥发和产生，氯气排放在空气中， 不仅能杀死植物，对人体的呼吸道也有极大伤害，直接威胁到操作人员的职业健康。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷提供了一种设计合理、运行方便、安全可靠的高转化率、功能复合、节能环保的新型二氧化氯发生器。为解决现有设备二氧化氯转化率低、耗电量和安全隐患大、对漏氯、余氯不处理或效果较差的系列问题，本发明采用的技术解决方案如下一种多功能高效节能二氧化氯发生器，包括原料桶户外加热系统、正压式计量系统、肠道式反应系统、水净化循环系统和酸雾吸收中和系统，各系统通过水力流程管道、阀门或法兰相互连通。原料桶户外加热系统由酸液加料桶、氯酸钠或亚氯酸钠加料桶组成，在酸液加料桶和氯酸钠或亚氯酸钠加料桶中分别插入加热棒，对酸液和氯酸钠或亚氯酸钠溶液加热， 加热棒的启闭由温控传感器自动控制。为防止雾化，设定酸液温度加热到50°C左右，氯酸钠或亚氯酸钠溶液可升温至90°C。这完全不同于传统做法，将酸液和氯酸钠或亚氯酸钠溶液混合在反应釜、单式或塔式反应管中进行加热，导致加热不均勻或反应温度过高，造成二氧化氯急速分解带来的爆炸、爆鸣现象。本发明从源头的投料加热到中间的物料反应，再到余氯、漏氯的回收、中和，彻底地避免了二氧化氯特性所决定的安全隐患。正压式计量系统利用重力自流原理，改变了以前利用水射器产生负压的工作方式，使自来水和用电量的消耗很少。本发明将盐酸、硫酸等酸液和氯酸钠、亚氯酸钠溶液置于发生器的3 5米高处，加热后的酸液和氯酸钠、亚氯酸钠溶液通过过滤器、玻璃流量计流入与之相连的肠道式反应器，经设定确定的流量在重力作用下，自流经肠道式反应器多次接触产生高浓度、高纯度的二氧化氯消毒液。在此，发明人用玻璃流量计替代计量泵，既减少了计量泵的成本和用电量，也节约了用水。因为计量泵是需要用电的，用一段时间后需要维修和更换，成本非常高。发明人在正压计量系统中增设过滤器，主要是将化学品中的悬浮固体杂质截留，使反应过程更安全。肠道式反应系统一改传统蓄池反应或多管溢流反应的做法，模仿人体肠道原理进行独创性的设计，反应管道进行多道扭曲、循环、弯折，肠道管径为10 50mm，管道间距 < 6mm，以最大化减少肠道式反应系统的空间需求，使设备趋向微型化、节省管道原料。考虑到尽量让酸液和氯酸钠、亚氯酸钠溶液尽量充分混合，延长反应时间，管道采取耐高压、耐腐蚀的PVC、CPVC、PVDF、特氟隆、聚四氟乙烯、陶瓷玻璃或特种合金材料凹凸管，在管道内壁可进一步设置多处布液混合的凹凸弧面或小尺寸折流板，类似于有许多褶皱、盘旋弯曲的肠道。经发明人多次试验，改进后的肠道式反应系统对二氧化氯消毒液原料的转化率比传统做法高出25% -35%，可达95%以上。这样使未反应的原料含量降到最少，既降低了使用成本又提高了二氧化氯应用时的功效，还使可能产生的氯气降到最低值，最大化地避免了其带来的负面影响。肠道式反应系统进行汽液分离输出二氧化氯气体后，进入水净化循环系统中的消毒液槽，形成消毒液，送入待消毒水中，完成整个净化过程。在本发明中，二氧化氯气体是通过消毒液槽的底部进气口进入，并与一组出气孔相通，这样可以使二氧化氯与水充分混合并保证一定的汽液界面，同时二氧化氯气体从众多出气孔出来后，可以使碱液水在气泡作用下得到进一步的搅拌混合，二氧化氯气体经水吸收后的PH值为6彡PH < 7。另外，本发明的改进还在于，在消毒液槽的侧面设置排氯口，反应介质残液不进入水体，直接通过排氯口管道进行回收反复使用，既节约生产成本，又可避免对水环境造成二次污染。酸雾吸收中和系统由风机、消毒液槽、水泵、管道构成，形成风循环和碱液水循环两个通路，风机吸取含有漏氯酸雾的室内空气，利用电动吹入二氧化氯发生器内，形成气压，经出风口带动空气循环；微型水泵与消毒液槽相连接，将碱液水提升至肠道式反应系统的底部使用超声雾化器喷淋，形成水帘或雾帘，与风机吸入的含有漏氯酸雾的气体在气液界面进行充分的中和反应，即NaOH+HCl = NaCl+H20，这样使二氧化氯发生器安装的房间室内空气保持清新，既保护了设备的电子控制系统免受酸雾腐蚀，又给操作人员创造了健康、 舒适的工作环境。本发明既可以采用壁挂式，又可以采用立柜式，可以广泛应用于城乡自来水、医院污水、工业循环水、游泳池、城市污水等处理，具有很好的投资前景。由于该新型二氧化氯发生器整体为完全密闭设计，各部件结合有序，衔接紧凑，占用面积小，制作成本低，同时反应速率快，自动化程度高，操作工艺安全稳定、简单实用，运行、维护费用低。设备附带的酸雾吸收中和系统还对房间内的酸雾进行了吸收，达到了保护设备电子产品部件以及使工作人员舒适工作的目的。
图1是本发明的装置示意图。
图2是本发明酸雾吸收中和系统的循环原理图。图1中，氯酸钠或亚氯酸钠加料桶1、酸液加料桶2、加热棒3、过滤器4、玻璃流量器5、肠道式反应器6、自来水7、出风口 8、微型水泵9、消毒液槽10、风机进风口 11、排氯口 12。图2中，出风口 8、微型水泵9、消毒液槽10、风机进风口 11，实线箭头为风机吸入含有漏氯酸雾的风循环方向，虚线箭头为微型水泵提升碱液水雾化的循环方向。
具体实施例方式以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，如未脱离本发明的设计精神，本领域普通技术人员对本发明方案作出的各种变形、改进，均落入本发明权利要求书确定的范围。实施例1如图1所示，在户外设置垂直于二氧化氯发生器3米高处的原料加料桶，向氯酸钠加料桶1中注入浓度为1 20%的氯酸钠溶液，向酸液加料桶2中注入浓度为1 20% 的盐酸溶液，经加热棒3加热后，盐酸温度控制在50°C，氯酸钠温度控制在80°C，经过滤器 4去杂质后，由玻璃流量计5控制氯酸钠水溶液和浓盐酸的进料比例体积比为1 0.95。 在重力作用下，盐酸溶液和氯酸钠溶液进入到管径40mm、管长3000mm的PCV肠道式反应器 6，并在流经肠道式反应器6时多次接触，进行化学反应，生成高浓度、高纯度的二氧化氯气体。二氧化氯气体通过消毒液槽10的底部进气口进入，并与一组出气孔相通，与自来水7 融合后形成消毒液，送入待消毒水中，完成整个净化过程，反应介质残液通过排氯口 12管道进行回收反复使用。在生成二氧化氯的同时，风机启动并吸取含有漏氯酸雾的室内空气， 电动吹入发生器内，形成气压，经出风口 8带动空气循环，微型水泵9将碱液水提升至肠道式反应系统的底部使用超声雾化器喷淋，形成水帘或雾帘，与风机吸入的含漏氯的盐酸气体在气液界面进行中和反应。实施例2如图1所示，在户外设置垂直于二氧化氯发生器4米高处的原料加料桶，向亚氯酸钠加料桶1中注入浓度为25 30%的亚氯酸钠溶液，向酸液加料桶2中注入浓度为25 30 %的硫酸溶液，经加热棒3加热后，硫酸温度控制在45 0C，亚氯酸钠温度控制在75 °C， 经过滤器4去杂质后，由玻璃流量计5控制亚氯酸钠水溶液和浓硫酸的进料比例体积比为 1 1。在重力作用下，硫酸溶液和亚氯酸钠溶液进入到管径20mm、管长5000mm的钛铝合金材料肠道式反应器6，并在流经肠道式反应器6时多次接触，进行化学反应，生成高浓度、高纯度的二氧化氯气体。二氧化氯气体通过消毒液槽10的底部进气口进入，并与一组出气孔相通，与自来水7融合后形成消毒液，送入待消毒水中，完成整个净化过程，反应介质残液通过排氯口 12管道进行回收反复使用。在生成二氧化氯的同时，风机启动并吸取含有漏氯酸雾的室内空气，电动吹入发生器内，形成气压，经出风口 8带动空气循环，微型水泵9将碱液水提升至肠道式反应系统的底部使用超声雾化器喷淋，形成水帘或雾帘，与风机吸入的含漏氯的硫酸气体在气液界面进行中和反应。实施例3如图1所示，在户外设置垂直于二氧化氯发生器5米高处的原料加料桶，向氯酸钠加料桶1中注入浓度为32 40%的氯酸钠溶液，向酸液加料桶2中注入浓度为32 40%的硝酸溶液，经加热棒3加热后，硝酸温度控制在60°C，亚氯酸钠温度控制在90°C，经过滤器4去杂质后，由玻璃流量计5控制亚氯酸钠水溶液和浓硫酸的进料比例体积比为 1 1.05。在重力作用下，硫酸溶液和亚氯酸钠溶液进入到管径50mm、管长6000mm的聚四氟乙烯肠道式反应器6，并在流经肠道式反应器6时多次接触，进行化学反应，生成高浓度、 高纯度的二氧化氯气体。二氧化氯气体通过消毒液槽10的底部进气口进入，并与一组出气孔相通，与自来水7融合后形成消毒液，送入待消毒水中，完成整个净化过程，反应介质残液通过排氯口 12管道进行回收反复使用。在生成二氧化氯的同时，风机启动并吸取含有漏氯酸雾的室内空气，电动吹入发生器内，形成气压，经出风口 8带动空气循环，微型水泵9将碱液水提升至肠道式反应系统的底部使用超声雾化器喷淋，形成水帘或雾帘，与风机吸入的含漏氯的硝酸气体在气液界面进行中和反应。
权利要求
1.一种多功能高效节能二氧化氯发生器，包括加热系统、计量系统、反应系统、净化系统，各系统通过管道、阀门或法兰依次相互连通，其特征在于，设备还附带有酸雾吸收中和系统，其中所述的加热系统为由原料加料桶、加热棒、温控传感器组成的原料桶户外加热系统，所述的计量系统为由过滤器和玻璃流量计组成的正压式计量系统，所述的反应系统为多道扭曲弯折的肠道式反应系统，所述的净化系统为设有排氯口回收管道的水净化循环系统，所述的酸雾吸收中和系统为由风机、消毒液槽、水泵、管道构成，能形成风循环和碱液水循环通路的中和系统。
2.根据权利要求1所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的加热系统中，原料加料桶由酸液加料桶、氯酸钠或亚氯酸钠加料桶组成，由温控传感器自动控制加热棒电加热，酸液加热温度值设为45 60°C，氯酸钠或亚氯酸钠溶液加热温度值设为 75 90 。
3.根据权利要求1或2所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的加热系统中，原料加料桶置于发生器设备的3 5米高处，加热后的酸液和氯酸钠、亚氯酸钠溶液通过过滤器、玻璃流量计流入与之相连的肠道式反应器，酸液原料为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸，氯酸钠或亚氯酸钠溶液和酸液的进料比例体积比为1 0.95 1.05。
4.根据权利要求1所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的反应系统为多道扭曲弯折的肠道式反应系统，肠道管径为10 50mm，管道间距彡6mm，肠道总长 800 6000mm。
5.根据权利要求1、4所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的肠道式反应系统采用耐高压、耐腐蚀的PVC、CPVC、PVDF、特氟隆、聚四氟乙烯、陶瓷玻璃或特种合金材料凹凸管。
6.根据权利要求1、4或5所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的肠道式反应系统的管道内壁还可设置多处布液混合的凹凸弧面或小尺寸折流板。
7.根据权利要求1所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的净化系统中，反应生成的二氧化氯气体是通过消毒液槽的底部进气口进入，并与一组出气孔相通，二氧化氯气体从出气孔出来后，在碱液水中形成连续的多个气泡。
8.根据权利要求1或7所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的净化系统中，在消毒液槽的侧面或底部设置排氯口，排氯口通过回收管道再次进入反应系统或净化系统。
9.根据权利要求1的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，所述的酸雾吸收中和系统中，风机吸取含有漏氯酸雾的室内空气，利用电动吹入二氧化氯发生器内，形成气压，经出风口带动空气循环，同时与消毒液槽相连接的微型水泵，将碱液水提升至肠道式反应系统的底部使用超声雾化器喷淋，形成水帘或雾帘，与含氯酸雾气体进行中和反应。
10.根据权利要求1至9之任一项中所述的多功能高效节能二氧化氯发生器，其特征在于，二氧化氯发生器为壁挂式、立柜式或架设式。
全文摘要
本发明涉及一种多功能高效节能二氧化氯发生器，包括加热系统、计量系统、反应系统、净化系统，各系统通过管道、阀门或法兰依次相互连通，其特征在于，设备还附带有酸雾吸收中和系统，其中所述的加热系统为由原料加料桶、加热棒、温控传感器组成的原料桶户外加热系统，所述的计量系统为由过滤器和玻璃流量计组成的正压式计量系统，所述的反应系统为多道扭曲弯折的肠道式反应系统，所述的净化系统为设有排氯口回收管道的水净化循环系统，所述的酸雾吸收中和系统为由风机、消毒液槽、水泵、管道构成，能形成风循环和碱液水循环通路的中和系统。该发明设计合理、运行方便、安全可靠，具有高转化率、功能复合、节能环保等特点。
文档编号C01B11/02GK102167287SQ201110129518
公开日2011年8月31日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者李达 申请人:李达