专利名称：二氧化氯发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化氯生产设备，具体地说是一种二氧化氯发生器，属于二氧化氯生产设备领域。
背景技术：
现有化学方法制取二氧化氯技术，大多采用亚氯酸钠或氯酸钠及硫酸或盐酸作为原材料，将上述原料的一种如氯酸钠和盐酸投入反应器加温反应，制取二氧化氯。由于反应温度低(在40-55°C )，反应胆只有一级，反应时间短，曝气中又采用大气量的管式曝气，冷空气进入反应胆后迅速降低了反应液的温度，物料反应不充分，制取的二氧化氯含量低，消毒液浓度低，反应后液体中的未转化的原材料及中间产物随液体一起被吸出形成消毒液，致使消毒液中含有大量的氯酸根、亚氯酸根等有毒物质，且原料转化率很低。发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种二氧化氯发生器，该发生器提供了一级预反应加多级主反应系统，结构科学、布置合理，克服了现有技术原材料转化率低、产物中未转化原材料含量高、反应中安全性差等问题，反应胆底部微孔曝气，极大地提高了二氧化氯分子与微气泡结合效果，使产物迅速被提取，化学反应平衡向生成物移动，原材料转化率高、运行成本低、安全可靠、无毒卫生。
本发明的技术方案为一种化学法二氧化氯发生器，包括依次相连的计量供料系统、预反应器和主反应器多级；所述的计量供料系统包括相连的储料桶和计量泵；所述的储料桶包括盐酸储料桶和氯酸钠储料桶；所述的计量泵包括盐酸计量泵和氯酸钠计量泵；所述的预反应器为预反应胆；所述的主反应器包括依次相连的二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆。
所述的预反应胆的底部设有预加热器和预加热水浴箱，加热温度55_65°C ;所述的预反应胆的底部部设有微孔曝气系统即预反应胆微孔曝气器，上部连接气液分离器，并通过预反应胆进气管连接预反应胆微孔曝气器，上部通过输液管将液体输送到三级反应胆， 上部设有液体回流管接受气液分离器分离回流的液体，上部通过泄压排气管连接有防爆泄压装置；所述的空气预加热器内部设有管式换热系统，出口通过热空气输送管将热空气分别通入预反应胆、二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆。
所述的主反应器即二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆位于主反应器水浴加热箱内，所述的主反应器水浴加热箱内还设有残液分离器，通过主反应器U型加热管即第一主反应胆水浴加热器和第二主反应胆水浴加热器对水进行加热，加热温度 75-88。。。
所述二级反应胆底部设有二级反应胆微孔曝气器，上部通过空气输送管连接二级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到三级反应胆，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置；所述三级反应胆底部设有三级反应胆微孔曝气器，上部通过进气管连接三级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到四级反应胆，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置；所述的四级反应胆底部设有四级反应胆微孔曝气器，上部通过进气管连接四级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到五级反应胆， 上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置；所述的五级反应胆底部设有五级反应胆微孔曝气器，最底部连接残液分离器，上部通过进气管连接五级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部设有液体出口并连接单向阀，上部通过回流管连接残液分离器，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置。
进一步地所述的防爆泄压装置，为重力式恒压泄压阀，恒压压力O. 02兆帕，密封球体材质UPVC，密封圈材质为四氟橡胶，公称直径DN32-40.所述的气液分离器采用微孔过滤和旋流分离原理将反应胆收集的气液混合液进行分离，分离效率达到82%，分离后的二氧化氯和氯气混合气体通过单向阀进入喷射器与水混合形成消毒液，液体通过液体回流管回流至预反应胆继续参与反应。
所述的微孔曝气系统由进气管和预反应胆微孔曝气器、二级反应胆微孔曝气器、 三级反应胆微孔曝气器、四级反应胆微孔曝气器、五级反应胆微孔曝气器组成，各微孔曝气器由微孔曝气盘组成，曝气孔孔径小于2毫米，形成的微小的空气气泡直径小于O. 5毫米， 微小气泡与二氧化氯、氯气气体分子的结合率大于40%。
所述的残液分离器采用重力沉淀和浅层斜板沉淀技术制作，五级反应胆内液体流到五级反应胆微孔曝气器底部时形成静态稳流状态，液体在流经残液分离器时颗粒物质、 未转化的无机盐沉淀于分离器底部，上层二氧化氯、氯气混合液通过回流管回流至五级反应胆，并通过反应液出液管、单向阀被吸出进入喷射器与水混合形成消毒液。底部残液定期排放。
所述的电接点压力表是安全防护控制仪表，为保证化学法高效复合二氧化氯发生器的工作安全和负压曝气效果，保证设备出口有不间断的负压吸力是必须的条件，而产生负压的动力就是压力水通过喷射器时所形成的负压，如果动力水压力低于设定值时(如 O. 15-0. 2兆帕)设备内胆便有压力聚集而发生膨胀和燃爆的可能，此时停止向设备反应胆投加药物是必须的措施，因而当动力水压力低于设定值时电接点压力表将切断设备主机计量泵的电源停止加药，以保护设备。
盐酸计量泵将一定浓度的盐酸溶液从盐酸储料桶打入预反应胆，氯酸钠计量泵将一定浓度的氯酸钠和配有一定比例的无机催化剂碳酸盐溶液从氯酸钠储料桶打入一级预反应胆。两种溶液在预反应胆进行预反应。在反应中由预加热器进行水浴加热，加热温度 45-65°C。同时，空气通过进气管被负压吸进空气预加热器，空气经加热后通过热气管和空气输送管分别进入预反应胆、二级反应胆微孔曝气器、三级反应胆微孔曝气器、四级反应胆微孔曝气器、五级反应胆微孔曝气器组成。盐酸溶液和带催化剂的氯酸钠溶液在预反应胆内进行初步反应，反应产物中按质量比计算氯气占34. 5%，二氧化氯占65. 5%，空气进入反应胆底部的微孔曝气器并形成直径非常小的微小气泡，在反应胆顶部由于喷射器的负压吸力作用，形成了一个负压真空区，由于真空区的作用这些微小气泡从反应胆底部迅速上升， 在上升的过程中与二氧化氯气体分子和氯气气体分子结合被带出液体形成氯气、二氧化氯、空气和少量水蒸气组成的混合气体，该气体被吸入气液分离器，在微孔分离盘和旋流分离过程中85%以上的液体与气体分离，气体进入喷射器与水混合形成消毒液，被分离的液体自流回到预反应器。微小气泡在将二氧化氯、氯气带出液体的同时还混合搅拌盐酸和氯酸钠催化剂相互接触碰撞加速反应。如果氯酸钠催化剂与盐酸液体在正常搅拌条件下的反应转化率45-55%，由于大量的二氧化氯、氯气分子被从反应液中带出，生成物浓度降低了 40-70%,反应平衡被打破，化学反应向生成物方向转移，从而原材料的转化率综合计算可提高 10-15%。
预反应胆内的反应液在微小气泡的搅拌下从预反应胆顶部一面反应一面向下移动经过10-20分钟后通过输液管进入二级主反应胆。二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆在主反应器水浴加热箱内由第一主反应胆水浴加热器和第二主反应胆水浴加热器完成加热升温任务，水浴温度65-88°C。由于盐酸与氯酸钠的反应为吸热反应，提高反应温度会提高原材料的转化率和反应速度，但是由于大量的二氧化氯分子都溶解在反应液内，温度超过65-75°C会加速二氧化氯本身的电离分解，所以控制合适的温度对提高原材料转化率和防止二氧化氯自我分解损耗至关重要。反应液进入二级主反应胆后原材料浓度已逐步降低，本级反应主要是在空气加热和水浴加热双重件下将主反应器内的反应液温度提高到45-65°C，在微孔曝气器的进一步从反应液中提取二氧化氯、氯气气体，使化学反应进一步向生成物方向转移，将原材料的转化率再提高8-10%，同时在反应液进入主反应器后氯气气体在从液体底部上升的过程中参与氯气+氯酸钠+盐酸的另外一种辅助反应，生成物为纯二氧化氯，进一步提高了产物中二氧化氯的含量，经过四级主反应胆的反应过程后， 产物中二氧化氯含量从65. 5%提高到了 74%。
反应液从二级反应胆连续进入三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆，在该四级主反应胆中由于温度的连续积累是反应液温度最后达到55-65°C，每进入下一级反应胆反应液的浓度越低，原材料的总装化率就提高一级，每级提高比例为5-10%，最后一级出口时原材料转化率达到87%，生成物中二氧化氯综合含量占72%。
反应液到达五级主反应胆时当液体下移到微孔曝气器底部时，液体改变了一直处于混沌曝气搅拌状态变为静态沉流状态，在经过残液分离器时未反应的颗粒物质、中间产物、氯酸根离子、亚氯酸跟离子沉淀于分离器底部，上部二氧化氯、氯气水的混合液通过上流连通管回到反应器顶部并被喷射器吸出与水混合形成消毒液。残液分离器底部的残液定期通过排污管外排。
在每一级反应胆顶部都设有泄压排气管，其设定压力为O. 02兆帕，为微正压，当由于喷射器突然停水无法吸气、出气口以外关闭堵塞等意外情况导致反应内胆压力升高时防爆泄压装置便自动打开泄压，压力降到正常时自动关闭，防止反应胆因压力升高导致的爆裂或燃爆。
让氯酸钠和盐酸反应物在与反应胆内进行加热初步反应，并将反应所得的二氧化氯和氯气气体最大限度地提出反应胆并与水混合，部分未反应的原料进入主反应器进行多级反应，并通过多级气提，最大限度地提高原材料的转化率，使原料转化率达到86%以上。6反应中未能转化的残液经过一定时间的分离积累后排出。
在反应系统顶部增设气液分离器,使二氧化氯和氯气气体与未转化的液体原料彻底分离，形成高纯度的消毒液。防爆泄压装置解决了传统的二氧化氯发生器存在的由于突然停水、停机、关闭设备出口导致内胆压力迅速增高而产生的膨胀性爆炸和燃爆，解决了困扰二氧化氯行业的一个设备安全防爆方面的难题。残液分离器应用重力分离原理和浅层沉淀原理使经过多级反应的残液在设备底部的残液分离器中完成静态的分离和斜板沉淀过程，残液沉淀于底部定期外排，消毒液通过回流管回流到消毒液出口，被喷射器吸出与水混合形成消毒液。空气预加热系统将进入反应胆的空气进行预加热，使进入反应胆的热空气直接加热反应液在提高了反应温度的同时加速了二氧化氯和氯气分子与液体的分离，提高原材料转化率。
该设备是一种生产以二氧化氯为主、以氯气为辅的化学法复合二氧化氯发生器。 同时，该设备还可以利用二氧化氯的强氧化性来用于循环水灭藻、化工有机污水氧化和无害化处理。
本发明的优点在于该发生器提供了一级预反应加多级主反应系统，结构科学、布置合理，克服了现有技术原材料转化率低、产物中未转化原材料含量高、反应中安全性差等问题，反应胆底部微孔曝气，极大地提高了二氧化氯分子与微气泡结合效果，使产物迅速被提取，化学反应平衡向生成物移动，原材料转化率高、运行成本低、安全可靠、无毒卫生。
下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
图I为本发明实施例的结构示意图；图中1-盐酸储料桶、2-盐酸吸料管、3-盐酸计量泵、4-盐酸加料管、5-氯酸钠储料桶、6-氯酸钠吸料管、7-氯酸钠计量泵、8-氯酸钠加料管、9-预加热水浴箱、10-预加热器、 11-空气预加热器、12-空气进气管、13-热空气输送管、14-空气输送管、15-泄压排气管、 16-防爆泄压装置、17-排气口、18-预反应胆微孔曝气器、19-预反应胆、20-输液管、21-主反应器水浴加热箱、22-第一主反应胆水浴加热器、23-第二主反应胆水浴加热器、24- 二级反应胆微孔曝气器、25-二级反应胆、26-三级反应胆微孔曝气器、27-三级反应胆、28-输液管、29-四级反应胆微孔曝气器、30-四级反应胆、31-输液管、32-五级反应胆微孔曝气器、 33-五级反应胆、34-输液管、35-出气管、36-气液分离器、37- 二氧化氯、氯气反应液出液管、38-单向阀、39-电接点压力表、40-喷射器、41-消毒液出口、42-回流管、43-残液分离器、44-残液排放管、45-液体回流管。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例I 如图I所示，一种化学法二氧化氯发生器，包括依次相连的计量供料系统、预反应器(即预反应胆 19)和主反应器(包括依次相连的二级反应胆25、三级反应胆27、四级反应胆30、五级反应胆33)共五级；所述的计量供料系统包括相连的储料桶和计量泵；所述的储料桶包括盐酸储料桶I和氯酸钠储料桶5 ;所述的计量泵包括盐酸计量泵3和氯酸钠计量泵7 ；所述的预反应胆19的底部设有预加热器10和预加热水浴箱9，加热温度55-65°C;所述的预反应胆19的底部部设有微孔曝气系统即预反应胆微孔曝气器18，上部通过预反应胆出气管35连接气液分离器36，上部通过预反应胆进气管14连接预反应胆微孔曝气器18， 上部通过输液管20将液体输送到三级反应胆27，上部设有液体回流管45接受气液分离器 36分离回流的液体，上部通过泄压排气管15连接有防爆泄压装置16 ;所述的空气预加热器 11内部设有管式换热系统，出口通过热空气输送管13将热空气分别通入预反应胆19、二级反应胆25、三级反应胆27、四级反应胆30、五级反应胆33。
所述的主反应器即二级反应胆25、三级反应胆27、四级反应胆30、五级反应胆33 位于主反应器水浴加热箱21内，所述的主反应器水浴加热箱21内还设有残液分离器43，通过主反应器U型加热管即第一主反应胆水浴加热器22和第二主反应胆水浴加热器23对水进行加热，加热温度75-88 °C。
所述二级反应胆25底部设有二级反应胆微孔曝气器24，上部通过空气输送管14 连接二级反应胆微孔曝气器24，上部通过出气管35连接气液分离器36，上部通过输液管28 将液体输送到三级反应胆27，上部通过泄压排气管15连接防爆泄压装置16 ；所述三级反应胆27底部设有三级反应胆微孔曝气器26，上部通过进气管14连接三级反应胆微孔曝气器26，上部通过出气管35连接气液分离器36，上部通过输液管31将液体输送到四级反应胆30，上部通过泄压排气管15连接防爆泄压装置16 ；所述的四级反应胆30底部设有四级反应胆微孔曝气器29，上部通过进气管14连接四级反应胆微孔曝气器29，上部通过出气管35连接气液分离器36，上部通过输液管34将液体输送到五级反应胆33，上部通过泄压排气管15连接防爆泄压装置16.所述的五级反应胆33底部设有五级反应胆微孔曝气器32，最底部连接残液分离器43， 上部通过进气管14连接五级反应胆微孔曝气器32，上部通过出气管35连接气液分离器 36，上部设有液体出口并连接单向阀38，上部通过回流管连接残液分离器43，上部通过泄压排气管15连接防爆泄压装置16。
所述的防爆泄压装置，为重力式恒压泄压阀，恒压压力O. 02兆帕，密封球体材质 UPVC，密封圈材质为四氟橡胶，公称直径DN32-40。
所述的气液分离器采用微孔过滤和旋流分离原理将反应胆收集的气液混合液进行分离，分离效率达到82%，分离后的二氧化氯和氯气混合气体通过单向阀38进入喷射器 40与水混合形成消毒液，液体通过液体回流管45回流至预反应胆19继续参与反应。
所述的微孔曝气系统由进气管14和微孔曝气器18、24、26、29、32组成，微孔曝气器由微孔曝气盘组成，曝气孔孔径小于2毫米，形成的微小的空气气泡直径小于O. 5毫米， 微小气泡与二氧化氯、氯气气体分子的结合率大于40%。
所述的残液分离器采用重力沉淀和浅层斜板沉淀技术制作，第五级反应胆33内液体流到微孔曝气器32底部时形成静态稳流状态，液体在流经残液分离器43时颗粒物质、 未转化的无机盐沉淀于分离器底部，上层二氧化氯、氯气混合液通过回流管42回流至五级反应胆33并通过二氧化氯、氯气反应液出液管37、单向阀38被吸出进入喷射器40与水混合形成消毒液。底部残液定期排放。
所述的电接点压力表39是安全防护控制仪表，由于化学法高效复合二氧化氯发生器为确保安全和负压曝气效果，而产生负压的动力就是压力水通过喷射器时所形成的负压，如果动力水压力低于设定值时(如O. 15-0. 2兆帕)设备内胆便有压力聚集而发生膨胀和燃爆的可能，此时停止向设备反应胆投加药物是必须的措施，因而当动力水压力低于设定值时电接点压力表将切断设备主机计量泵的电源停止加药，以保护设备。
盐酸计量泵3将一定浓度(32%)的盐酸溶液从盐酸储料桶I打入一级预反应胆 19，氯酸钠计量泵7将一定浓度(33%)的氯酸钠和配有一定比例(5%)的无机催化剂碳酸盐溶液从氯酸钠储料桶5打入一级预反应胆19。两种溶液在一级预反应胆19进行预反应。 在反应中由预加热器10进行水浴加热，加热温度45-65°C。同时，空气通过进气管12被负压吸进空气预加热器11，空气经加热后通过热气管13和空气输送管14分别进入预反应胆 19 二级反应胆25、三级反应胆27、四级反应胆30、五级反应胆33。盐酸溶液和带催化剂的氯酸钠溶液在预反应胆19内进行初步反应，反应产物中按质量比计算氯气占34. 5%，二氧化氯占65. 5%，空气进入反应胆底部的微孔曝气器并形成直径非常小的微小气泡，在反应胆顶部由于喷射器的负压吸力作用，形成了一个负压真空区，由于真空区的作用这些微小气泡从反应胆底部迅速上升，在上升的过程中与二氧化氯气体分子和氯气气体分子结合被带出液体形成氯气、二氧化氯、空气和少量水蒸气组成的混合气体，该气体被吸入气液分离器 36,在微孔分尚盘和旋流分尚过程中85%以上的液体与气体分尚，气体进入喷射器41与水混合形成消毒液，被分离的液体自流回到预反应器。微小气泡在将二氧化氯、氯气带出液体的同时还混合搅拌盐酸和氯酸钠(催化剂)相互接触碰撞加速反应。如果氯酸钠(催化剂)与盐酸液体在正常搅拌条件下的反应转化率45-55%，由于大量的二氧化氯、氯气分子被从反应液中带出，生成物浓度降低了 40-70%，反应平衡被打破，化学反应向生成物方向转移，从而原材料的转化率综合计算可提高10-15%。
预反应胆内的反应液在微小气泡的搅拌下从预反应胆顶部一面反应一面向下移动经过10-20分钟后通过输液管20进入二级主反应胆。二级反应胆25、三级反应胆27、 四级反应胆30、五级反应胆33在主反应器水浴加热箱21内由主加热器22、23完成加热升温任务，水浴温度65-88°C。由于盐酸与氯酸钠的反应为吸热反应，提高反应温度会提高原材料的转化率和反应速度，但是由于大量的二氧化氯分子都溶解在反应液内，温度超过65-75°C会加速二氧化氯本身的电离分解，所以控制合适的温度对提高原材料转化率和防止二氧化氯自我分解损耗至关重要。反应液进入二级主反应胆后原材料浓度已逐步降低，本级反应主要是在空气加热和水浴加热双重件下将主反应器内的反应液温度提高到 45-65°C，在微孔曝气器的进一步从反应液中提取二氧化氯、氯气气体，使化学反应进一步向生成物方向转移，将原材料的转化率再提高8-10%，同时在反应液进入主反应器后氯气气体在从液体底部上升的过程中参与氯气+氯酸钠+盐酸的另外一种辅助反应，生成物为纯二氧化氯，进一步提高了产物中二氧化氯的含量，经过四级主反应胆的反应过程后，产物中二氧化氯含量从65. 5%提高到了 74%。
反应液从25号二级反应胆连续进入27号三级反应胆、30号四级反应胆、33号五级反应胆，在该四级主反应胆中由于温度的连续积累是反应液温度最后达到55-65°C， 每进入下一级反应胆反应液的浓度越低，原材料的总装化率就提高一级，每级提高比例为5-10%，最后一级出口时原材料转化率达到87%，生成物中二氧化氯综合含量占72%.反应液到达五级主反应胆时当液体下移到微孔曝气器底部时，液体改变了一直处于混沌曝气搅拌状态变为静态沉流状态，在经过残液分离器44时未反应的颗粒物质、中间产物、氯酸根离子、亚氯酸跟离子沉淀于分离器底部，上部二氧化氯、氯气水的混合液通过上流连通管34回到反应器顶部并被喷射器吸出与水混合形成消毒液。残液分离器底部的残液定期通过排污管45外排。
在每一级反应胆顶部都设有泄压排气管15，其设定压力为O. 02兆帕，为微正压， 当由于喷射器突然停水无法吸气、出气口以外关闭堵塞等意外情况导致反应内胆压力升高时防爆泄压装置16便自动打开泄压，压力降到正常时自动关闭，防止反应胆因压力升高导致的爆裂或燃爆。
盐酸料桶材质为UPVC，容积为50L-200L.氯酸钠料桶材质为UPVC，容积为50L-200L.预反应器19的材质为高氯化聚氯乙烯或四氟合金，耐高温、耐腐蚀。预反应器直径为 060-110毫米，高度为50-1200毫米。连接管道直径DN15-DN40，材质为高氯化聚氯乙烯。预加热器11尺寸为DN80-DN250，材质为钛材。
主反应器25、27、30、33反应内胆直径032-80毫米，材质为高氯化聚氯乙烯或四氟合金；主加热器22、23材质为不锈钢316 ;主反应器水浴加热箱21尺寸长500-800毫米， 宽400-600毫米，高500-800毫米；连接管线材质为高氯化聚氯乙烯，直径为DN15-DN50。
残液处理系统材质为高氯化聚氯乙烯；容积O. 5-2. O升。
气液分离器材质为高氯化聚氯乙烯直径DN250，高300毫米。
防爆泄压装置16主体材质为UPVC，密封件材质为四氟，口径DN32-DN40.单向阀为有机玻璃材质，只允许液体流出，液体回返时关闭，直径DNl5-DN32。
喷射器材质为有机玻璃，在压力水(压力大于O. 2兆帕)的作用下产生负压吸力，带动反应内胆的曝气反应并将二氧化氯、氯气气体吸收与水混合形成消毒液，靠喷射器产生的负压推动力将混合液输送到各个投加点。
本发明各个实施例中，所用化工料均为本领域生产中所用之料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；在各工序中用到的设备，均采用当前粘胶纤维生产中所用的常规设备，并无特别之处。
最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种二氧化氯发生器，其特征在于包括依次相连的计量供料系统、预反应器和主反应器级； 所述的计量供料系统包括相连的储料桶和计量泵；所述的储料桶包括盐酸储料桶和氯酸钠储料桶；所述的计量泵包括盐酸计量泵和氯酸钠计量泵； 所述的预反应器为预反应胆； 所述的主反应器包括依次相连的二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆。
2.根据权利要求I所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的预反应胆的底部设有预加热水浴箱，加热温度55-65°C ;所述的预反应胆的底部部设有预反应胆微孔曝气器，上部连接气液分离器，并通过预反应胆进气管连接预反应胆微孔曝气器，上部通过输液管将液体输送到二级反应胆，上部设有液体回流管接受气液分离器分离回流的液体，上部通过泄压排气管连接有防爆泄压装置。
3.据权利要求2所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的预加热器内部设有管式换热系统，出口通过热空气输送管将热空气分别通入预反应胆、二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆。
4.据权利要求3所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆位于主反应器水浴加热箱内，所述的主反应器水浴加热箱内还设有残液分离器，通过主反应器U型加热管即第一主反应胆水浴加热器和第二主反应胆水浴加热器对水进行加热，加热温度75-88°C。
5.据权利要求4所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述二级反应胆底部设有二级反应胆微孔曝气器，上部通过空气输送管连接二级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到三级反应胆，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置。
6.据权利要求5所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述三级反应胆底部设有三级反应胆微孔曝气器，上部通过进气管连接三级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到四级反应胆，上部通过泄压排气管连接防爆泄压 装直。
7.据权利要求6所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的四级反应胆底部设有四级反应胆微孔曝气器，上部通过进气管连接四级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部通过输液管将液体输送到五级反应胆，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置。
8.据权利要求7所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的五级反应胆底部设有五级反应胆微孔曝气器，最底部连接残液分离器，上部通过进气管连接五级反应胆微孔曝气器，上部通过出气管连接气液分离器，上部设有液体出口并连接单向阀，上部通过回流管连接残液分离器，上部通过泄压排气管连接防爆泄压装置。
9.据权利要求8所述的二氧化氯发生器，其特征在于所述的防爆泄压装置，为重力式恒压泄压阀，恒压压力0. 02兆帕，密封球体材质UPVC，密封圈材质为四氟橡胶，公称直径DN32-40。
10.据权利要求9所述的二氧化氯发生器，其特征在于，生产方法为盐酸计量泵将一定浓度的盐酸溶液从盐酸储料桶打入预反应胆，氯酸钠计量泵将一定浓度的氯酸钠和配有一定比例的无机催化剂碳酸盐溶液从氯酸钠储料桶打入一级预反应胆；两种溶液在预反应胆进行预反应；在反应中由预加热器进行水浴加热，加热温度45-65°C;同时，空气通过进气管被负压吸进空气预加热器，空气经加热后通过热气管和空气输送管分别进入预反应胆、二级反应胆微孔曝气器、三级反应胆微孔曝气器、四级反应胆微孔曝气器、五级反应胆微孔曝气器组成；盐酸溶液和带催化剂的氯酸钠溶液在预反应胆内进行初步反应，反应产物中按质量比计算氯气占34. 5%，二氧化氯占65. 5%，空气进入反应胆底部的微孔曝气器并形成直径非常小的微小气泡，在反应胆顶部由于喷射器的负压吸力作用，形成了一个负压真空区，由于真空区的作用这些微小气泡从反应胆底部迅速上升，在上升的过程中与二氧化氯气体分子和氯气气体分子结合被带出液体形成氯气、二氧化氯、空气和少量水蒸气组成的混合气体，该气体被吸入气液分离器，在微孔分离盘和旋流分离过程中85%以上的液体与气体分离，气体进入喷射器与水混合形成消毒液，被分离的液体自流回到预反应器；微小气泡在将二氧化氯、氯气带出液体的同时还混合搅拌盐酸和氯酸钠催化剂相互接触碰撞加速反应; 预反应胆内的反应液在微小气泡的搅拌下从预反应胆顶部一面反应一面向下移动经过10-20分钟后通过输液管进入二级主反应胆；二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆在主反应器水浴加热箱内由第一主反应胆水浴加热器和第二主反应胆水浴加热器完成加热升温任务，水浴温度65-88°C ;反应液进入二级主反应胆后原材料浓度逐步降低，在空气加热和水浴加热双重条件下将主反应器内的反应液温度提高到45-65°C，微小空气气泡进一步从反应液中提取二氧化氯、氯气气体，使化学反应进一步向生成物方向转移， 将原材料的转化率再提高8-10%，同时在反应液进入主反应器后氯气气体在从液体底部上升的过程中参与氯气+氯酸钠+盐酸的另外一种辅助反应，生成物为纯二氧化氯，进一步提高了产物中二氧化氯的含量，经过四级主反应胆的反应过程后，产物中二氧化氯含量从65.5% 提高到了 74%o
全文摘要
本发明公开了一种化学法二氧化氯发生器，包括依次相连的计量供料系统、预反应器和主反应器多级，所述的主反应器包括依次相连的二级反应胆、三级反应胆、四级反应胆、五级反应胆；本发明的优点在于该发生器提供了一级预反应加多级主反应系统，结构科学、布置合理，克服了现有技术原材料转化率低、产物中未转化原材料含量高、反应中安全性差等问题，反应胆底部微孔曝气，极大地提高了二氧化氯分子与微气泡结合效果，使产物迅速被提取，化学反应平衡向生成物移动，原材料转化率高、运行成本低、安全可靠、无毒卫生。
文档编号C01B11/02GK102976272SQ20121035730
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者吴茂玉 申请人:潍坊海洁环保设备有限公司