二氧化氯气体的曝气反应装置的制作方法

本实用新型属于二氧化氯合成技术的领域，特别涉及一种二氧化氯气体的曝气反应装置。

背景技术：

二氧化氯具有优良的消毒杀菌除异味的功效，在空气消毒应用中越来越被人们认识和接受。二氧化氯是一种强氧化气体，这种强氧化气体是由两种以上的化学原料(例如氯酸钠、亚氯酸钠加柠檬酸或盐酸等)通过在气体反应仓內反应而获得。

二氧化氯虽然具有优良的消毒杀菌除异味的功效，但是，如果二氧化氯纯度不高，就会产生如亚氯酸盐或氯酸盐等氯仿物的残留物，这些残留物会导致二氧化氯在发挥功效的同时也带来了较强的副作用。具体地，二氧化氯纯度是二氧化氯化学能转变完全与否的结果体现。纯度高，没有氯酸盐和亚氯酸盐和氯仿物等副产物产生，终端使用就安全环保。否则纯度不高，其产生的副产物就会随着二氧化氯使用而带来二次污染，不利于环保。

然而，现有技术主要是针对二氧化氯气体产生的方式方法进行改进，例如酸化法制备方法、电化学法制备方法、电解法制备方法等；这些各种制备方法研究的是如何产生出二氧化氯，而对于如何提高二氧化氯纯度方面缺乏研究。比如现有技术的产生二氧化氯的装置，在如何产生二氧化氯方面有较多改进，参见申请公布号为“CN105849036A”的中国专利申请文件，解决了如何持续性产生二氧化氯的问题。但是，对于反应器结构如何制作合理，如何提高二氧化氯的纯度，均未提及。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种二氧化氯气体的曝气反应装置，旨在解决传统二氧化氯气体的曝气反应装置存在的产生的二氧化氯纯度低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种二氧化氯气体的曝气反应装置，包括曝气反应仓组；所述曝气反应仓组包括按照原料处理路径顺次相连且容积依次递减的多个曝气反应仓；每个的所述曝气反应仓上均设有进料口、出料口、曝气口以及二氧化氯气体溢出口，每个的所述曝气反应仓内设有用于定量曝气的曝气块。

作为本实用新型的优选技术方案：

进一步地，所述曝气块上设有连接孔以及多个曝气孔，多个的所述曝气孔与所述连接孔贯通。

进一步地，所述进料口和所述出料口分别开设在每个的所述曝气反应仓的左右两侧；所述曝气口分别设置在每个的所述曝气反应仓的底部；所述二氧化氯气体溢出口分别设置在每个的所述曝气反应仓的顶部。

进一步地，所述曝气反应仓组包括第一曝气反应仓、第二曝气反应仓和第三曝气反应仓；所述第一曝气反应仓的进料口的高度高于其出料口的高度，所述第二曝气反应仓的进料口的高度高于其出料口的高度，所述第三曝气反应仓的进料口的高度高于其出料口的高度。

进一步地，所述第一曝气反应仓、所述第二曝气反应仓和第三曝气反应仓的容积递减率设为0.5倍。

进一步地，所述第一曝气反应仓、所述第二曝气反应仓和第三曝气反应仓集成于一壳体内。

进一步地，所述曝气反应仓组内的反应液的总量与曝气总量的比值设为169：1。

进一步地，所述曝气反应仓组设有用于控制所述曝气反应仓组的环境温度的温控件。

进一步地，所述曝气反应仓组还连接有用于控制所述曝气反应仓组内的气压流量的反应控制仓；所述反应控制仓包括用于产生气量的增氧气泵以及与所述增氧气泵相连的多个气压流量计，每个的所述气压流量计相应地与每个的所述曝气块相连。

进一步地，所述曝气反应仓组连接有用于分离处理废液的废液分离器。

本实用新型提供的二氧化氯气体的曝气反应装置，通过制作一个产生二氧化氯气体的合成装置，二氧化氯气体在合成时，原料通过进料口进入容积依次递减的曝气反应仓组进行多级曝气反应，使得在曝气反应仓组内发生工艺连动作用，进而二氧化氯的原料在进行转化的过程中，反应更加充分，使产生的二氧化氯气体纯度达到极高，从而使二氧化氯在发挥功效的同时没有副作用产生，有利于环保。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的二氧化氯气体的曝气反应装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的二氧化氯气体的曝气反应装置的立体结构示意图。

图中：1-壳体，11-原料预混合仓，111-原料进口，112-出液口，12-曝气反应仓组，121-第一曝气反应仓，1211-第一排气管，1212-进料口，122-第二曝气反应仓，1221-第二排气管，123-第三曝气反应仓，1231-第三排气管，1232-出料口，1233-曝气口，1234-二氧化氯气体溢出口，124-曝气块，125-二氧化氯排气总管，13-反应控制仓，131-增氧气泵，132-气压流量计，14-陶瓷温控板，141-温控板电源口，15-废液分离器，151-排废液管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件。

本实用新型提供一种二氧化氯气体的曝气反应装置，通过设置的按照原料处理路径顺次相连且容积依次递减的曝气反应仓组12，以使得产生的二氧化氯气体纯度高，从而使二氧化氯在发挥功效的同时无副作用产生，有利于环保。

请参阅附图1和图2，该二氧化氯气体的曝气反应装置，包括曝气反应仓组12；曝气反应仓组12包括按照原料处理路径顺次相连且容积依次递减的多个曝气反应仓；每个的曝气反应仓上均设有进料口1212、出料口1232、曝气口1233以及二氧化氯气体溢出口1234，每个的曝气反应仓内设有用于定量曝气的曝气块124。

本实用新型实施例提供的二氧化氯气体的曝气反应装置，通过制作一个产生二氧化氯气体的合成装置，二氧化氯气体在合成时，原料通过进料口111进入容积依次递减的曝气反应仓组12进行多级曝气反应，使得在曝气反应仓组12内发生工艺连动作用，进而二氧化氯的原料在进行转化的过程中，反应更加充分，使产生的二氧化氯气体纯度达到极高，从而使二氧化氯在发挥功效的同时没有副作用产生，有利于环保。

此外，在二氧化氯气体在合成之前，优选地，还可以通过设置原料预混合仓11，让原料先在原料预混合仓11内混合，混合后的原料再进入曝气反应仓组12进行多级曝气反应，进一步有助于二氧化氯气体反应更加充分，以提高二氧化氯气体的纯度。

进一步地，为了便于预混合后的原料从出液口112溢流至第一曝气反应仓121内，同时，混合后的原料进入曝气反应仓组12进行阶梯地多级曝气反应，有助于整体发生工艺连动作用，以提高二氧化氯气体的纯度，曝气反应仓包括顺次相连且容积依次递减的第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123；第一曝气反应仓121的进料口1212与原料预混合仓11的出液口112相连，原料预混合仓11的出液口112的高度高于第一曝气反应仓121的进料口1212的高度。

此外，第一曝气反应仓121的进料口1212的高度高于其出料口1232的高度，第二曝气反应仓122的进料口1212的高度高于其出料口1232的高度，第三曝气反应仓123的进料口1212的高度高于其出料口1232的高度，优选地，高度差设在0.3～0.6cm之间，以便于形成原料从上一个曝气反应仓向下一个曝气反应仓的自然流入。

优选地，进料口1212和出料口1232分别开设在每个的曝气反应仓的左右两侧；曝气口1233分别设置在每个的曝气反应仓的底部；二氧化氯气体溢出口1234分别设置在每个的曝气反应仓的顶部。具体地，本实施例中，曝气口1233分别设置在第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123的底部。进料口1212、出料口1232分别设置在第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123的中下部，进料口1212和出料口1232分别开设在第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123的左右两侧。二氧化氯气体溢出口1234分别设置在第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123的顶部。需说明的是，为了简化，本实施例的第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122、第三曝气反应仓123的进料口1212、出料口1232、曝气口1233以及二氧化氯气体溢出口1234均可采用同一标号进行表示，不作另外区分。

具体地，原料进口111可以设置为两个，以便于将产生二氧化氯的原料分别通过不同的原料进口111导入到原料预混合仓11内。细化地，将其中一种通过第一原料进口111导入到原料预混合仓11内，将产生二氧化氯的原料的另外一种通过第二原料进口111导入到原料预混合仓11内。

此外，还需说明的是，本实用新型实施例的曝气反应仓组12优选设置为三个，即顺次相连且容积依次递减的第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123。可以理解地，第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123为三个相互贯通的阶梯曝气反应仓。曝气反应仓组12包括但不限于三个曝气反应仓，可以在三个曝气反应仓上增加曝气反应仓的数量，以便于将预混合后的原料进行三级以上的梯阶曝气吹脱。此外，也可以按照三个曝气反应仓存在的关系的参数上进行设定，同比例放大或缩小参数，以满足不同的对二氧化氯需求量的变化。

具体地，第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123均设计为高聚脂PVC材质的圆柱形状，以便于将预混合后的原料进行三级梯阶曝气吹脱。第一曝气反应仓121连接第一排气管1211，第二曝气反应仓122连接第二排气管1221，第三曝气反应仓123连接第三排气管1231，第一排气管1211、第二排气管1221和第三排气管1231汇集至一个二氧化氯排气总管125上、以便于将二氧化氯气体收集后输出到作业空间。

进一步地，考虑到原料预混合仓11容积的大小，决定原料进入的比例、进入的量以及进入的时间快慢，同时，二氧化氯的产出的纯度与原料混合比例、与原料反应的时间以及与曝气仓容积等都有直接关系，因此，为了使得原料在后端梯阶曝气反应仓反应更充分，进而使得有高纯度二氧化氯的产出，原料预混合仓11的容积与曝气反应仓组12的总容积比设为1：13.6；第一曝气反应仓121、第二曝气反应仓122和第三曝气反应仓123的容积递减率设为0.5倍。优选地，原料预混合仓11的容积与第一曝气反应仓121的容积比设为1：5，原料预混合仓11的容积与第二曝气反应仓122的容积比设为1：4.5，原料预混合仓11的容积与第三曝气反应仓123的容积比设为1：4.0。

以下对原料预混合仓11和曝气反应仓组12容积的设定关系进行举例，参见表1。具体地，预混合仓容积与曝气反应仓组12总容积比是1：13.6倍，各梯阶曝气仓容积递减率为0.5倍。原料预混合仓11的容积与第一曝气反应仓121的容积比设为1：5，原料预混合仓11的容积与第二曝气反应仓122的容积比设为1：4.5，原料预混合仓11的容积与第三曝气反应仓123的容积比设为1：4.0。

表1

由于我们遵偱这一容积比例关系，以使得二氧化氯产生纯度高。

进一步地，本实施例中，在氯酸钠或亚氯酸钠加柠檬酸或盐酸为原料中，我们选用亚氯酸钠和盐酸为原料来获取二氧化氯，其反应方程式是：

2ClO₂+H₂O-HClO₂+HClO₃

依据反应方程式，选择以亚氯酸钠加盐酸为原料反应出二氧化氯，设定亚氯酸钠浓度为7～10％，选取一个浓度点；设定盐酸浓度为6～9％，选取一个浓度点，设定亚氯酸钠溶液反应量为75ml/H，设定盐酸溶液量反应量为82.5ml/H，则得出反应后理论上二氧化氯的产量应该在5000mg/H以上。通过设定原料浓度和用量时，遵偱了表1中原料预混合仓11容积与贯通的梯阶曝气仓容积的设定关系，则二氧化氯的产量为5100mg，达到了理论产出量。

此外，为了进一步通过曝气反应仓组12内的反应液的总量与曝气总量的关系设定，使得原料在曝气仓组内反应更充分，进而使得有高纯度二氧化氯的产出，曝气反应仓组12内的反应液的总量与曝气总量的比值设为169：1。

以下对曝气反应仓组12内的反应液的总量与曝气总量的关系设定进行举例，参见表2。

表2

取表2中的1举例进一步说明反应液的总量与曝气总量的设定关系：还是取亚氯酸钠和盐酸作为二氧化氯反应原料，进行说明如下：

其反应方程式是：

2ClO₂+H₂O-HClo₂+HClO₃

亚氯酸钠和盐酸作为液体原料预混合后→溢入到第一曝气反应仓121内进行曝气吹脱→此时第一曝气反应仓121内存液的容积是169.60ml→需要的曝气气量应保持在1.0L/min。

当曝气仓1原料溢满至169.60ml时→原料自动溢入到第二曝气反应仓122内继续曝气吹脱→此时第二曝气反应仓122内存液的容积是141.30ml→需要的曝气气量应保持在0.83L/min。

当曝气仓2原料溢满至141.30ml时→原料自动溢入到第三曝气反应仓123内继续曝气吹脱→此时第三曝气反应仓123存液的容积是113.1ml→需要的曝气气量应保持在0.67L/min。

以上三级梯阶曝气中，每一个曝气反应仓上端都设有二氧化氯气体溢出口1234，方便曝气吹脱出的二氧化氯溢出。进一步通过以上每个曝气反应仓的反应液的量与曝气总量的关系设定，按照这个关系设定进行梯阶曝气吹脱，以便于在本二氧化氯气体的曝气反应装置中获取高纯度二氧化氯气体。

此外，参见表3，还可以通过控制原料比例与原料进入曝气反应仓组12内的速度，进一步提高二氧化氯气体的纯度。具体地，原料进入曝气反应仓组12内的速度快慢，是指有多少原料在多长时间内停留在曝气反应仓组12内进行反应并被完全曝气吹脱。

表3

进一步地，原料预混合仓11的上端设有供空气进入且使得原料预混合仓11内形成空气压力的气孔。通过在原料预混合仓11的上端开设一个气孔，供空气进入，以形成仓内空气压力，方便原料预混合后，能够在气压作用下，从出液口112流入到第一曝气反应仓121内。

进一步地，原料预混合仓11和曝气反应仓组12集成于一壳体1内，具体地，可以由一个固定尺寸的高聚脂PVC板制作成一个带封闭盖子的四方盒子，以便于进行曝气吹脱反应。进一步地，曝气反应仓组12设有用于控制曝气反应仓组12的环境温度的温控件，优选地，温控件设为陶瓷温控板14。优选地，本实施中的陶瓷温控板14设置为三个，三个的陶瓷温控板14通过电源连接线串连，在壳体1上设有温控板电源口141，三个的陶瓷温控板14同设置的温控板电源口141连通，以保障三个曝气反应仓的环境温度在一定范围内。优选地，陶瓷温控板14将环境温度控制在10～20度。

进一步地，曝气反应仓组12还连接有用于控制曝气反应仓组12内的气压流量的反应控制仓13；反应控制仓13包括用于产生气量的增氧气泵131以及与增氧气泵131相连的多个气压流量计132，每个的气压流量计132相应地与每个的曝气块124相连。需说明的是，曝气块124可以采用现有常规技术。优选地，曝气块124上设有连接孔以及多个曝气孔，多个的曝气孔与连接孔贯通。具体地，曝气块124采用聚脂四氟稀曝气块124，在曝气块124上的前后左右密集曝气孔，在曝气块124中部设有连接圆孔，每个的曝气块124用于同每个的气压流量计132相连，以使得每个的曝气块124在不同的曝气反应仓内进行定量曝气。此外，气压流量计132可以采用现有常规技术，具体地，气压流量计132设置的连接圆管与每个的曝气块124的连接圆孔相通，以便于使不同的曝气反应仓达到不同的气量。另外，曝气孔可以经过激光打出，通过激光打出的曝气孔的密集量在能够满足曝气的同时，以使得每个的曝气反应仓内处在气溶胶曝气状态。

进一步地，曝气反应仓组12连接有用于分离处理废液的废液分离器15。废液分离器15通过排废液管151与第三曝气反应仓123的出料口1232相连。具体地，排废液管151可以设计为U形排液管，以便于通过将接收的废液进行分离处理后，输送到废液出口，进一步有利于环保。

需说明的是，本实施例中，将曝气反应仓组12、原料预混合仓11和反应控制仓13均置于同一个壳体1中，具体地，壳体1包括一号装置仓和二号装置仓，将曝气反应仓组12置于一号装置仓中，原料预混合仓11和反应控制仓13置于二号装置仓中。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。