固定于内反应室下部，进气管3、出气管2、内反应室出液管6和内反应室进液管I分别连通内反应室内外空间，内反应室内底部位置还设有曝气管，曝气管与进气管3连通;外反应室包括外反应室外壁7、内反应室支撑底座10、外反应室进液管4和外反应室出液管5，内反应室的阳离子膜多孔支撑结构8固定支撑于内反应室支撑底座10上，外反应室进液管4和外反应室出液管5固定于外反应室外壁7上并连通外反应室内外空间；
[0022]参考图1、2所示，制备步骤为:将氯酸钠与还原剂从内反应室进液管I加入到内反应室中，将硫酸从外反应室进液管4加入到外反应室中，通过进气管3以及曝气管往内反应室内通入吹扫气将产生的二氧化氯从出气管2吹扫出来，得到二氧化氯产品；吹扫气为不干扰反应的惰性的气体，如犯气等。内反应室内反应贫液从内反应室出液管6排出，该贫液包含未完全的反应的还原剂和氯酸钠，排出的液体经冷却后，在混合器中加入新氯酸钠与还原剂调节浓度后重新加入到内反应室中；外反应室内反应废液从外反应室出液管5排出，将废液进行蒸发、浓缩、结晶后进行固液分离，得到固态硫酸钠以及液态硫酸，将再生硫酸与新鲜硫酸混合调节浓度后，送入外反应室循环使用。
[0023]实施例1(应用于工业生产二氧化氯杀菌消毒剂):
[0024]一种制备二氧化氯装置如图1所示，外反应室内径为80mm，高100mm，内反应室内径60mm，高70mm，膜高60mm。将3mol.L—1氯酸钠50mL与Imol.L—1的尿素50mL混合均勾后从内反应室进液管I加入到内反应室中。将7mol.L—1的硫酸150mL从外反应室进液管4加入到外反应室中，反应温度为68°C，用0.34L.min—1的N2吹扫，反应30min，得到二氧化氯平均浓度950mg/L的气体。二氧化氯纯度为95%，单次氯酸钠转化率94%。该气体用水吸收之后可以用于污水消毒。
[0025]实施例2(应用于工业生产二氧化氯杀菌消毒剂):
[0026]一种制备二氧化氯装置如图1所示，外反应室内径为80mm，高100mm，内反应室内径60mm，高70mm，膜高60mm。将I.5mol.L—1氯酸钠50mL与0.5mol.L—1的尿素50mL混合均勾后从内反应室进液管I加入到内反应室中。将6mol.L—1的硫酸150mL从外反应室进液管4加入到外反应室中，反应温度为60°C，用0.34L.min—1的N2吹扫，反应30min，得到气相二氧化氯平均浓度470mg/L。二氧化氯纯度为95%，单次氯酸钠转化率可达87%，多次循环之后总体利用率可以提高到95%以上。该气体用水吸收之后可以用于污水消毒。
[0027]实施例3(应用于生产二氧化氯氧化NO脱硝工艺)
[0028]一种制备二氧化氯装置如图1所示，外反应室内径为80mm，高100mm，内反应室内径60mm，高70mm，膜高60mm。将3mol.L—1氯酸钠50mL与0.4mol.L—1的葡萄糖50mL混合均勾后从内反应室进液管I加入到内反应室中。将7mol.L—1的硫酸150mL从外反应室进液管4加入到外反应室中，反应温度为65°C，用0.34L.min—1的N2吹扫，反应30min，得到二氧化氯平均浓度3800mg/L的气体。二氧化氯纯度为90%，单次氯酸钠转化率85%，然而多次循环利用之后总体利用率可以提高到95%以上。该二氧化氯气体可以送入含NOx的烟气中气相氧化NO
为 NO2 0
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种制备二氧化氯的方法，其二氧化氯通过氯酸或者氯酸盐与还原剂在酸性介质形成的酸性环境下反应制得，其特征在于该反应以氯酸钠为原料以硫酸为酸性环境在阳离子膜反应器中进行； 阳离子膜反应器由外反应室和内反应室构成，内反应室位于外反应室内，两者间通过阳离子膜连通；内反应室包括内反应室盖、内反应室进液管、进气管、出气管、内反应室出液管和阳离子膜及其多孔支撑结构，内反应室盖密闭封于阳离子膜多孔支撑结构上，构成内反应室的密闭反应空间，进气管、出气管和内反应室进液管固定在内反应室盖上，内反应室出液管固定于内反应室下部，内反应室内底部位置还设有曝气管，曝气管与进气管连通;外反应室包括外反应室外壁、内反应室支撑底座、外反应室进液管和外反应室出液管，内反应室的阳离子膜多孔支撑结构固定支撑于内反应室支撑底座上，外反应室进液管和外反应室出液管固定于外反应室外壁上； 制备步骤为:将氯酸钠与还原剂从内反应室进液管加入到内反应室中，将硫酸从外反应室进液管加入到外反应室中，通过进气管以及曝气管往内反应室内通入吹扫气将产生的二氧化氯从出气管吹扫出来，得到二氧化氯产品；内反应室内反应贫液从内反应室出液管排出，该贫液中包含未完全反应的还原剂和氯酸钠，排出的贫液经冷却后，在混合器中加入新氯酸钠与还原剂调节浓度后重新加入到内反应室中；外反应室内反应废液从外反应室出液管排出，将该废液进行蒸发、浓缩、结晶后进行固液分离，得到固态硫酸钠以及液态硫酸，将再生硫酸与新鲜硫酸混合后送入外反应室循环使用。2.如权利要求1所述的制备二氧化氯的方法，其特征在于:还原剂选自尿素、葡萄糖、淀粉、亚硫酸钠或甲醇。3.如权利要求2所述的制备二氧化氯的方法，其特征在于:还原剂为尿素或葡萄糖。4.如权利要求1所述的制备二氧化氯的方法，其特征在于:吹扫气为不干扰反应的惰性的气体。5.如权利要求4所述的制备二氧化氯的方法，其特征在于:吹扫气为他气。
【专利摘要】本发明公开了一种制备二氧化氯的方法，其二氧化氯通过氯酸或者氯酸盐与还原剂在酸性介质形成的酸性环境下反应制得，具体该反应以氯酸钠为原料以硫酸为酸性环境在阳离子膜反应器中进行；阳离子膜反应器由外反应室和内反应室构成，内反应室位于外反应室内，两者间通过阳离子膜连通；内反应室包括内反应室盖、内反应室进液管、进气管、出气管、内反应室出液管和阳离子膜及其多孔支撑结构；外反应室包括外反应室外壁、内反应室支撑底座、外反应室进液管和外反应室出液管。本发明的制备二氧化氯的方法，实现在反应中实现产物分离，并循环利用反应原料，没有资源浪费和污染，产品ClO2纯度高而工艺流程简单。
【IPC分类】C01B11/02, B01J39/00
【公开号】CN105540548
【申请号】CN201610114939
【发明人】童华, 唐佶可
【申请人】四川清源环境工程有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月1日