专利名称：一种二氧化氯发生器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在环保及水处理领域中应用的二氧化氯发生器装置，特别是一种以氯酸钠、酸和还原剂作为反应原料的可残液分离的二氧化氯发生器装置。
背景技术：
139-120120803二氧化氯是一种高效、广谱、无“三致”(致癌、致畸、致突变)的杀菌剂，已广泛用于水的消毒、杀菌、灭藻和氧化、脱色、脱臭处理。二氧化氯也是一种强氧化性气体，有资料表明二氧化氯在空气中含量达7-10%时，震动、撞击、摩擦、阳光、热、电荷激发等均可导致爆炸，危及生命和财产安全。目前普遍使用的二氧化氯发生器是在使用现场以氯酸钠(或亚氯酸钠)、酸及还原剂为原料经化学反应生成二氧化氯(也有同时生成氯气)，并将二氧化氯消毒剂投加到待处理水体中的装置。也就是说将反应产物二氧化氯、氯气及残液一同投加到待处理水中。因二氧化氯发生器产品的技术水平、现场运行的操控情况不同，可能造成反应原料转化率很低，则残液中的未反应原料(特别是氯酸钠)残酸等就一同被投加到水中，将对水体造成污染和危害。特别是将残液一同投加到饮用水中，将影响水质达标和威胁人体健康。因此进行二氧化氯发生器反应后残液分离是必要的，近年有一些专利文献介绍了可残液分离的“二氧化氯发生装置”(CN100424004C)和“四级塔式逆流二氧化氯发生器”(CN201580987U)。两者均有可能实现残液分离，但无法做到连续运行状态下残液的连续自流排放；另外在非正常停机情况下，存在较大安全隐患等的缺陷。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、正常操控或非正常停机状态下设备操作安全可靠 、残液可连续自流排出的残液分离型二氧化氯发生器，且残液经中和处理后可实现残液pH值达标排放。实现本发明的技术解决方案是:一种二氧化氯发生器装置，其特征是所述装置自上而下由反应级、吹脱级和中和级累叠成塔式结构，各级之间通过隔离板密封隔开，相邻两级之间设有穿过中部隔离板并连通相邻两级的导流管；导流管上端设置有开口，所述开口与其上方隔离板下底面的最大垂直距离为Hi,其中字母i代表自上而下逐级递增的每级编号，所述Hi ( 10cm，优选l-5cm;导流管下端也设置有开口，所述开口与其下方隔离板上底面的最大垂直距离Mi > 0cm，优选彡Icm ;除与中和级连通的导流管外，其它导流管穿过中部隔离板的伸出端大于Hi+1高度时，在该导流管伸出端的Hi+1高度范围内开气口；与中和级连通的导流管穿过隔离板的伸出端伸入到倒U型管顶部高度以下位置时，在该导流管伸出端上且倒U型管顶部到其上方隔离板之间的高度范围内开气口 ；每级液相内均内置有曝气进气管，其中中和级曝气进气管出气端口位于导流管下端口以下位置；反应级顶部设有抽气管和原料液进料管，反应级设有进水管，相邻两级之间设有排液连通管；中和级设置有进碱管、倒U型管和残液排空管，倒U型管顶部距离中和级顶板的距离范围为O-lOcm，倒U型管一端插入中和级液相中并与中和级底板留有空隙，另一端设置在塔外并端口与中和级底部外侧连接的残液排空管连接，在位于塔外的倒U型管的顶部设置排气阀。所述的多级塔式的反应级为1-2级，吹脱级为2-4级。所述导流管与相邻两级之间的中部隔离板以密封方式连接。所述的曝气进气管为Z型。所述的曝气进气管安装有鼓气装置；抽气管安装有负压抽吸装置；每级曝气进气管分别连接流量计和调节阀。所述的中和级内置pH传感器。所述的原料液进料管和进碱管均安装有计量泵和流量计。本发明的有益效果是:由于采用了两端开口、中部开气口的导流管和中和级中倒U型管的连通方式，将包括多级塔式反应级、吹脱级和中和级的二氧化氯发生器连通，同时通过调节曝气进气流量和抽气出气流量，将液相中吹脱而出的二氧化氯气体及时排出，使得残余的少量气体在正常操控和非正常停机情况下，都不至于威胁到设备和操作人员的安全，确保了设备操作的安全可靠性；另外，反应级和吹脱级的液体可通过导流管溢流到下一级，并最后溢流到中和级，在与碱液发生中和反应后，从倒U型管中连续自流排出，从而实现了体系连续运行状态下残液连续自流排放；塔内各级在液下曝气条件下，二氧化氯气体从各级液体中吹脱而出，各级的二氧化氯吹脱气在工艺前端曝气和工艺后端抽气的动力共同作用下，由各级导流管的气口沿着导流管上行到上一级，直至从顶部的抽气管排出，从而实现了体系运行的排气连续性。再者，中和级设有进碱管，将残液中和后，通过PH传感器在线检测溶液PH值，并控制计量泵的加碱量，使残液pH值达标排放。简言之，本发明确保了无论在正常操控还是非正常停机情况下设备操作的安全可靠性和连续运行状态下残液连续自流排放及残液PH值达标排放。
附图1为多级塔式残液分离型二氧化氯发生器整体结构示意图。附图2为实施例1中二氧化氯发生器的塔内导流管气液流向示意图。附图3为实施例2中二氧化氯发生器的塔内导流管气液流向示意图。附图4为实施例3中二氧化氯发生器的塔内导流管气液流向示意图。图中:1—反应级，2—第一吹脱级，3—第二吹脱级，4—中和级，5—第一原料液进料管，6—第二原料液进料管，7—反应级曝气进气管，8—第一吹脱级曝气进气管，9—第二吹脱级曝气进气，10——中和级曝气进气管，11——进碱管，12——第一导流管，13——第二导流管，14——第三导流管，15——倒U型管，16——抽气管，17—隔离板，18—第一排液连通管，19——第二排液连通管，20——第三排液连通管，21—排气阀，22—残液排空管，23——进水管，24——第一吹脱级气口，25——第二吹脱级气口，26——中和级气口，27——第一导流管上斜口，28——第二导流管上斜口，29——第三导流管上斜口，30——第一导流管下斜口，31—第二导流管下斜口，32—第三导流管下斜口
具体实施方式
[0029](I) 多级塔式残液分离型二氧化氯发生器结构组成:结合附图1和附图2、3、4对本发明的多级塔式残液分离型二氧化氯发生器做进一步描述。如附图1，该多级塔式残液分离型二氧化氯发生器自上而下由反应级1、第一吹脱级2、第二吹脱级3和中和级4累叠成塔式结构，各级之间通过隔离板17密封隔开。相邻两级之间设有分别穿过中部隔离板并连通相邻两级的第一导流管12、第二导流管13和第三导流管14 ;反应级I顶部设有抽气管16、第一原料液进料管5和第二原料液进料管6，反应级I侧面设有进水管23，反应级I与第一吹脱级2之间设有第一排液连通管18，第一吹脱级2与第二吹脱级3之间设有第二排液连通管19，第二吹脱级3和中和级4之间设有第三排液连通管20。中和级4 一侧设置有进碱管11和倒U型管15，倒U型管15顶部距离中和级4顶板的距离为5cm，倒U型管15 —端插入中和级4底板处，端口为45度斜口，斜口距离中和级4底端隔离板的最大高度为3cm，倒U型管15另一端设置在塔外并端口与中和级4底部外侧连接的残液排空管22连接，在位于塔外的倒U型管15的顶部设置排气阀21 ；反应级1、第一吹脱级2、第二吹脱级3和中和级4 一侧上部分别内置有反应级曝气进气管7、第一吹脱级曝气进气管8、第二吹脱级曝气进气管9和中和级曝气进气管10，本发明中以上曝气进气管均采用Z型结构。其中，上述装置中的导流管包括如下几种结构:实施例1:如附图2所示，导流管上端开口与其上方隔离板下底面的最大高度HpH2'H3均设置为5cm，第一导流管12、第二导流管13和第三导流管14在其各自中部隔离板17下底面的2cm位置分别开有第一吹脱级气口 24、第二吹脱级气口 25和中和级气口 26，各气口直径均为3cm ;导流管上端和下端未接触到隔离板17，第三导流管14下端在中和级曝气管10出气端上方5cm处.[0038]实施例2:如附图3所示，导流管上端开口与其上方隔离板下底面的最大高度HpH2'H3均设置为5cm，第一导流管12、第二导流管13和第三导流管14在其各自中部隔离板17下底面的2cm位置分别开有第一吹脱级气口 24、第二吹脱级气口 25和中和级气口 26，各气口直径均为3cm ;第一导流管12和第二导流管13长度为相邻两级高度的总和，第三导流管14长度为第二吹脱级3高度与1/2中和级4高度的总和，第三导流管14上端顶至第二吹脱级3顶板，下端在中和级曝气管10出气端上方5cm处。实施例3:如附图4所示，导流管上端开口与其上方隔离板下底面的最大高度氏、H2, H3均设置为5cm，第一导流管12、第二导流管13和第三导流管14的下端只与各自相邻下一级相通，而未伸入到相邻下一级中，即导流管的下端开口与其气口重合。(2) 多级塔式残液分离型二氧化氯发生器制作方法:上述的塔式装置是由多级累叠密封焊接而成的。制作方法是:各导流管上下端按要求开口，并穿行密封焊接于各隔离板上；从最上端塔级开始，先焊上塔级顶板，然后焊上该塔级与下个塔级的级间隔离板17，以此制作，直至焊上中和级4顶板；再分别装入反应级曝气进气管7，第一原料液进料管5和第二原料液进料管6等。中和级4是多级塔式装置的底座，中和级4内装有中和级曝气进气管10，插入深度为自顶部至中和级4的1/2高度以下5cm处，其他制作及安装与上述塔级制作相似。在中和级4还需装上倒U型管15，倒U型管15塔内端口接至中和级4底板附近，其塔外端口与中和级底部外侧连接的残液排空管22连接，最后焊接中和级4底板。(3) 多级塔式残液分离型二氧化氯发生器操作及气液运行工艺流程:初始运行前，先打开进水管23，将多级塔式残液分离型二氧化氯发生器灌满水后，启动抽气装置(或打开射流水阀门)和鼓气装置，再启动原料进料泵，将原料液经计量泵和流量计计量输送到反应级1，调节进气流量与抽气流量，使液相中吹脱而出的二氧化氯气体及时排出；原料液接触反应后，利用液位位差，从第一导流管上斜口 27溢流到第一导流管下斜口 30，即液体到达了第一吹脱级2，再从第二导流管上斜口 28溢流到第二导流管下斜口 31，即液体到达了第二吹脱级3，再从第三导流管上斜口 29溢流到第三导流管下斜口 32，即液体到达了中和级4中下部，再经碱中和反应后，在液位高于倒U型管15顶部位置时，中和级液体从带排气阀21的倒U型管15中连续自流排出。中和级设有进碱管，将残液中和后，通过PH传感器在线检测溶液pH值，并控制计量泵的加碱量，使残液pH值达标排放。体系液下曝气条件下，二氧化氯气体从各级液相中吹脱而出，所得的各级吹脱气在工艺前端曝气和工艺后端抽气的动力共同作用下分别由第一吹脱级气口 24、第二吹脱级气口 25和中和级气口 26各自沿着第一导流管12、第二导流管13、第三导流管14并联上行到上一级，直至从反应级I顶部的抽气管16中抽出；将液相中吹脱而出的二氧化氯气体及时排出，使得残余的少量气体在正常操控和非正常停机情况下，都不至于威胁到设备和操作人员的安全，确保了设备操作的安全可靠性；二氧化氯气体最终被射流水溶解，具体气液相流向图参见附图2、3、4，其中附图4中导流管下斜口与气口均为导流管下端管道出口。在装置可能长期停用前，或塔内累积杂质太多需清洗时，先停止原料供应，让水从进水管23进入反应级1，经流过其他各级，最后从倒U型管15排入下水管，如还需将塔内液体全部排干，则在清洗后停水，再打开塔外各级的排液连通管，即可将塔内各级的液体排干。
权利要求1.一种二氧化氯发生器装置，其特征是所述装置自上而下由反应级、吹脱级和中和级累叠成塔式结构，各级之间通过隔离板密封隔开，相邻两级之间设有穿过中部隔离板并连通相邻两级的导流管；导流管上端设置有开口，所述开口与其上方隔离板下底面的最大垂直距离为Hi，其中字母i代表自上而下逐级递增的每级编号，所述HiS IOcm;导流管下端也设置有开口，所述开口与其下方隔离板上底面的最大垂直距离Mi > Ocm ；除与中和级连通的导流管外，其它导流管穿过中部隔离板的伸出端大于Hi+1高度时，在该导流管伸出端的Hi+1高度范围内开气口 ；与中和级连通的导流管穿过隔离板的伸出端伸入到倒U型管顶部高度以下位置时，在该导流管伸出端上且倒U型管顶部到其上方隔离板之间的高度范围内开气口 ；每级液相内均内置有曝气进气管，其中中和级曝气进气管出气端口位于导流管下端口以下位置；反应级顶部设有抽气管和原料液进料管，反应级设有进水管，相邻两级之间设有排液连通管；中和级设置有进碱管、倒U型管和残液排空管，倒U型管顶部距离中和级顶板的距离范围为0-lOcm，倒U型管一端插入中和级液相中并与中和级底板留有空隙，另一端设置在塔外并端口与中和级底部外侧连接的残液排空管连接，在位于塔外的倒U型管的顶部设置排气阀。
2.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的Hi为l-5cm，所述的Mi 为 > 1cm。
3.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的多级塔式的反应级为1-2级,吹脱级为2_4级。
4.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的导流管与相邻两级之间的中部隔离板密封方式连接。
5.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的曝气进气管采用Z型结构。
6.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的曝气进气管安装有鼓气装置；所述的抽气管安装有负压抽吸装置；所述的每级曝气进气管分别连接流量计和调节阀。
7.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的中和级内置有pH传感器。
8.根据权利要求1所述的二氧化氯发生器装置，其特征是所述的原料液进料管和进碱管均安装有计量泵和流量计。
专利摘要本实用新型提供了一种结构简单、正常操控或非正常停机状态下设备操作安全可靠、残液可连续自流排出且达标排放的残液分离型二氧化氯发生器。其特征是自上而下由反应级、吹脱级和中和级累叠成塔式结构，各级之间通过隔离板密封隔开，相邻两级之间设有穿过中部隔离板并连通相邻两级的导流管；导流管上下端和中部均设有开口；每级液相内均内置有曝气进气管；反应级顶部设有抽气管和原料液进料管，反应级设有进水管，相邻两级之间设有排液连通管；中和级设置有进碱管、倒U型管和残液排空管。
文档编号C01B11/02GK203065155SQ20122038526
公开日2013年7月17日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者包训祥, 黄娟风, 黄卫华 申请人:南京理工水夫环保科技有限公司