本发明涉及化工及环保领域，特别是涉及一种配制二氧化氯消毒剂的方法。
背景技术：
二氧化氯作为国际上公认的新一代广谱强力杀菌消毒剂，在社会上已被广泛应用于饮用水消毒、工业循环水及各种废水处理等领域。由于二氧化氯杀菌迅速、氧化能力强，效果好，无残留，无副作用，所以，当前在国家及各级政府高度重视环境保护的形势下，也得到了人们越来越多的认可，是目前最理想的清洁消毒剂。
二氧化氯制备技术在国内已近30年的历史了，起初国内都是采用发生器制备二氧化氯的，最早研制的是混合二氧化氯发生器，之后也研制出高纯二氧化氯发生器。在研究中发现，由于二氧化氯的物化性质所决定，其因无法液化，加之稳定性差，而导致二氧化氯不能储存、不可运输的弊端，只得现制备现应用，为此，给应用带来了一些诸多不便。随着国民经济的发展，并根据国内市场的需求，二氧化氯消毒剂(属于高纯二氧化氯)也就应运而生了。当初，二氧化氯消毒剂的生产方法主要是氯酸钠法生产和亚氯酸钠配制法生产二种，由于氯酸钠法生产会产生大量的废液，不易处理，为了保护环境，因此，采用亚氯酸钠法配制生产的就多了起来，到目前已较普遍了。当初亚氯酸钠法配制生产在研制过程中，研究出的相应的工艺配方、配比，在消毒剂生产企业一直沿用至今。亚氯酸钠法配制生产的消毒剂，其应用的主要市场就是中、小型自来水厂的杀菌消毒，一直发挥着重要作用，并且在工业循环水、工业废水中也有很好的应用。但是，如今随着经济的不断发展，环境保护的日益加强、卫生指标的不断严格控制，就发现了采用二氧化氯消毒剂消毒，易导致饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的超标，达不到国家卫生指标，所以，许多水厂就不再采用了，也包括采用高纯二氧化氯发生器的消毒的，因此，二氧化氯消毒剂在自来水领域中就受到了极大限制，也受到了其他消毒产品的冲击，影响了国际上公认的二氧化氯消毒剂的推广应用，影响了一些企业的发展。对于国内的中、小型自来水厂，二氧化氯消毒剂是一个非常理想的杀菌剂，所以，也影响了这些自来水厂对消毒剂的选择应用，使消毒剂处在一个不利局面。
现阶段，在水体杀菌消毒中，二氧化氯消毒剂是一个不可或缺的消毒产品，是取代氯气的极佳产品，为了解决传统的配制消毒剂在自来水应用中超标的问题，确保市场的应用、扩大，促进生产企业的发展，需要亟待研发新的配制方法，这也成了大力推广二氧化氯消毒剂的关键问题。
技术实现要素：
本发明的目的是根据现有配制生产技术方法的缺陷，提供一种利用新工艺配方，进行合理配比，通过活化操作，配制出高纯、高活性二氧化氯气体的工艺方法。
本发明以亚氯酸钠和盐酸为原料，采用活化反应技术，在一定温度下，控制一定的溶液酸度、一定的反应时间以及固定的体积比，使原料在投加设备中进行充分活化反应，制备出高纯、高活性二氧化氯气体，其反应原理如下：
5naclo2+4hcl＝4clo2↑+5nacl+2h2o
反应后产生的高纯、高活性二氧化氯气体。
一种配制二氧化氯消毒剂的新方法，包括分别配制出亚氯酸钠溶液(二氧化氯消毒剂)和盐酸溶液二种物料，一同加入到投加器中进行活化反应，通过不断地曝气，反应产生的高纯、高活性二氧化氯气体，其气体纯度≥99％，通过投加设备送至饮用水应用场所。采用本发明所述的溶液，很好地解决了较理想的物料平衡、反应平衡，确保了各自反应的进行，有效的控制了各自反应产物及副产物。本发明新工艺方法在各溶液浓度和配比下，既保证了反应液的酸度、浓度，也使反应能够安全、稳定、快速、有效地进行。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述盐酸溶液酸度为1.1～1.18mol/l。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述亚氯酸钠溶液浓度为4～5％。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述亚氯酸钠溶液和所述盐酸溶液的反应体积比为1：1。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述活化反应的温度为21～24℃。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述活化反应的时间为15～20min。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述亚氯酸钠溶液的配制采用亚氯酸钠溶液配制装置，包括依次相连的亚氯酸钠溶解槽、循环溶解槽、循环泵、沉淀槽、输送泵和成品槽；所述循环泵的出口连接有第一支路和第二支路，所述第一支路与所述沉淀槽相连，所述第二支路与所述循环溶解槽的上部入口相连，在所述第二支路上并联设置有两个填料过滤器。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，在所述亚氯酸钠溶解槽上设置有固体亚氯酸钠入口和第一入水口，在所述亚氯酸钠溶解槽中设置有搅拌装置；在所述成品槽的下部设置有第一灌装口，在所述沉淀槽的下部设置有排污口。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述盐酸溶液的配制采用盐酸溶液配制装置，所述盐酸溶液配制装置包括盐酸稀释混合槽、盐酸循环泵和盐酸成品槽，所述盐酸稀释混合槽的出口与所述盐酸循环泵的入口端相连，所述盐酸循环泵的出口端分别与所述盐酸稀释混合槽的上部入口和所述盐酸成品槽的上部入口相连。
本发明所述的配制二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述盐酸稀释混合槽的上部设置有盐酸溶液入口和第二入水口，在所述盐酸成品槽的下部设置有第二灌装口。
本发明配制二氧化氯消毒剂的方法与现有技术不同之处在于：
本发明配制二氧化氯消毒剂的方法在传统的配制方法的基础上，按照反应机理的要求，进行了优化改进，仍为二元物料进行反应，但采用了新的配方、配比，一改原传统配制方法的配方及配比，这是一次依据实际反应效果进行的创新方法，与原传统配制方法相比，不仅用酸用量下降了，而且转化率提高了，成本也低了；更重要的是，反应后产生的亚氯酸盐和氯酸盐减少了，而且无氯气产生，实现了配制消毒剂的最高转化率，最高得率(见表1)，极大地满足了客户的需要，解决了客户一直希望解决的卫生指标问题，以保证了处理饮用水达标的应用效果，达到二氧化氯液体消毒剂的最好水平，确保了饮用水中副产盐的不超标，达到了国家卫生指标(见表2)。
本发明所述的一种配制二氧化氯消毒剂的新方法与原传统配制方法相比，主要优点就是在二氧化氯得率不仅符合国家标准，还提高了4.67％，转化率提高了2.5％，在制备成本下降的基础上，亚氯酸盐和氯酸盐都能分别下降了1.73％和1.46％，自开始活化反应起，消毒剂就从自身保证了亚氯酸盐和氯酸盐的下降，从而确保了应用于饮用水消毒后，卫生指标的合格，真正体现出了新配制方法的优良性能及良好效果，这是其他配制消毒剂都达不到的，是一个新突破，为纯二氧化氯在饮用水中的消毒，甚至包括纯二氧化氯发生器的应用，打开了良好局面；同时，也使消毒剂的配制更加方便，操作更易控制，大大提高了生产效率，得到了用户的好评，为配制消毒剂的进一步推广应用奠定了良好基础。
本发明的配制二氧化氯消毒剂的专用装置与原传统配制装置相比，主要特点就是采用机械混合搅拌与填料混合循环搅拌相结合，不仅延长了搅拌时间，而且将固体物料进行充分的搅拌混合，使有效组分得到非常充分的溶解，再通过长时间的沉淀，使非有效组分及杂质得到沉淀分离，确保了亚氯酸钠溶解质量优良、稳定，这是一个创新的溶解方法，为a液(亚氯酸钠溶液)、b液(盐酸溶液)的活化反应快速、有效进行，以减少酸的消耗，减少副产盐的产生，起到了积极的、保障作用。新的配制专用装置及溶解方法，为消毒剂各项指标的合格，打下了非常重要的基础。
下面结合附图对本发明的配制二氧化氯消毒剂的方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明配制二氧化氯消毒剂的方法中亚氯酸钠溶液配制装置的结构示意图；
图2为本发明配制二氧化氯消毒剂的方法中盐酸溶液配制装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种配制二氧化氯消毒剂的方法，包括如下步骤：分别配制亚氯酸钠溶液和盐酸溶液，将二者一同加入到投加设备中进行活化反应，通过不断地曝气，反应产生的高纯、高活性二氧化氯气体，气体纯度≥99％，送至饮用水应用场所；
其中，盐酸溶液酸度为1.1～1.18mol/l，亚氯酸钠溶液浓度为4～5％，亚氯酸钠溶液和盐酸溶液的反应体积比为1：1，活化反应的温度为21～24℃，活化反应的时间为15～20min。
实施例2
如图1所示，亚氯酸钠溶液配制装置包括依次相连的亚氯酸钠溶解槽12、循环溶解槽11、循环泵10、沉淀槽5、输送泵8和成品槽6；循环泵10的出口连接有第一支路和第二支路，第一支路与沉淀槽5相连，第二支路与循环溶解槽11的上部入口相连，在第二支路上并联设置有两个填料过滤器4。
在亚氯酸钠溶解槽12上设置有固体亚氯酸钠入口1和第一入水口2，在亚氯酸钠溶解槽12中设置有搅拌装置3；在成品槽6的下部设置有第一灌装口7，在沉淀槽5的下部设置有排污口9。
亚氯酸钠溶解槽12下部与循环溶解槽11上部相连，循环溶解槽11下部与循环泵10进口相连，循环泵10出口分别与两个并联的填料过滤器4进口相连，与沉淀槽5上部相连；两个并联的填料过滤器4出口与循环溶解槽11上部相连；沉淀槽5的下部与输送泵8进口相连，输送泵8的出口与成品槽6上部相连。
如图2所示，盐酸溶液配制装置包括盐酸稀释混合槽15、盐酸循环泵16和盐酸成品槽17，盐酸稀释混合槽15的出口与盐酸循环泵16的入口端相连，盐酸循环泵16的出口端分别与盐酸稀释混合槽15的上部入口和盐酸成品槽17的上部入口相连。盐酸稀释混合槽15的上部设置有盐酸溶液入口13(31％的盐酸)和第二入水口14，在盐酸成品槽17的下部设置有第二灌装口18。
实施例3
采用实施例2中的装置配制二氧化氯消毒剂的方法，包括如下步骤：
亚氯酸钠溶液的配制生产方法：
(1)固体亚氯酸钠的溶解：分别将固体亚氯酸钠和工艺水倒入亚氯酸钠溶解槽12中，在搅拌装置3的机械搅拌作用下，进行充分溶解；
(2)亚氯酸钠溶液深度溶解：将溶解好的亚氯酸钠溶液放入循环溶解槽11中，利用循环泵10，通过两个并联的填料过滤器4，进行溶液的循环深度溶解；
(3)亚氯酸钠溶液沉淀：将彻底溶解好的亚氯酸钠溶液，用循环泵10打入沉淀槽5进行沉淀；
(4)亚氯酸钠溶液(二氧化氯消毒剂)灌装：将符合要求的亚氯酸钠溶液，用输送泵8送至成品槽6中，进行灌装。
盐酸溶液的配制生产方法：
(1)盐酸的稀释混合：将外购的盐酸倒入装有工艺水的盐酸稀释混合槽15中，在盐酸循环泵16作用下，进行充分稀释混合；
(2)盐酸溶液灌装：将符合要求的盐酸溶液，用盐酸循环泵16送至盐酸成品槽17中，进行灌装。
活化反应(现场应用时)：
(1)应用前，将亚氯酸钠溶液和盐酸溶液按比例送至投加设备中进行混合；
(2)在一定温度下，通过一定时间的活化反应，产生高纯、高活性二氧化氯气体，直接送至饮用水应用场所。
其中，盐酸溶液酸度为1.1～1.18mol/l，亚氯酸钠溶液浓度为4～5％，亚氯酸钠溶液和盐酸溶液的反应体积比为1：1，活化反应的温度为21～24℃，活化反应的时间为15～20min。
实施例4
一种配制二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
将二氧化氯消毒剂(浓度为4.2％亚氯酸钠溶液)和酸度为1.16mol/l的盐酸溶液按照体积比为1：1的比例加入到投加设备中进行活化反应，通过不断地曝气下得到高纯、高活性的二氧化氯气体。控制反应温度为21℃，控制反应时间为16min。
在活化反应后，对消毒剂溶液进行取样分析检测，检测结果：亚氯酸盐含量501.76mg/l，氯酸盐含量986.28mg/l，氯气含量0mg/l。
实施例5
一种配制二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
将二氧化氯消毒剂(浓度为5％亚氯酸钠溶液)和酸度为1.1mol/l的盐酸溶液按照体积比为1：1的比例加入到投加设备中进行活化反应，通过不断地曝气下得到高纯、高活性的二氧化氯气体。控制反应温度为24℃，控制反应时间为15min。
在活化反应后，对消毒剂溶液进行取样分析检测，检测结果：亚氯酸盐含量487.38mg/l，氯酸盐含量915.36mg/l，氯气含量0mg/l。
实施例6
一种配制二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
将二氧化氯消毒剂(浓度为4.％亚氯酸钠溶液)和酸度为1.18mol/l的盐酸溶液按照体积比为1：1的比例加入到投加设备中进行活化反应，通过不断地曝气下得到高纯、高活性的二氧化氯气体。控制反应温度为22℃，控制反应时间为17min。
在活化反应后，对消毒剂溶液进行取样分析检测，检测结果：亚氯酸盐含量502.38mg/l，氯酸盐含量994.38mg/l，氯气含量0mg/l。
实施例7
一种配制二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
将二氧化氯消毒剂(浓度为4.3％亚氯酸钠溶液)和酸度为1.14mol/l的盐酸溶液按照体积比为1：1的比例加入到投加设备中进行活化反应，通过不断地曝气下得到高纯、高活性的二氧化氯气体。控制反应温度为23℃，控制反应时间为20min。
在活化反应后，对消毒剂溶液进行取样分析检测，检测结果：亚氯酸盐含量498.85mg/l，氯酸盐含量974.47mg/l，氯气含量0mg/l。
实施例4-7中的方法优选采用实施例2中的装置进行溶液的配制。
试验配方和传统配方的对比试验数据见表1和表2。
表1.不同配方消毒剂自身反应后数据对比
表2.不同配方消毒剂用于自来水消毒后的检测结果
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。