專利名稱：一種在二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加料裝置，特別涉及一種在二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器。
背景技術(shù)：
近三十年來(lái)，二氧化氯作為一種新型消毒氧化劑，在發(fā)達(dá)國(guó)家已得到了廣泛應(yīng)用， 是一種代替液氯的優(yōu)良消毒氧化劑。經(jīng)二氧化氯處理的水中不會(huì)產(chǎn)生通常用氯氣消毒時(shí)形 成的致癌物三鹵甲烷，其安全性被世界衛(wèi)生組織WHO列為AI級(jí)，具有廣譜、速效、無(wú)毒、用量 少、藥效長(zhǎng)、殺菌效果不受PH值限制等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)部分細(xì)菌的殺滅率可達(dá)100% ；使用二 氧化氯消毒還可以氧化水中的一些還原性金屬離子如Fe2+、Mn2+等，能夠去除水中的鐵、錳 元素。現(xiàn)階段，我國(guó)的很多水廠也開(kāi)始使用二氧化氯代替液氯對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒處理。 當(dāng)采用Rll法制備二氧化氯時(shí)，其反應(yīng)方程式見(jiàn)化學(xué)式1 2NaC103+H202+2H2S04 = 2C102+02+2NaHS04+2H20 1在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有的采用Rll法的各種二氧化氯發(fā)生器都是用文氏管加料器將 液態(tài)氯酸鈉、液態(tài)硫酸、液態(tài)過(guò)氧化氫三種液體原料和熱空氣首先進(jìn)行氣液混合，此時(shí)開(kāi)始 化學(xué)反應(yīng)生成二氧化氯氣體；然后將氣液混合物送入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，生成的二 氧化氯氣體經(jīng)管道導(dǎo)出，分離出的液體經(jīng)管道導(dǎo)入反應(yīng)釜進(jìn)一步反應(yīng)并持續(xù)生成更多的二 氧化氯氣體。因二氧化氯氣體濃度超過(guò)10%時(shí)容易發(fā)生爆炸，這一過(guò)程通常必須在負(fù)壓下 進(jìn)行，以便通過(guò)管道及時(shí)導(dǎo)出二氧化氯氣體。在以上過(guò)程中，氣液混合和氣液分離步驟都要求達(dá)到較高的效率，以提高整個(gè)系 統(tǒng)的反應(yīng)效率和二氧化氯轉(zhuǎn)化率，并保證反應(yīng)安全。這種方式的主要缺陷在于第一，氣液 混合和氣液分離二者本身是互相矛盾對(duì)立的步驟，從系統(tǒng)整體構(gòu)成來(lái)看，文氏管和氣液分 離器的效率越高，整個(gè)系統(tǒng)中用于互相抵消的功就越高，即使出于成本和防腐性能的考慮 而使用分離效率較低的折流式氣液分離器，也仍有相當(dāng)部分的功損耗在先進(jìn)行氣液混合再 進(jìn)行氣液分離這個(gè)過(guò)程之中；第二，通常情況下，系統(tǒng)負(fù)壓是由二氧化氯投加到水體處的水 射器提供的，驅(qū)動(dòng)原料進(jìn)入文氏管的各種原料泵/閥所提供的正壓對(duì)系統(tǒng)壓力不僅沒(méi)有貢 獻(xiàn)，還需要水射器提供額外的負(fù)壓予以抵銷，才能使系統(tǒng)負(fù)壓保持在額定的范圍之內(nèi)，無(wú)形 中增加了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于能量的需求；第三，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，投料管/泵一文氏管氣液混 合器一氣液分離器一反應(yīng)釜這一系列系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，各子系統(tǒng)的工作效率都不能達(dá)到 或接近各自的最佳，而只能取系統(tǒng)整體平衡下的折衷值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，通過(guò)加料器中的Y型混合加料管進(jìn) 行混料，將混液初反應(yīng)生成的二氧化氯氣體直接輸送到氣體輸出管中，無(wú)需使用文氏管和 氣液分離器，使反應(yīng)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化，提高了系統(tǒng)的工作效率。[0008]本實(shí)用新型的在二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，安裝于反應(yīng)釜的頂部，并與 反應(yīng)釜連接為一體結(jié)構(gòu)；包括位于所述加料器內(nèi)的Y型混合加料管，Y型混合加料管一側(cè)的 兩根支管分別與兩路輸料管連通，另一側(cè)與反應(yīng)釜連通，用于混合兩路液體原料進(jìn)行初反 應(yīng)、并將混合后的液體原料投加到反應(yīng)釜內(nèi)。優(yōu)選地，加料器還包括熱空氣輸入管，熱空氣輸入管位于Y型混合加料管的相應(yīng) 位置處，用于維持初反應(yīng)所需反應(yīng)溫度、并導(dǎo)出初反應(yīng)形成的二氧化氯氣體。優(yōu)選地，Y型混合加料管包括擴(kuò)散段、收斂段及合成段；在擴(kuò)散段和收斂段處，液 體原料在壓力作用下霧化形成氣液混合狀態(tài)；兩根支管在各自的收斂段底部合并在一起形 成合成段，霧化后的液體原料在合成段混合并進(jìn)行初反應(yīng)。優(yōu)選地，合成段的管壁上開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)透氣孔，透氣孔與氣體輸出管相通，用于導(dǎo) 出初反應(yīng)形成的二氧化氯氣體。優(yōu)選地，合成段沿混合液流動(dòng)方向呈漸擴(kuò)狀。優(yōu)選地，加料器通過(guò)壓力傳感器和安全閥與氣體輸出管連通，用于控制生成的二 氧化氯氣體的壓力和濃度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果1、加料器通過(guò)Y型混合加料管進(jìn)行混料，將混液初反應(yīng)生成的二氧化氯氣體直接 輸送到氣體輸出管中，無(wú)需使用現(xiàn)有技術(shù)中的文氏管和氣液分離器，使反應(yīng)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化， 可有效提高反應(yīng)效率；2、Y型混合加料管擴(kuò)散段、收斂段的設(shè)計(jì)，使得液體原料在壓力的作用下迅速霧 化，成為氣液混合狀態(tài)；兩種霧化的液體原料在Y型混合合成段混合并開(kāi)始進(jìn)行初反應(yīng)，所 產(chǎn)生的二氧化氯氣體由合成段的管壁上開(kāi)設(shè)的透氣孔迅速導(dǎo)出，初反應(yīng)效率更高。

圖1是二氧化氯制備的系統(tǒng)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的加料器與反應(yīng)釜連接為整體后的頂視圖；圖3是本實(shí)用新型加料器中Y型混合加料管的六視圖(其中3-A為俯視圖；3-B為 仰視圖；3-C為前視圖；3-D為后視圖；3-E為右視圖；3-F為左視圖)。結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記 1-反應(yīng)釜，2-加料器，3-連通管，4-Y型混合加料器(其中4-1為擴(kuò)散段；4_2為收 斂段；4-3為合成段，4-4為透氣孔，4-5為漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu))，6-熱空氣輸入管，13-緊急排液口， 14-曝氣管，17-導(dǎo)氣管，29-緊急排液閥，30-水浴加溫器，32-原料泵，34-止回閥，36-空 氣加熱器，38-溫控裝置，40-壓力傳感器，41-安全閥，42-排液管道，43-熱空氣輸送管， 44-硫酸輸料管，45-氯酸鈉混合液輸料管，46-氣體輸出管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。本實(shí)用新型涉及的二氧化氯制備系統(tǒng)采用氯酸鈉和硫酸作為原料，過(guò)氧化氫作為 還原劑制備二氧化氯，制備原料時(shí)通常將氯酸鈉與過(guò)氧化氫配置為氯酸鈉混合液。[0024]如圖1、2所示，本實(shí)用新型涉及的實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換率的制備二氧化氯的設(shè)備包括兩條 輸送管道(即硫酸輸料管44和氯酸鈉混合液輸料管45)，每條輸送管道順序連接有原料泵 32、水浴加溫器30和止回閥34，水浴加溫器由溫控裝置38進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的加料器 2安裝在反應(yīng)釜1頂部，并與反應(yīng)釜1成一整體結(jié)構(gòu)，加料器2上具有一熱空氣輸入管6，加 料器2內(nèi)設(shè)有Y型混合加料管4，Y型混合加料管4的兩條支管分別連接硫酸輸料管44和 氯酸鈉混合液輸料管45的止回閥34的出口端。在加熱器2上還設(shè)有熱空氣輸入管6，該熱 空氣輸入管6與熱空氣輸送管43連接，熱空氣輸送管43前端設(shè)有用于加熱和控制熱空氣 溫度的空氣加熱器36和加熱器溫控裝置37。熱空氣輸送管43同時(shí)與位于反應(yīng)釜底部的曝 氣管14連接。反應(yīng)釜1側(cè)壁上設(shè)緊急排液口 13，底部設(shè)排液管道42。反應(yīng)釜頂部中央設(shè) 頂部導(dǎo)氣管17，頂部導(dǎo)氣管17與加熱器2之間通過(guò)一連通管3連通，以導(dǎo)出Y型混合加料 管4處產(chǎn)生的二氧化氯氣體。頂部導(dǎo)氣管17連接到氣體輸出管46，氣體輸出管46上設(shè)有 壓力傳感器40和安全閥41，安全閥41可以保證意外情況下及時(shí)排出反應(yīng)釜1內(nèi)的二氧化 氯氣體。如圖3所示，Y型混合加料管4的兩個(gè)支管分別包括擴(kuò)散段4-1和收斂段4_2，兩 條支管在各自的收斂段4-2的底部合并在一起形成合成段4-3，合成段上沿液體原料流動(dòng) 方向設(shè)漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu)4-5。Y型混合加料管4的合成段4-3的管壁上均開(kāi)有若干透氣孔4-4， 以便導(dǎo)出Y型混合加料管4內(nèi)產(chǎn)生的二氧化氯氣體。反應(yīng)釜1的頂部設(shè)置有與加料器2連 通的頂部下料管。本實(shí)用新型涉及的實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換率的制備二氧化氯的設(shè)備工作時(shí)，首先通過(guò)各自的 原料泵32經(jīng)硫酸輸液管44和氯酸鈉混合液輸液管45將兩種液體原料泵入各自的水浴加 溫器30，將相應(yīng)的液體原料加熱至所需溫度；然后經(jīng)過(guò)各自的止回閥34向加料器2輸送。 液體原料進(jìn)入加料器2后，經(jīng)過(guò)Y型混合加料管4支管內(nèi)的擴(kuò)散段4-1和收斂段4-2時(shí)，在 壓力的作用下迅速霧化，成為氣液混合狀態(tài)。兩種霧化的液體原料在Y型混合加料管4的 合成段4-3混合并開(kāi)始進(jìn)行初反應(yīng)，所產(chǎn)生的二氧化氯氣體由合成段4-3的管壁上開(kāi)設(shè)的 透氣孔5導(dǎo)入加料器2中，并被經(jīng)熱空氣輸入管6所導(dǎo)入的熱空氣帶出加料器2，由導(dǎo)氣管 17送入氣體輸出管46 (該過(guò)程可在水射器或泵的作用下在負(fù)壓下進(jìn)行)。初反應(yīng)后的液體 原料經(jīng)頂部下料管從加料器2進(jìn)入反應(yīng)釜1中進(jìn)行主反應(yīng)。本實(shí)用新型的加料器通過(guò)Y型混合加料管進(jìn)行混料，將混液初反應(yīng)生成的二氧化 氯氣體直接輸送到氣體輸出管中，無(wú)需使用現(xiàn)有技術(shù)中的文氏管和氣液分離器，使反應(yīng)系 統(tǒng)更加簡(jiǎn)化，提高了系統(tǒng)的工作效率。以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型并非局限于此， 任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種在二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，安裝于反應(yīng)釜的頂部，并與反應(yīng)釜連接為一體結(jié)構(gòu)；包括位于所述加料器內(nèi)的Y型混合加料管，Y型混合加料管一側(cè)的兩根支管分別與兩路輸料管連通，另一側(cè)與反應(yīng)釜連通，用于混合兩路液體原料進(jìn)行初反應(yīng)、并將混合后的液體原料投加到反應(yīng)釜內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，加料器還 包括熱空氣輸入管，熱空氣輸入管位于Y型混合加料管的相應(yīng)位置處，用于維持初反應(yīng)所 需反應(yīng)溫度、并導(dǎo)出初反應(yīng)形成的二氧化氯氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，所述Y 型混合加料管包括擴(kuò)散段、收斂段及合成段；在擴(kuò)散段和收斂段處，液體原料在壓力作用下 霧化形成氣液混合狀態(tài)；所述兩根支管在各自的收斂段底部合并在一起形成合成段，霧化 后的液體原料在所述合成段混合并進(jìn)行初反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，所述合成 段的管壁上開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)透氣孔，透氣孔與氣體輸出管相通，用于導(dǎo)出初反應(yīng)形成的二氧 化氯氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，所述合成 段沿混合液流動(dòng)方向呈漸擴(kuò)狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，其特征在于，所述加料 器通過(guò)壓力傳感器和安全閥與氣體輸出管連通，用于控制生成的二氧化氯氣體的壓力和濃度。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種在二氧化氯制備過(guò)程中應(yīng)用的加料器，安裝于反應(yīng)釜的頂部，并與反應(yīng)釜連接為一體結(jié)構(gòu)；包括位于所述加料器內(nèi)的Y型混合加料管，Y型混合加料管一側(cè)的兩根支管分別與兩路輸料管連通，另一側(cè)與反應(yīng)釜連通，用于混合兩路液體原料進(jìn)行初反應(yīng)、并將混合后的液體原料投加到反應(yīng)釜內(nèi)。Y型混合加料管包括擴(kuò)散段、收斂段及合成段；在擴(kuò)散段和收斂段處，液體原料在壓力作用下霧化形成氣液混合狀態(tài)；所述兩根支管在各自的收斂段底部合并在一起形成合成段，霧化后的液體原料在所述合成段混合并進(jìn)行初反應(yīng)。本實(shí)用新型的加料器使反應(yīng)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化，提高了系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號(hào)C02F1/50GK201620021SQ20102010488
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者黃保裕 申請(qǐng)人:深圳市康泰藍(lán)水處理設(shè)備有限公司