我公司專業(yè)從事二氧化氯發(fā)生器近十年,有一批專業(yè)的研發(fā)科研人員,經(jīng)過多年的經(jīng)驗總結(jié),技術(shù)部與生產(chǎn)部相結(jié)合對二氧化氯發(fā)生器的原理構(gòu)造、使用壽命、反應(yīng)率都做了研究與實驗。如下:
反應(yīng)釜的形狀(釜式、管式)、
材質(zhì)(各種塑料、鐵氟龍、鈦合金)、
反應(yīng)方式(一級或多級、單容或多容)
反應(yīng)器加熱溫度(間接加熱或直接加熱、水加熱、油加熱、硅橡膠加熱器、紅外)
控壓方式:正壓型、負壓型
反應(yīng)原理:復(fù)合法 、高純法、電解法、次氯酸鈉電解法等
控制方面:手動、半自動、全自動、PLC智能化控制
經(jīng)過以上多方面深入研究,經(jīng)驗總結(jié)研究如下:
二氧化氯發(fā)生器主要由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、真空吸收系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等部分
組成。其中控制系統(tǒng)是二氧化氯發(fā)生器的核心電氣控制部分,目前國內(nèi)還沒有專業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)進行開發(fā)生產(chǎn),也沒有專門的技術(shù)文獻?;谏虡I(yè)上的考慮,目前國內(nèi)普遍采用NaCl03作為發(fā)生002的起始原料。如前所述,基于NaCl03發(fā)生Cl02均為太型工業(yè)化生產(chǎn)Cl02的方法,工藝繁瑣,設(shè)備復(fù)雜,一次性投資大,運行和維護費用高,但由于Cl02的不穩(wěn)定性和難存儲性,一般采取就地發(fā)生,就地使用的原則,使用大型工業(yè)裝置發(fā)生c102是不經(jīng)濟的,因此,研制基于NaCl03發(fā)生Cl02的小型Cl02發(fā)生器是十分必要的。目前商業(yè)上的Cloz反應(yīng)器普遍存在這樣幾個問題:
(1)產(chǎn)物c10z純度低由于價格問題,國內(nèi)一般采用NaClOa為反應(yīng)起始原料,以HC1
為還原劑的R5法生產(chǎn)Cl02,理論上產(chǎn)物氣體中就含有30%以上的雜質(zhì)Cl2,產(chǎn)生Cl02的純
度不高。如此大劑量的副產(chǎn)物,如果不經(jīng)純化,將會對消毒水體產(chǎn)生極為不利的影響。
(2) NaCIO~轉(zhuǎn)化率不高目前商業(yè)上使用的反應(yīng)器一般為釜式反應(yīng)器,但在連續(xù)釜式反
應(yīng)器中,反應(yīng)物不斷進入反應(yīng)釜,其濃度立即被稀釋到反應(yīng)時濃度,同時流出一定量的反應(yīng)
液,流出液的濃度與反應(yīng)時濃度相同,使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率很低。因此,為增加反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化
率,研究人員將多個反應(yīng)釜串聯(lián)以增加轉(zhuǎn)化率,如生產(chǎn)Cloz的R5法中用了六個釜式反應(yīng)器
串聯(lián),但這樣勢必使反應(yīng)成本大幅增加,增加配套的加熱裝置或水蒸氣發(fā)生裝置,使得應(yīng)器結(jié)構(gòu)繁雜,占地面積大,但即使這樣反應(yīng)結(jié)果也不理想,串聯(lián)之后的R5法的轉(zhuǎn)化率僅有85%左右。
(3)加熱方式存在的問題目前反應(yīng)器的加熱方式分為三種:水浴油浴、電阻絲(碳硅
棒)、水蒸氣加熱。用水浴油浴加熱工藝繁瑣,起停時溫度變化緩慢;用電阻絲、碳硅棒加熱不均勻、不安全,易發(fā)生火災(zāi);用水蒸氣加熱均勻且反應(yīng)*,但需附加水蒸氣發(fā)生設(shè)備,投資高,且儀器裝置復(fù)雜。
(4)殘液處理問題國內(nèi)較普遍的二氧化氯發(fā)生器均以氯酸鈉和工業(yè)鹽酸為反應(yīng)原料,市
場上這類發(fā)生器的轉(zhuǎn)化率僅在60%左右,這意味著殘液中有大量未反應(yīng)的氯酸根離子,這將
會造成處理后的水體存在大量的氯酸根離子,對環(huán)境和人體健康造成不利影響。因而,殘液處理成為生產(chǎn)二氧化氯發(fā)生設(shè)備企業(yè)的重點和難點。
對于商業(yè)化二氧化氯發(fā)生器的設(shè)計思路,必須遵循以下原則:①原料價廉易得;②運行安
全可靠;③適用性強;④成本低;⑤殘液易于處理;⑥易于操控等。
針對以上幾點問題,四川大學(xué)提出了如下的雙梯度二氧化氯反應(yīng)器的設(shè)計方案‘n5]:
(1)反應(yīng)器形狀的選擇連續(xù)管式反應(yīng)器中,反應(yīng)液在管中流動,其濃度不斷降低,形成
濃度梯度,以使流出液中反應(yīng)物的濃度可以很低,較釜式反應(yīng)器更能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
(2)加熱介質(zhì)的選擇其選用二氧化錫電熱膜作為反應(yīng)器的加熱介質(zhì),其優(yōu)點如下:①面
加熱方式,加熱均勻,無明火,放熱安全。②結(jié)構(gòu)簡單,不占體積,只需將薄膜涂于反應(yīng)器
上,便可運行加熱功能,省去了復(fù)雜的水蒸氣發(fā)生裝置。③熱效率高,因為薄膜產(chǎn)生的熱量直接用于反應(yīng)加熱,無需通過中間介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。④環(huán)保,電加熱方式,加熱過程不會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。