技术领域
[0001] 本
发明涉及化工领域，特别是涉及一种配制液体二氧化氯消毒剂的方法及装置。
背景技术
[0002] 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，应用领域越来越广，特别是在饮用水领域及民用领域更具有优势。
[0003] 二氧化氯制备技术在国内已有30年的历史了，起初国内都是采用发生器制备二氧化氯的，随着国民经济的发展，并根据国内市场的需求，液体二氧化氯消毒剂也随之研发出来了。当时研发液体二氧化氯消毒剂的生产方法主要有二种，但随着国家对安全、环保的严管，采用亚氯酸钠配制方法进行生产的就多了起来，到目前已较为普遍了。但是，在长期的实际应用中发现，液体二氧化氯消毒剂给饮用水杀菌、消毒时，也易导致亚氯酸盐和氯酸盐的超标，而达不到国家卫生指标。
[0004] 现如今，在激烈的市场竞争中，尽管新
专利技术配制的消毒剂具有一定的优势，具有一定的市场领域，但是，只解决杀菌、消毒及副产物的问题还不够，降低成本的需求也越来越凸显出来了，这也是用户非常看重的问题，并直接影响到市场的推广。由于液体二氧化氯消毒剂本身的制备工艺技术所限，而导致制备成本本身就一直高于二氧化氯发生器的制备成本，因此，自然也会导致水处理成本的偏高，这是一个难以改变的客观现实，所以，成为了液体消毒剂更广泛推广应用的主要障碍，并且，至今一直没有人去研究解决。
[0005] 截止今日，之所以一直没有人在配制液体二氧化氯消毒剂(稳态二氧化氯溶液)工艺技术上再进行研发，具有以下难点：
[0006] 1.因采用配制法进行液体二氧化氯消毒剂的生产，必须采用氧化法工艺技术配方才能制备出二氧化氯，而采用氧化法的
氧化剂原料本身价格是很高的，都高于其他制备方法的氧化剂，并且，其他氧化剂还无法替代，所以，在工艺技术上具有很大的局限性，制备成本高是根本无法避开的。
[0007] 2.如果考虑在另一种原料
盐酸上做文章，由于该氧化法的反应是在常温下进行的，因此，反应液的酸度要求有一定的范围，即使改变酸度，也是很有限的，也难以改变制备成本的降低。
[0008] 针对液体二氧化氯消毒剂的现状，要解决其制备成本的降低，在有限的条件下，就必须再进行进一步的技术研发，再进行技术创新，才有可能降低制备成本，最终实现降低水处理成本的目的。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种配制液体二氧化氯消毒剂的方法及装置。本发明方法利用B剂溶液的新工艺配方，进行合理配比，再与原A剂溶液进行合理配比，通过活化操作，能够制备出高产率的高纯二氧化氯气体。
[0010] 本发明为了解决
现有技术存在的难题，更好的拓展应用市场，根据原研发液体消毒剂专利技术的
基础上，只能在反应过程中尽可能的提高二氧化氯的产率(收率)这一指标上下功夫，在确保亚氯酸盐和氯酸盐不超标的基础上，来降低液体消毒剂的制备成本，进而降低水处理的成本。为此，就需要从化学反应方面入手，进行反应状态的研究，提高反应效率，研发出一种较高产率的液体消毒剂。因此，这也就成为了一个液体二氧化氯消毒剂从未进行过的、一个严峻的技术研究课题。通过不断的研究、改进，最终得到了本发明的方案，研发出了一个新的配制法液体消毒剂专利技术，在确保了亚氯酸盐和氯酸盐不超标的基础上，提高二氧化氯的产率(收率)，降低了制备成本，解决了饮用水消毒的一大困扰，得到了认可。
[0011] 本发明的目的是根据现有配制法工艺技术的局限性，并在原配制出亚氯酸钠溶液(A剂)与盐
酸溶液(B剂)二种物料的基础上，给盐酸溶液提供一种新的工艺配方，进行合理配比，制成新的盐酸混合溶液(B剂)，与再原A剂组合，配制出一种新的液体二氧化氯消毒剂的工艺方法。
[0012] 本发明仍以亚氯酸钠和盐酸为基本原料，但在盐酸溶液中要加入二种固体有机物作为促进剂，并控制一定的液固配比及固固配比，同时，还要严格控制A、B剂的体积比，在常温、一定的反应时间下，使原料在投加设备中进行充分活化反应，其反应原理如下：
[0013] 5NaClO2+4HCl+促进剂＝4ClO2↑+5NaCl+2H2O
[0014] 通过二种促进剂的作用，改变其原反应状态、反应历程，提高反应效率，促进主反应的持续进行，可实现高纯二氧化氯气体的高效率产出。
[0015] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的方法，包括如下步骤：分别配制A剂和B剂，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，其产率都>85％以上，通过投加设备送至饮用水应用场所；
[0016] 其中，所述A剂为亚氯酸钠溶液，所述B剂为盐酸混合溶液，包括盐酸溶液、促进剂I和促进剂II，所述促进剂I为
柠檬酸，所述促进剂II为
草酸。
[0017] 本发明中的亚氯酸钠溶液和盐酸溶液为传统技术中的浓度4％的溶液。
[0018] 采用本发明所述的B剂溶液，在有效的控制了亚氯酸盐、氯酸盐等副产物不超标的基础上，很好地解决了产生目标产品的有效反应，提高了产品的反应产率。本发明新工艺方法在B剂溶液的浓度和配比下，既保证了反应的安全、稳定进行，也促进了反应的有效、持续进行。
[0019] 本发明所述的配制液体二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述B剂中，所述盐酸(这里指31％纯盐酸)与所述柠檬酸和所述草酸
质量之和的质量比为1：0.255～0.5。
[0020] 本发明所述的配制液体二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述柠檬酸和所述草酸的质量比为1：3.6～8.0。
[0021] 本发明所述的配制液体二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述A剂和B剂溶液的反应体积比为1：1.01～1.04。
[0022] 本发明所述的配制液体二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述活化反应的
温度为常温。
[0023] 本发明所述的配制液体二氧化氯消毒剂的方法，其中，所述活化反应的时间为15～20min。
[0024] 一种盐酸混合溶液的配制装置，包括盐酸稀释混合槽以及分别与其相连的第一盐酸混合器和第二盐酸混合器，所述第一盐酸混合器与促进剂I溶解罐相连，所述第二盐酸混合器与促进剂II溶解罐相连；
[0025] 所述盐酸稀释混合槽与
循环泵相连，所述
循环泵通过管路分别与成品槽、所述第一盐酸混合器、所述促进剂I溶解罐、所述第二盐酸混合器和所述促进剂II溶解罐相连。
[0026] 本发明所述的盐酸混合溶液的配制装置，其中，在所述盐酸稀释混合槽上设置有盐酸溶液入口和水入口，所述第一盐酸混合器的出口与所述盐酸稀释混合槽的入口相连，所述第二盐酸混合器的出口与所述盐酸稀释混合槽的入口相连，所述促进剂I溶解罐上设置有固体促进剂I的入口，所述促进剂II溶解罐上设置有固体促进剂II的入口；
[0027] 所述促进剂I溶解罐的出口与所述第一盐酸混合器的中部入口相连，所述促进剂II溶解罐的出口与所述第二盐酸混合器的中部入口相连。
[0028] 本发明所述的盐酸混合溶液的配制装置，其中，所述盐酸稀释混合槽的出口与所述循环泵的入口相连，所述循环泵的出口分别通过第一支管、第二支管、第三支管、第四支管和第五支管与所述成品槽、所述促进剂II溶解罐、所述第二盐酸混合器、所述促进剂I溶解罐和所述第一盐酸混合器相连；所述成品槽上设置有灌装口，在第一支管、第二支管、第三支管、第四支管和第五支管上分别设置有第一
阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门。
[0029] 采用本发明所述的盐酸混合溶液的配制装置配制盐酸混合溶液的方法，包括如下步骤：(1)将盐酸倒入装有水的盐酸稀释混合槽中，在促进剂I溶解罐和促进剂II溶解罐中按质量比为1：3.6～8.0分别加入柠檬酸和草酸，盐酸与柠檬酸和所述草酸质量之和的质量比为1：0.255～0.5；关闭第一阀门、第三阀门和第四阀门，打开第二阀门和第五阀门，在循环泵的作用下进行充分混合；
[0030] (2)打开第三阀门和第四阀门，继续进行充分混合；
[0031] (3)待得到符合要求的盐酸混合溶液后，关闭第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，打开第一阀门送至成品槽中进行灌装。
[0032] 本发明配制液体二氧化氯消毒剂的方法与现有技术不同之处在于：
[0033] 本发明配制液体二氧化氯消毒剂的新方法在现专利技术配制方法的基础上，依据反应过程的状态情况，进行了进一步的优化改进，虽仍为二元物料进行反应，但打破了传统的单纯盐酸为B剂的方法，在B剂中添加了二种促进剂，并采用了一定的配方、配比，改变了现专利配制方法的配方及配比，是将反应过程状态进行有效、持续反应的一种创新方法，与现专利配制方法相比，不仅盐酸量下降了，而且在转化率相当的基础上，还提高了二氧化氯产率，降低了制备成本(见表1)；更重要的是，反应后产生的亚氯酸盐有了明显的下降，实现了配制消毒剂的最高收率(见表2)，满足了客户的需要，解决了客户一直都关心的制备成本问题，保证了在减少二氧化氯用量的同时，经第三方检测机构的检测，仍能确保了饮用水中各项指标的合格，特别是副产盐的不超标，完全达到了国家卫生指标(见表3)。
[0034] 本发明所述的一种配制液体二氧化氯消毒剂的新方法与现专利配制方法相比，主要优点就是：反应后的二氧化氯产出率高，提高了20.19％，二氧化氯收率不仅符合国家标准(≥70％)，还提高了14.95个百分点，盐酸用量下降了10％，制备成本下降了11.24％，在消毒中二氧化氯用量下降30％的基础上，不仅卫生指标全部合格，特别是亚氯酸盐还下降了184.44％，从消毒剂的自身方面亚氯酸盐就有了一个大幅度的下降，从而更确保了应用于饮用水消毒后，卫生指标的全部合格，更加体现出了新配制方法的优良性能，达到了前所未有的理想效果，这是其他所有配制消毒剂都达不到的，又是一个新突破，为纯二氧化氯在饮用水中的消毒，又打开了一个更宽、更好的局面；同时，也使液体消毒剂的应用更加方便，大大提升了应用效果，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坚实的基础。
[0035] 本发明所述的一种配制液体二氧化氯消毒剂B剂的专用装置与原传统配制装置相比，主要特点就是增加了促进剂Ⅰ和促进剂Ⅱ的溶解罐，并且采用了盐酸混合溶解器，将盐酸与促进剂有了更好的
接触、混合，不仅延长了混合时间，而且将固体物料进行了充分的溶解混合，使有效组分得到更充分的溶解，确保了盐酸混合溶液质量优良、稳定，这也是一个创新的溶解混合方法，为A、B液的活化反应持续、有效进行，提高反应产率，减少副产盐的产生，起到了积极的促进作用。新的B剂配制专用装置及溶解方法，为消毒剂各项指标的合格，奠定了非常重要的基础条件。
[0036] 下面结合
附图对本发明的配制液体二氧化氯消毒剂的方法作进一步说明。
附图说明
[0037] 图1为本发明中盐酸混合溶液的配制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0039] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的方法，包括如下步骤：分别配制A剂和B剂，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，通过投加设备送至饮用水应用场所；
[0040] 其中，A剂为亚氯酸钠溶液，B剂为盐酸混合溶液，包括盐酸溶液、促进剂I和促进剂II，促进剂I为柠檬酸，促进剂II为草酸。
[0041] B剂中，盐酸与柠檬酸和草酸质量之和的质量比为1：0.255～0.5，柠檬酸和草酸的质量比为1：3.6～8.0；A剂和B剂溶液的反应体积比为1：1.01～1.04，活化反应的温度为常温，活化反应的时间为15～20min。
[0042] 实施例2
[0043] 实施例1中，B剂优选采用如下的装置进行配置：
[0044] 一种盐酸混合溶液的配制装置，包括盐酸稀释混合槽6以及分别与其相连的第一盐酸混合器3和第二盐酸混合器10，第一盐酸混合器3与促进剂I溶解罐2相连，第二盐酸混合器10与促进剂II溶解罐11相连；
[0045] 盐酸稀释混合槽6与循环泵7相连，循环泵7通过管路分别与成品槽8、第一盐酸混合器3、促进剂I溶解罐2、第二盐酸混合器10和促进剂II溶解罐11相连。
[0046] 在盐酸稀释混合槽6上设置有盐酸溶液入口4和水入口5，第一盐酸混合器3的出口与盐酸稀释混合槽6的入口相连，第二盐酸混合器10的出口与盐酸稀释混合槽6的入口相连，促进剂I溶解罐2上设置有固体促进剂I的入口1，促进剂II溶解罐11上设置有固体促进剂II的入口12；
[0047] 促进剂I溶解罐2的出口与第一盐酸混合器3的中部入口相连，促进剂II溶解罐11的出口与第二盐酸混合器10的中部入口相连。
[0048] 盐酸稀释混合槽6的出口与循环泵7的入口相连，循环泵7的出口分别通过第一支管、第二支管、第三支管、第四支管和第五支管与成品槽8、促进剂II溶解罐11、第二盐酸混合器10、第一盐酸混合器3和促进剂I溶解罐2相连；成品槽8上设置有灌装口9，在第一支管、第二支管、第三支管、第四支管和第五支管上分别设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门。
[0049] 实施例3
[0050] 采用实施例2的盐酸混合溶液的配制装置配制盐酸混合溶液的方法，包括如下步骤：
[0051] 步骤一、将盐酸倒入装有水的盐酸稀释混合槽6中，在促进剂I溶解罐2和促进剂II溶解罐11中按质量比为1：3.6～8.0分别加入柠檬酸和草酸，盐酸与柠檬酸和草酸质量之和的质量比为1：0.255～0.5；关闭第一阀门、第三阀门和第四阀门，打开第二阀门和第五阀门，在循环泵7的作用下进行充分混合(大约混合30min)；
[0052] 步骤二、打开第三阀门和第四阀门，继续进行充分混合(大约混合4小时)；
[0053] 步骤三、待得到符合要求的盐酸混合溶液后，关闭第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，打开第一阀门送至成品槽8中进行灌装。
[0054] 活化反应现场应用时：
[0055] 1应用前，将原亚氯酸钠溶液A剂和盐酸混合溶液B剂按比例送至投加设备中进行混合；
[0056] 2在常温下，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。
[0057] 其中，A剂和B剂溶液的反应体积比为1：1.01～1.04，活化反应的温度为常温，活化反应的时间为15～20min。
[0058] 实施例4
[0059] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
[0060] 将原亚氯酸钠溶液(A剂)和采用盐酸与二种促进剂质量之和的质量比为1：0.255，并且促进剂Ⅰ与促进剂Ⅱ的质量比为1：3.6，而配制成的盐酸混合溶液(B剂)，按照A剂溶液和B剂溶液的体积比为1：1.01，一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。控制反应温度为常温，控制反应时间为20min。
[0061] 在活化反应后，对其反应溶液进行取样分析检测，检测结果：二氧化氯产率(收率)为87.8％，比原消毒剂提高了11.89个百分点；制备成本为0.0382元，比原消毒剂降低了11.06％。
[0062] 实施例5
[0063] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
[0064] 将原亚氯酸钠溶液(A剂)和采用盐酸与二种促进剂质量之和的质量比为1：0.278，并且促进剂Ⅰ与促进剂Ⅱ的质量比为1：4.0而配制成的盐酸混合溶液(B剂)，按照A剂溶液和B剂溶液的体积比为1：1.02，一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。控制反应温度为常温，控制反应时间为18min。
[0065] 在活化反应后，对其反应溶液进行取样分析检测，检测结果：二氧化氯产率(收率)为88.8％，比原消毒剂提高了14.95个百分点；制备成本为0.038元，比原消毒剂降低了11.24％。
[0066] 实施例6
[0067] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
[0068] 将原亚氯酸钠溶液(A剂)和采用盐酸与二种促进剂质量之和的质量比为1：0.389，并且促进剂Ⅰ与促进剂Ⅱ的质量比为1：5.97而配制成的盐酸混合溶液(B剂)，按照A剂溶液和B剂溶液的体积比为1：1.03，一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。控制反应温度为常温，控制反应时间为17min。
[0069] 在活化反应后，对其反应溶液进行取样分析检测，检测结果：二氧化氯产率(收率)为90.6％，比原消毒剂提高了16.75个百分点；制备成本为0.04元，比原消毒剂降低了7.08％。
[0070] 实施例7
[0071] 一种配制液体二氧化氯消毒剂的新方法，包括如下步骤：
[0072] 将原亚氯酸钠溶液(A剂)和采用盐酸与二种促进剂质量之和的质量比为1：0.5，并且促进剂Ⅰ与促进剂Ⅱ的质量比为1：8.0而配制成的盐酸混合溶液(B剂)，按照A剂溶液和B剂溶液的体积比为1：1.04，一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。控制反应温度为常温，控制反应时间为16min。
[0073] 在活化反应后，对其反应溶液进行取样分析检测，检测结果：二氧化氯产率(收率)为87.7％，比原消毒剂提高了14.05个百分点；制备成本为0.0428元，比原消毒剂降低了0.44％。
[0074] 制备成本、新试验配方和消毒试验结果的对比试验数据见表1、表2和表3。
[0075] 表1二种消毒剂制备成本对比表
[0076]
[0077] 表2新研发配方与现专利配方检测数据对比表
[0078]
[0079] 表格中新研发配方一至四为实施例4～7的配方，其中实施例5的配方从各方面综合考虑为最佳配方。
[0080] 表3二氧化氯消毒剂总体消毒性能试验结果对比
[0081]
[0082] 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。
