液体二氧化氯释放剂及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种液体二氧化氯释放剂及制备方法，属消毒、漂白领域。该液体二氧化氯释放剂中含有1.5?2.5mol/L的氯酸钠和3.5?7.0mol/L的硫酸；制备二氧化氯时将液体二氧化氯释放剂和还原剂投加到二氧化氯发生器中，经过二氧化氯发生器反应，得到二氧化氯。本发明采用液体二氧化氯释放剂保证了二氧化氯发生器的反应原料中酸度和氯酸钠浓度的稳定，确保了反应系统中原料比例达到最佳要求，使原料转化率大于95％，二氧化氯纯度大于98％，并且解决了用户运输、储存和使用硫酸容易出现安全事故的问题。
【专利说明】
液体二氧化氯释放剂及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及二氧化氯的制备技术领域，特别涉及一种液体二氧化氯释放剂及制备方法。
【背景技术】
[0002]二氧化氯(ClO2)，熔点-59°C，沸点I TC，是自然界中以单体游离原子团存在的少数化合物之一，常温下为黄绿色或橘红色气体，外观及气味酷似氯气，ClO2气体易溶于水，形成黄绿色的溶液，二氧化氯在水中的溶解度约为氯气的5倍，其杀菌能力是现有氯系消毒剂的3-5倍，在水中能氧化降解多种有机污染物而不产生致癌有毒的卤代有机物，可杀灭各种传染性病菌和病毒，能有效去除水中的色素，嗅味、异味等有害物质，消毒杀菌效果不受水中PH值和氨氮的影响，在使用过程中安全、无毒，对环境和水体不产生二次污染，因而二氧化氯是国际上公认的新一代广谱杀菌消毒剂，为世界各国广泛应用，世界卫生组织(WHO)将其定为Al级安全消毒剂，在水处理行业得到广泛的应用。
[0003]制备高纯二氧化氯有亚氯酸盐法和氯酸盐法，由于亚氯酸盐价格高造成二氧化氯的制备成本高，不适合大量使用二氧化氯的场所，因而氯酸盐法得到普遍应用。氯酸盐法主要以氯酸钠、硫酸为原料，双氧水、甲醇、蔗糖、尿素、氯化钠等为还原剂，在一定的温度和一定的负压下将氯酸钠还原生成二氧化氯。
[0004]在目前的氯酸盐法制备二氧化氯的方法中，都是采用将氯酸钠与还原剂混合在一起制备成混合溶液，用一台计量栗投加到反应器中，硫酸单独用另一台计量栗投加的方法，由于两台计量栗的计量误差，该方法存在加入到反应器中的硫酸量不稳定，使反应系统中的酸度没有在理想的范围内，造成:一是反应系统的酸度偏低时发生器的反应效果差、原料转化率低、消耗高;二是反应系统的酸度偏高时造成硫酸的浪费和反应器发生腐蚀，使发生器的硫酸消耗高和设备的使用寿命缩短;三是使发生器的原料转化率、纯度不稳定，达不到理想的状态，进而不能保证消毒后的水质安全。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种液体二氧化氯释放剂及制备方法，保证二氧化氯发生器反应原料浓度的稳定性和准确性，提高原料转化率和二氧化氯纯度，使二氧化氯的制备更加安全可靠、简单方便。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]一种液体二氧化氯释放剂，所述液体二氧化氯释放剂中含有1.5-2.5mol/L的氯酸钠和3.5-7.0mol/L的硫酸。
[0008]上述液体二氧化氯释放剂的制备方法，包括以下步骤:
[0009](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.0-5.0mol/L的氯酸钠溶液；
[0010](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%-98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为7.0-14.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0011](c)制备液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制备成含有1.5-2.5mol/L氯酸钠和3.5-7.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0012]作为本发明的优选方案，所述液体二氧化氯释放剂中含有1.6-2.2mol/L的氯酸钠和 4.0-6.5mol/L 的硫酸。
[0013]上述液体二氧化氯释放剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0014](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.2-4.4mol/L的氯酸钠溶液；
[0015](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%_98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为
8.0-13.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0016](c)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制成含有1.6-2.2mol/L氯酸钠和4.0-6.5mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0017]作为本发明的最优选方案，所述液体二氧化氯释放剂中含有1.8-2.lmol/L的氯酸钠和4.5-6.0mol/L的硫酸。
[0018]上述液体二氧化氯释放剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0019](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.6-4.2mol/L的氯酸钠溶液；
[0020](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%_98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为
9.0-12.0mol/L的稀硫酸溶液；
[0021](C)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制成含有1.8-2.lmol/L氯酸钠和4.5-6.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0022]上述液体二氧化氯释放剂用于生产二氧化氯，将液体二氧化氯释放剂和还原剂溶液投加到二氧化氯发生器中反应，还原剂溶液为双氧水、甲醇、蔗糖、尿素中的一种或多种配制的溶液。
[0023]二氧化氯发生器的反应温度控制在50_75°C。
[0024]本发明的有益效果在于:
[0025]1、本发明先将氯酸钠与硫酸制备成稳定浓度的液体二氧化氯释放剂，与还原剂溶液同时加入到二氧化氯发生器中，就能稳定地产生高纯度的二氧化氯，采用液体二氧化氯释放剂保证了反应原料中酸度和氯酸钠浓度的稳定，确保了反应系统的反应原料浓度稳定，使原料转化率大于95 %，二氧化氯纯度大于98 %。
[0026]2、液体二氧化氯释放剂，解决了用户运输、储存浓硫酸和稀释浓硫酸容易出现安全事故的问题。
[0027]3、液体二氧化氯释放剂中的酸度低，在使用中不会出现对操作人员造成伤害的情况。
[0028]4、液体二氧化氯释放剂用于二氧化氯发生器使用确保了反应原料在最佳反应浓度进行，二氧化发生器的反应器可以是单级或多级结构。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0030]实施例1
[0031 ] 1、制备液体二氧化氯释放剂，包括以下步骤:
[0032](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成质量浓度为3.6mol/L的氯酸钠溶液；
[0033](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为98%的浓硫酸用水稀释至浓度为9.0mol/L的稀硫酸溶液，将稀硫酸溶液的温度降低至30°C ;
[0034](c)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的体积比混合，混合时温度控制在35°C以下，制成含有1.8mol/L氯酸钠和
4.5mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0035]2、制备还原剂溶液:
[0036](I)将专利号为ZL2008 I 0304135.1的固体还原剂与水按1: 3的质量比混合溶解制成还原剂溶液；
[0037](2)将质量浓度为27.5 %的双氧水溶液作为还原剂溶液。
[0038]3、制备二氧化氯，包括以下步骤:
[0039](I)将液体二氧化氯释放剂和专利号为ZL2008 I 0304135.1还原剂溶液按1:0.1的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在55-75°C;发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为93.1 %，二氧化氯纯度为98.6%。
[0040](2)将液体二氧化氯释放剂和27.5%的双氧水溶液按1:0.15的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在55-70°C;发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为95.1%, 二氧化氯纯度为99.1 %。[0041 ] 实施例2
[0042]1、制备液体二氧化氯释放剂，包括以下步骤:
[0043](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成浓度为3.8mol/L的氯酸钠溶液；
[0044](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为98 %的浓硫酸用水稀释至浓度为10.0mo 1/L的稀硫酸溶液，将稀硫酸溶液的温度降低至30°C ;
[0045](c)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的体积比混合，混合时温度控制在35°C以下，制成含有1.9mol/L氯酸钠和
5.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0046]2、制备还原剂溶液:
[0047](I)将质量浓度为27.5%的双氧水溶液作为还原剂溶液；
[0048](2)将专利号为ZL2008 I 0304135.1的固体还原剂与水按1: 3的质量比混合溶解制成还原剂溶液。
[0049]3、制备二氧化氯，包括以下步骤:
[0050](I)将液体二氧化氯释放剂和质量浓度为27.5%的双氧水溶液按1:0.15的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在50-70°C，发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为96.9%, 二氧化氯纯度为 98.7%。
[0051 ] (2)将液体二氧化氯释放剂和专利号为ZL2008 I 0304135.1还原剂溶液按1: 0.1的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在55-75°C;发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为95.0 %，二氧化氯纯度为98.2%。
[0052]实施例3
[0053]1、制备液体二氧化氯释放剂，包括以下步骤:
[0054](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成浓度为4.0mol/L的氯酸钠溶液；
[0055](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为98 %的浓硫酸用水稀释至浓度为11.0mo 1/L的稀硫酸溶液，将稀硫酸溶液的温度降低至30°C ;
[0056](c)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的体积比混合，混合时温度控制在35°C以下，制成含有2.0mol/L氯酸钠和
5.5mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0057]2、制备还原剂溶液:
[0058](I)将质量浓度为27.5%的双氧水溶液作为还原剂溶液；
[0059](2)将专利号为ZL2008 I 0304135.1的固体还原剂与水按1: 3的质量比混合溶解制成还原剂溶液。
[0060]3、制备二氧化氯，包括以下步骤:
[0061 ] (I)将液体二氧化氯释放剂和质量浓度为27.5 %的双氧水溶液按1: 0.15的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在50-70°C，发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为97.9%, 二氧化氯纯度为 98.5%。
[0062](2)将液体二氧化氯释放剂和专利号为ZL2008 I 0304135.1还原剂溶液按1: 0.1的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在55-75°C;发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，氯酸钠转化率为95.7%, 二氧化氯纯度为98.1%。
[0063]实施例4
[0064]1、制备液体二氧化氯释放剂，包括以下步骤:
[0065](a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成浓度为4.2mol/L的氯酸钠溶液；
[0066](b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为98 %的浓硫酸用水稀释至浓度为12.0mo 1/L的稀硫酸溶液，将稀硫酸溶液的温度降低至30°C ;
[0067](c)配制液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照I: I的体积比混合，混合时温度控制在35°C以下，制成含有2.lmol/L氯酸钠和6.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。
[0068]2、制备还原剂溶液:
[0069](I)将质量浓度为27.5%的双氧水溶液作为还原剂溶液；
[0070](2)将专利号为ZL2008 I 0304135.1的固体还原剂与水按1: 3的质量比混合溶解制成还原剂溶液。
[0071]3、制备二氧化氯，包括以下步骤:
[0072](I)将液体二氧化氯释放剂和质量浓度为27.5%的双氧水溶液按1:0.15的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在50-70°C，发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，结果为:氯酸钠转化率为97.3%, 二氧化氯纯度为 98.3%。
[0073](2)将液体二氧化氯释放剂和专利号为ZL2008 I 0304135.1还原剂溶液按1: 0.1的体积比投加到二氧化氯发生器的反应器中，在反应器中进行混合反应，反应温度控制在55-75°C;发生器运行正常后分析消毒液、残液中的二氧化氯含量、氯气含量、氯酸根含量、亚氯酸根含量与加入反应器中的氯酸钠量进行计算，氯酸钠转化率为95.5%, 二氧化氯纯度为98.0%。
[0074]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案之一而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，该二氧化氯释放剂用于产生二氧化氯时还可使用其他还原性物质，如甲醇、蔗糖、尿素、氯化钠等一种或几种混合的还原剂物质。
【主权项】
1.一种液体二氧化氯释放剂，其特征在于:所述液体二氧化氯释放剂中含有1.5-2.5mol/L的氯酸钠和3.5-7.0mol/L的硫酸。2.根据权利要求1所述的液体二氧化氯释放剂，其特征在于:所述液体二氧化氯释放剂中含有1.6-2.2mol/L的氯酸钠和4.0-6.5mol/L的硫酸。3.根据权利要求2所述的液体二氧化氯释放剂，其特征在于:所述液体二氧化氯释放剂中含有1.8-2.lmol/L的氯酸钠和4.5-6.0mol/L的硫酸。4.权利要求1所述的液体二氧化氯释放剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.0-5.0mol/L的氯酸钠溶液； (b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%-98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为7.0-14.0mol/L的稀硫酸溶液； (c)制备液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制成含有1.5-2.5mol/L氯酸钠和3.5-7.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。5.权利要求2所述的液体二氧化氯释放剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.2-4.4mol/L的氯酸钠溶液； (b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%-98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为8.Ο-υ.0mol/L 的稀硫酸溶液； (c)制备液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制成含有1.6-2.2mol/L氯酸钠和4.0-6.5mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。6.权利要求3所述的液体二氧化氯释放剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)配制氯酸钠溶液:将氯酸钠与水混合溶解成摩尔浓度为3.6-4.2mol/L的氯酸钠溶液； (b)配制稀硫酸溶液:将质量浓度为96%-98%的浓硫酸用水稀释至摩尔浓度为9.Ο-υ.0mol/L 的稀硫酸溶液； (c)制备液体二氧化氯释放剂:将步骤(a)配制的氯酸钠溶液和步骤(b)配制的稀硫酸溶液按照1:0.9-1.1的体积比混合，制成含有1.8-2.lmol/L氯酸钠和4.5-6.0mol/L硫酸的液体二氧化氯释放剂。7.权利要求1-3任意一项所述的液体二氧化氯释放剂用于生产二氧化氯，其特征在于:将液体二氧化氯释放剂和还原剂溶液投加到二氧化氯发生器中反应，还原剂溶液为双氧水、甲醇、蔗糖和尿素中的一种或多种配制的溶液。8.根据权利要求书7所述的液体二氧化氯释放剂用于生产二氧化氯，其特征在于:二氧化氯发生器的反应温度控制在50-75°C。
【文档编号】C01B11/02GK106082131SQ201610390499
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月2日 公开号201610390499.0, CN 106082131 A, CN 106082131A, CN 201610390499, CN-A-106082131, CN106082131 A, CN106082131A, CN201610390499, CN201610390499.0
【发明人】向德明, 穆超银
【申请人】四川齐力绿源水处理科技有限公司