如何提高二氧化氯发生器的利用率
二氧化氯发生器是由釜式反应器通过耐酸导管和水射式真空机组组成。釜式反应器采用的是两级或多级反应器,主反应釜内设有空气分布器,副反应釜设置了平衡管,使反应较彻底,反应后的残液可达标排放。生成的二氧化氯制得水溶液,也可以制得稳定二氧化氯溶液。
1.二氧化氯发生器反应器结构
对于化学反应能否按设计工艺要求进行,反应器的结构设计很重要,要让反应器的结构配置能满足反应工艺条件。如反应物进料位置、方式、生成物出料位置、方式,反应物在反应器内流动状态,需要加压或减压的方式。反应器的结构设计和配置选择合理,不但能使反应过程顺利完成,保证反应过程能达到理想的转化率或得率,还使得整个设备具有很好的使用性能(安全、可靠、故障率低)。
2.反应物NaClO3浓度
一般化学反应中,提高反应物浓度或降低生成物浓度都有利于反应向生成物方向进行。但NaClO3溶液浓度过高,反应生成物NaCl在残液中的浓度相应也高,会在反应器或投药管中生成结晶,造成管路堵塞。
3.酸当量浓度、还原剂比例
NaClO3溶液加酸达不到一定的酸当量浓度,反应转化率很低,速度很慢;作为还原剂Cl-加入的量少,NaClO3转化率低,加入的量过多,反应将向副反应方向偏移,虽然NaClO3转化率高,但ClO2得率低。
4.反应压力
一般反应降低压力有利于向生成气体产物的方向进行。二氧化氯发生器的反应容器为密闭系统降低压力有利于向生成气体产物的方向进行。
计量泵流量过小
原因:背压阀损坏,计量泵隔膜损坏,计量泵冲程频率过小,过滤器堵塞。
解决方案:检修或更换背压阀,更换隔膜,重新调整冲程(详见计量泵说明书),清洗过滤器
由于二氧化氯本身特有的性质所决定,在制备过程中很容易发生爆炸,出现这种现象是由各种原因而引起的二氧化氯分解所致。
其化学反应如下图(1)所示:
2ClO₂ → 2Cl₂ + 2O₂
由(1)式可以看出,二氧化氯分解生成和氧气,这不但使二氧化氯收率降低,而且也使二氧化氯纯度降低。实际生产中影响二氧化氯分解的因素很多,有时各种因素互相影响,一般来说主要是二氧化氯浓度过高或瞬间浓度过高而导致分解,初期表现只是爆鸣(缓慢爆炸),此时必须引起注意和采取有效措施,否则二氧化氯在分解过程中又放出热量,使反应温度升高,进一步使二氧化氯的生成速率加快,从而产生剧烈的爆炸而酿成事故。如何控制二氧化氯发生器内二氧化氯的浓度就成了二氧化氯发生器设计中的关键问题。
影响二氧化氯浓度,除与二氧化氯发生器的结构和合理的配量有关外,还与外界操作因素有关,如二氧化氯发生器内的真空度大小,直接关系到发生器内部参数的变化,诸如温度和二氧化氯脱出速度,否则就会带来不安全因素。同样二氧化氯发生器为达到良好的气-液分离效果,发生器内必须保证有气体的安全通路,既要保持反应顺利进行,又要防止二氧化体在发生器上部的积聚,这与发生器结构有关,也与内部真空度大小有关。真空度过大或过小均会破坏二氧化氯发生器内安全稳定的运行,可见二氧化氯发生器内适宜的真空度是安全稳定运行的前提。
要实现二氧化氯发生器安全稳定操作,首先要使用自动化仪表,使生产操作的“动态响应”快;另一方面要特别重视二氧化氯发生器的设计和操作条件,应使发生器和反应条件处于稳定的情况之下,当物料的流量、浓度或温度由于某种原因而有波动以后,二氧化氯发生器能自动恢复到正常操作状态,这就是二氧化氯发生器的动态特性即稳定性,在设计时必须予以认真考虑。
结构特征及工作原理
(一) 总体结构及工作原理
总体结构:发生器由供料系统、反应系统、控制系统和安全系统构成:发生器外壳为PVC材料。
工作原理:由计量泵将氯酸钠水溶液与盐酸溶液输入到反应器中,在一定温度和负压下进行充分反应,产出以二氧化氯为主、为辅的消毒气体,经水射器吸收与水充分混合后形成消毒液后,通入被消毒水中。
(二) 主要部件功能及工作原理
(1) 水射器:水射器是根据射流原理而设计的一种抽气元件,当动力水经过水射器时,其内部产生负压,外部气体在压差作用下被吸入水射器,从而实现吸气。被吸入的二氧化体在些与混合,形成消毒液,另外,水射器还用于原料罐原料的吸收。
(2) 计量泵:输送原料及调节流量。
(3) 反映器曝气口〔进气口〕:设备运行时的空气通道,安装时,可连接管道并通到室外,并保持与大气相通。
(4) 电接点压力表:电接点压力表是保护设备安全运行的装置之一,其工作原理是:当水射器**水压**设定值时,该表控制计量泵停止进料。
(5) 原料液位传感器:原料液位传感器也是保护设备安全运行的装置之一,它安装于两个原料罐底部,当任何一种原料用完时,计量泵将停止进料。
(6) 温度控制器:温度控制器是系统加热控制机构,它保证了氯酸钠和盐酸的佳化学反应温度。
(7) 控制器:控制器是二氧化氯发生器的控制**,它完成了系统的整个自动控制。
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