環(huán)保設(shè)備由低碳化走向智慧化,環(huán)保裝備制造也將更加迅猛地發(fā)展。首先是延伸領(lǐng)域外延的驅(qū)動下,一些智能裝備匹配與智能監(jiān)測有望獲得更大的市場空間;其次包括環(huán)保硬件、環(huán)境治理等環(huán)保產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)維度的自我進化;此外環(huán)保設(shè)備的智能化更加顯著,譬如環(huán)境監(jiān)測已開始運用到無人機設(shè)備。全面智能化需要進行協(xié)同創(chuàng)新,包括設(shè)備制造的降本增效以及更精確的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等。
二氧化氯發(fā)生器是產(chǎn)生二氧化氯的設(shè)備,二氧化氯在化學(xué)上講具有殺菌消毒、脫色除臭的作用。隨著時代的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷推新,制造出了二氧化氯發(fā)生器。目前在自來水消毒、醫(yī)院污水消毒、生活污水消毒中,該設(shè)備被廣泛的應(yīng)用,在水處理設(shè)備中是很有影響力的消毒產(chǎn)品。 隨著該設(shè)備的廣泛推行,在結(jié)構(gòu)也有了一定的要求。
對于化學(xué)反應(yīng)能否按設(shè)計工藝要求進行,發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計很重要,因為在生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器里溫度、濃度、反應(yīng)時間等化學(xué)反應(yīng)條件是不均勻的,這些工藝條件不均勻主要與物料在反應(yīng)器里的流動情況有關(guān),流動引起的返混、傳熱和傳質(zhì)過程又會影響化學(xué)反應(yīng),而影響的大小又取決于化學(xué)反應(yīng)本身的特點。這就是在規(guī)模生產(chǎn)中,宏觀動力學(xué)因素——返混、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞對化學(xué)反應(yīng)的影響,只有充分認(rèn)識這些關(guān)系,才能正確合理的設(shè)計二氧化氯發(fā)生器以及選擇合理的配置,從而使反應(yīng)過程順利進行,達到所期待的轉(zhuǎn)化率和收率,同時使二氧化氯發(fā)生器具有良好的使用性能。
1、安全因素是*
由于二氧化氯本身*的性質(zhì)所決定,在制備過程中很容易發(fā)生爆炸,出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由各種原因而引起的二氧化氯分解所致。
其化學(xué)反應(yīng)如下所示:
2ClO? → 2Cl? + 2O?
由上式可以看出,二氧化氯分解生成氧氣,這不但使二氧化氯收率降低,而且也使二氧化氯純度降低。實際生產(chǎn)中影響二氧化氯分解的因素很多,有時各種因素互相影響,一般來說主要是二氧化氯濃度過高或瞬間濃度過高而導(dǎo)致分解,初期表現(xiàn)只是爆鳴(緩慢爆炸),此時必須引起注意和采取有效措施,否則二氧化氯在分解過程中又放出熱量,使反應(yīng)溫度升高,進一步使二氧化氯的生成速率加快,從而產(chǎn)生劇烈的爆炸而釀成事故。如何控制二氧化氯發(fā)生器內(nèi)二氧化氯的濃度就成了二氧化氯發(fā)生器設(shè)計中的關(guān)鍵問題。
影響二氧化氯濃度,除與二氧化氯發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和合理的配量有關(guān)外,還與外界操作因素有關(guān),如二氧化氯發(fā)生器內(nèi)的真空度大小,直接關(guān)系到發(fā)生器內(nèi)部參數(shù)的變化,諸如溫度和二氧化氯脫出速度,否則就會帶來不安全因素。同樣二氧化氯發(fā)生器為達到良好的氣-液分離效果,發(fā)生器內(nèi)必須保證有氣體的安全通路,既要保持反應(yīng)順利進行,又要防止二氧化體在發(fā)生器上部的積聚,這與發(fā)生器結(jié)構(gòu)有關(guān),也與內(nèi)部真空度大小有關(guān)。真空度過大或過小均會破壞二氧化氯發(fā)生器內(nèi)安全穩(wěn)定的運行,可見二氧化氯發(fā)生器內(nèi)適宜的真空度是安全穩(wěn)定運行的前提。
要實現(xiàn)二氧化氯發(fā)生器安全穩(wěn)定操作,首先要使用自動化儀表,使生產(chǎn)操作的“動態(tài)響應(yīng)”快;另一方面要特別重視二氧化氯發(fā)生器的設(shè)計和操作條件,應(yīng)使發(fā)生器和反應(yīng)條件處于穩(wěn)定的情況之下,當(dāng)物料的流量、濃度或溫度由于某種原因而有波動以后,二氧化氯發(fā)生器能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài),這就是二氧化氯發(fā)生器的動態(tài)特性即穩(wěn)定性,在設(shè)計時必須予以認(rèn)真考慮。
2、設(shè)備材質(zhì)
二氧化氯發(fā)生器在制備二氧化氯過程中,對材質(zhì)的防腐要求是很高的,因為它不僅涉及到二氧化氯特殊的氧化性,同時還面臨著負(fù)壓、較高溫度、較高酸度的溶液,是二氧化氯發(fā)生器設(shè)計中的重要內(nèi)容,選用適宜的材質(zhì),不僅可滿足工藝指標(biāo)的實現(xiàn),也為連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供了可靠的保證。
材質(zhì)除要具備良好的抗腐蝕能力、耐溫、耐壓外,還要有良好的傳熱效果以及便于加工制造等性能,綜合各種因素,實踐證明目前選擇鈦材為材質(zhì)比較合適。鈦材是比較昂貴的材質(zhì),制作發(fā)生器時要特別注意的是鈦材的純度和加工的焊接點。
3、負(fù)壓曝氣
負(fù)壓即是二氧化氯發(fā)生器內(nèi)在一定的真空度條件下進行,而曝氣就是向二氧化氯發(fā)生器內(nèi)不斷的通入空氣,這對發(fā)生器安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用:
(1)、代替攪拌,使反應(yīng)液充分混合,有利于化學(xué)反應(yīng)。
(2)、供給熱量,以保證反應(yīng)在一定的溫度條件下進行。
(3)、促進傳質(zhì),傳熱和氣-液分離過程順利進行。
(4)、空氣進入發(fā)生器內(nèi)可使生成的二氧化體濃度下降,確保反應(yīng)安全順利進行。曝氣可以歸納以下幾個過程:攪拌→混合→反應(yīng)→吹脫出二氧化氯→進入氣相。
要控制二氧化氯發(fā)生器安全穩(wěn)定進行,應(yīng)使二氧化氯生成速率等于二氧化氯吹脫速率,這時二氧化氯收率高。曝氣過小時,即二氧化氯生成速率遠(yuǎn)大于二氧化氯吹脫速率,由于起不到攪拌、混合、反應(yīng)、吹脫和稀釋的作用,造成反應(yīng)液中二氧化氯的濃度過大,副反應(yīng)增多,二氧化氯的收率降低,也帶來不安全因素。當(dāng)曝氣過大時,即二氧化氯吹脫速率遠(yuǎn)大于二氧化氯生成速率,反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生“液泛現(xiàn)象”,這樣曝氣不僅起不到應(yīng)有的作用,還破壞了流體在二氧化氯發(fā)生器內(nèi)的流動狀況,嚴(yán)重的影響了傳質(zhì)、傳熱和氣-液分離過程的效果,不但使二氧化氯收率降低,同時也帶來不安全因素。可見適宜的曝氣是二氧化氯發(fā)生器實現(xiàn)安全、穩(wěn)定運行的重要前提。
在實際生產(chǎn)中,除反應(yīng)物濃度、原料配比、反應(yīng)壓力在一定溫度條件下進行化學(xué)反應(yīng)外,為適應(yīng)外界和操作帶來不利的影響,保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定順利進行,曝氣還是一個有操作彈性的可控因素。
4、連續(xù)多級反應(yīng)器
連續(xù)操作反應(yīng)器是反應(yīng)器內(nèi)的物料和產(chǎn)物隨進隨出,連續(xù)流動,這種反應(yīng)器的特點是反應(yīng)物濃度自始至終為一常數(shù),因而反應(yīng)速率也是確定不變的,這對氯酸鈉和雙氧水在硫酸介質(zhì)中進行的自催化反應(yīng)尤為有利。在這種反應(yīng)器里的物料充分混合,化學(xué)反應(yīng)可以一直以大的反應(yīng)速度進行,同時還進行傳質(zhì),傳熱和氣-液分離的過程,從而提高生產(chǎn)率。幾個這樣連續(xù)操作的反應(yīng)器串聯(lián)即成連續(xù)多級反應(yīng)器,這種反應(yīng)物料從第 1 個反應(yīng)器加入,依次通過各反應(yīng)器,產(chǎn)物(二氧化氯和釜殘)分別從塔頂和塔釜排出,這種連續(xù)多級反應(yīng)器既可以減少對反應(yīng)不利的返混,同時物料在反應(yīng)器中停留時間比單個反應(yīng)器要集中在平均停留時間附近,從而可以達到較高的轉(zhuǎn)化率,同時生產(chǎn)過程容易控制,產(chǎn)品穩(wěn)定,需要較少的人力和操作費用。二氧化氯發(fā)生器的結(jié)構(gòu)要求二氧化氯發(fā)生器的結(jié)構(gòu)要求
無論使用什么設(shè)備,設(shè)備的維護都很重要,在使用時要遵守一定規(guī)則,防止設(shè)備發(fā)生故障,造成一定的影響。