Installation de préparation de solutions aqueuses de bioxyde de chlore
La présente invention concerne une installation de préparation de solutions aqueuses de bioxyde de chlore à partir de solutions de chlorite d'un métal alcalin ou alcalino-terreux et d'acide chlorhydrique.
Dans le brevet principal, la titulaire a décrit une installation spécialement conçue pour améliorer sensiblement le rendement en bioxyde de chlore et réduire la durée de la réaction réalisé à partir de solutions aqueuses d'un chlore de métal alcalin ou alcalinoterreux et d'acide chlorhydrique sans devoir nécessairement faire usage d'activateurs. Cette installation, comprenant une colonne garnie d'éléments de remplissage où les réactifs mélangés circulent en courant ascendant, est caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre en forme de cône inversé, destinée à l'introduction tangentielle des réactifs et à leur mélange, chambre placée immédiatement au-dessous de la colonne et est séparée de celle-ci par une plaque perforée qui supporte les éléments de remplissage.
L'installation suivant la présente invention, qui réside en un perfectionnement apporté à celle du brevet principal, est caractérisée en ce que ladite colonne est munie, en aval, d'une chambre de détente qui empêche la formation d'une phase gazeuse en tête de ladite colonne par suite de la réduction de la pression entre deux injections.
On obtient ainsi une dépression relative oui empêche la formation d'une phase gazeuse en tête de ladite colonne entre deux injections, ce qui accroît la sécurité de fonctionnement de l'installation.
Un tel dispositif permet d'alimenter la colonne de réaction par des solutions plus concentrées de réactifs.
Les schémas annexés illustrent une forme d'exécution de l'instaflation conforme à la présente invention.
La figure 1 représente une coupe verticale de la colonne de réaction munie, en aval, d'une chambre de détente.
La figure 2, représente une coupe horizontale de la chambre conique d'introduction des réactifs (introduction tangentielle).
La figure 3 représente un schéma général d'une installation de préparation de solutions aqueuses de bioxyde de chlore utilisant un dispositif conforme à l'invention.
La figure 1 montre une colonne (1) de 400mm de hauteur et de 100mm de diamètre, garnie d'anneaux
Raschig en verre supportés par une plaque (2) perforée d'une trentaine de trous de 3 mm de diamètre.
Sous cette plaque est située une chambre d'introduction des réactifs (3) en forme de cône inversé ou d'entonnoir. Au bas de cette chambre débouchent deux tubulures (4) pour l'introduction tangentielle de chacun des réactifs (voir aussi la figure 2), par exemple une solution de chlorite de sodium et une solution d'acide chlorhydrique. La solution de bioxyde de chlore engendrée quitte la colonne par la tubulure (5) et passe ensuite dans une chambre de détente (6), se trouvant en aval de la colonne, qui, par suite de la réduction de la pression, empêche une accumulation de bioxyde de chlore gazeux entre deux injections. La chambre de détente possède trois tubulures, une à l'entrée depuis le réacteur, une deuxième pour l'arrivée d'eau de dilution et enfin une troisième pour la sortie de la solution diluée vers l'endroit d'utilisation.
La figure 2 représente le système d'introduction tangentielle des réactifs au bas de la colonne de réaction, de la manière décrite au brevet principal.
La figure 3 représente le schéma général d'une installation de préparation de solutions de bioxyde de chlore utilisant une colonne de réaction (1) munie en aval d'une chambre de détente (6) conforme à la pré sente invention. L'installation illustrée à la figure 3 fonctionne au moyen d'injecteurs et de solutions concentrées de réactifs.
Les réservoirs (7) contiennent les solutions concentrées de chlorite de sodium (24,20/o) et d'acide chlorhydrique (33 /o). Ces réactifs sont dilués à une concentration adéquate pour leur introduction au bas de la colonne de réaction au moyen d'injecteurs (8) de type venturi . L'eau, à une pression relative de 4,0 + 0,3 atm, est amenée à l'installation par la conduite (9); son courant est divisé en deux:
une partie sert à la dissolution des réactifs concentrés, au moyen des injecteurs (8), lesquelles solutions de réactifs sont amenées au bas de la colonne (1), une vanne électromagnétique (12) règle le débit de ce premier flux d'eau; la deuxième partie du courant d'eau est dirigée, par l'obturateur (10) (diamètre 0,5 mm), vers la chambre de détente (6) où elle dilue la solution de bioxyde de chlore préparée dans la colonne (1), la solution formée (d'une concentration de l'ordre de 20 g C102/1) étant évacuée par la conduite (11).
Une telle installation permet la génération de 500 g Cl Q/heure et présente une grande sûreté de fonctionnement.
Bien que l'installation ait été décrite pour une réaction entre des solutions de chlorite de sodium et d'acide chlorhydrique, l'emploi d'un autre chlorite, tel que du chlorite de potassium ou de calcium, dans l'installation entre également dans le cadre du présent brevet; de même, il peut être fait usage d'un dispositif conforme à l'invention dans des installations de préparation de bioxyde de chlore utilisant, par exemple, des solutions diluées de réactifs.
D'autre part, il va de soi que l'on peut faire usage de dispositifs équivalents à ceux préconisés dans le présent brevet ou dans le brevet principal. Notamment, la chambre de mélange conique décrite au brevet principal peut être remplacée, pour la facilité de la construction, par une chambre cylindrique munie d'un cylindre concentrique de plus faible diamètre et plus faible hauteur, qui reçoit tangentiellement les deux courants de réactifs.
Les diverses variables opératoires, dont l'influence est connue, peuvent être modifiées sans nuire à la portée de l'invention.
Installation for the preparation of aqueous solutions of chlorine dioxide
The present invention relates to an installation for preparing aqueous solutions of chlorine dioxide from solutions of chlorite of an alkali or alkaline earth metal and hydrochloric acid.
In the main patent, the patentee described a plant specially designed to significantly improve the yield of chlorine dioxide and reduce the reaction time carried out from aqueous solutions of an alkali or alkaline earth metal chlorine and hydrochloric acid without necessarily have to use activators. This installation, comprising a column packed with filling elements where the mixed reagents circulate in an ascending current, is characterized in that it comprises a chamber in the form of an inverted cone, intended for the tangential introduction of the reagents and for their mixing, chamber placed immediately below the column and is separated from it by a perforated plate which supports the filling elements.
The installation according to the present invention, which is an improvement made to that of the main patent, is characterized in that said column is provided, downstream, with an expansion chamber which prevents the formation of a gas phase at the top. of said column as a result of the reduction in pressure between two injections.
A relative vacuum is thus obtained, which prevents the formation of a gas phase at the top of said column between two injections, which increases the operating safety of the installation.
Such a device makes it possible to feed the reaction column with more concentrated solutions of reagents.
The attached diagrams illustrate an embodiment of the instaflation according to the present invention.
FIG. 1 represents a vertical section of the reaction column provided, downstream, with an expansion chamber.
FIG. 2 represents a horizontal section of the conical chamber for introducing the reagents (tangential introduction).
FIG. 3 represents a general diagram of an installation for preparing aqueous solutions of chlorine dioxide using a device in accordance with the invention.
Figure 1 shows a column (1) 400mm high and 100mm in diameter, lined with rings
Glass raschig supported by a perforated plate (2) with around 30 holes 3 mm in diameter.
Under this plate is located a reagent introduction chamber (3) in the form of an inverted cone or funnel. At the bottom of this chamber open two tubes (4) for the tangential introduction of each of the reagents (see also FIG. 2), for example a solution of sodium chlorite and a solution of hydrochloric acid. The generated chlorine dioxide solution leaves the column through the tubing (5) and then passes into an expansion chamber (6), located downstream of the column, which, due to the reduction in pressure, prevents an accumulation of chlorine dioxide gas between two injections. The expansion chamber has three pipes, one at the inlet from the reactor, a second for the inlet of dilution water and finally a third for the outlet of the diluted solution to the place of use.
FIG. 2 represents the system for tangential introduction of the reactants at the bottom of the reaction column, as described in the main patent.
FIG. 3 shows the general diagram of an installation for preparing chlorine dioxide solutions using a reaction column (1) provided downstream with an expansion chamber (6) in accordance with the present invention. The installation illustrated in Figure 3 operates by means of injectors and concentrated solutions of reagents.
The reservoirs (7) contain the concentrated solutions of sodium chlorite (24.20 / o) and hydrochloric acid (33 / o). These reagents are diluted to an adequate concentration for their introduction at the bottom of the reaction column by means of injectors (8) of the venturi type. Water, at a relative pressure of 4.0 + 0.3 atm, is brought to the installation through line (9); its current is divided into two:
one part is used for dissolving the concentrated reagents, by means of injectors (8), which reagent solutions are brought to the bottom of the column (1), an electromagnetic valve (12) regulates the flow rate of this first water flow; the second part of the water stream is directed, by the shutter (10) (diameter 0.5 mm), towards the expansion chamber (6) where it dilutes the chlorine dioxide solution prepared in column (1) , the solution formed (with a concentration of the order of 20 g C102 / 1) being discharged via line (11).
Such an installation allows the generation of 500 g Cl Q / hour and has great operating reliability.
Although the installation has been described for a reaction between solutions of sodium chlorite and hydrochloric acid, the use of another chlorite, such as potassium or calcium chlorite, in the installation also comes into play. the scope of this patent; likewise, use can be made of a device in accordance with the invention in installations for preparing chlorine dioxide using, for example, dilute solutions of reagents.
On the other hand, it goes without saying that one can make use of devices equivalent to those recommended in the present patent or in the main patent. In particular, the conical mixing chamber described in the main patent can be replaced, for ease of construction, by a cylindrical chamber provided with a concentric cylinder of smaller diameter and lower height, which tangentially receives the two streams of reactants.
The various operating variables, the influence of which is known, can be modified without harming the scope of the invention.