DE102010011699B4

DE102010011699B4 - Process for producing a chlorine dioxide solution

Info

Publication number: DE102010011699B4
Application number: DE102010011699.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: DE102010011699A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid umfassend die Schritte: Umsetzung von Chlorit mit Säure in einem Reaktionsbereich (4a), und Überführung des gebildeten, gasförmigen Chlordioxid mit einer Pumpe in einen separaten Behälter (7), wobei die Pumpe (6) gleichzeitig zur Befüllung des Reaktionsbereiches (4a) dient.Process for the preparation of chlorine dioxide, comprising the steps of: reacting chlorite with acid in a reaction zone (4a), and transferring the formed gaseous chlorine dioxide with a pump into a separate container (7), the pump (6) simultaneously filling the reaction zone (4a) is used.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Chlordioxid-Lösung.The present invention relates to a method for producing a chlorine dioxide solution.

Chlordioxid ist eine chemische Verbindung von Chlor und Sauerstoff mit der Summenformel ClO₂. Bei Raumtemperatur ist Chlordioxid ein bernsteinfarbenes, explosives und giftiges Gas mit stechendem, chlorähnlichem Geruch.Chlorine dioxide is a chemical compound of chlorine and oxygen with the molecular formula ClO ₂ . At room temperature, chlorine dioxide is an amber-colored, explosive and toxic gas with a pungent, chlorine-like odor.

Die Anwendungen von Chlordioxid beruhen auf seiner Wirkung als Oxidationsmittel. Es ist das wichtigste Bleichmittel der Elementar-Chlor-Freien Bleiche von Zellstoff, insbesondere bei Papier, in der es elementares Chlor fast vollständig ersetzt hat. Zunehmend wird Chlordioxid auch zur Desinfektion vor der Abfüllung von PET-Flaschen verwendet. Weiterhin wird es in der Trinkwasseraufbereitung zur Desinfektion an Stelle von Chlor eingesetzt. Es ist gegen Bakterien genauso oder besser wirksam als Chlor und im Gegensatz zu Chlor auch gegen Viren und viele Protozoen (Einzeller) wirksam.The applications of chlorine dioxide are based on its action as an oxidant. It is the principal bleaching agent of elemental chlorine-free bleaching of pulp, especially in paper where it has almost completely replaced elemental chlorine. Increasingly, chlorine dioxide is also used for disinfection before filling PET bottles. Furthermore, it is used in drinking water treatment for disinfection instead of chlorine. It is just as effective against bacteria as chlorine and, in contrast to chlorine, also effective against viruses and many protozoa (protozoa).

Zur Chlordioxiderzeugung können viele Verfahren verwendet werden, denen aber gemeinsam ist, dass man erst am Ort der Anwendung zwei Komponenten mischt, die jeweils flüssig oder pulverförmig sein können.Many methods can be used for the production of chlorine dioxide, but they all have in common that it is only at the point of application that two components are mixed, each of which can be liquid or pulverulent.

Am häufigsten ist die Verwendung von Salzsäure und Natriumchlorit als Ausgangskomponenten, da die Herstellung von Chlordioxid aus diesen beiden Komponenten von der Trinkwasserverordnung zugelassen ist. Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung: 5NaClO₂ + 4HCl → 4ClO₂ + 5NaCl + 2H₂O The most common is the use of hydrochloric acid and sodium chlorite as starting components, as the production of chlorine dioxide from these two components is authorized by the Drinking Water Ordinance. The conversion takes place according to the equation: 5NaClO ₂ + 4HCl → 4ClO ₂ + 5NaCl + 2H ₂ O

Es können aber auch andere Substanzen mit Natriumchlorit bzw. allgemein mit einem Chlorit umgesetzt werden. Anstelle von Salzsäure eignen sich andere Säuren, wie Schwefelsäure bzw. Säurebildner wie Peroxodisulfate, z. B. Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxodisulfat, sowie Chlor, Hypochlorige Säure und andere.However, other substances can also be reacted with sodium chlorite or generally with a chlorite. Instead of hydrochloric acid, other acids, such as sulfuric acid or acid generators such as peroxodisulfates, z. As sodium, potassium or ammonium peroxodisulfate, and chlorine, hypochlorous acid and others.

Im allgemeinen verwendet man Konzentrationen an Ausgangsmaterialien, die Chlordioxid nur in einer Konzentration erzeugen, die noch nicht explosionsgefährlich ist. Das sind meist Gehalte um 20000 ppm, es können aber, je nach Verwendungszweck, auch niedrigere oder höhere Konzentrationen vorgesehen sein.In general, use is made of concentrations of starting materials that produce chlorine dioxide only in a concentration that is not yet explosive. These are mostly contents around 20,000 ppm, but depending on the intended use, lower or higher concentrations may also be provided.

Nachteil aller Verfahren ist, dass die Ausgangsstoffe und die bei der Umsetzung gebildeten Nebenprodukte in das zu behandelnde Produkt, zum Beispiel ins Trinkwasser, eingebracht werden, was nicht erwünscht ist. In Trinkwasser gibt es z. B. einen Grenzwert von 0,4 ppm für Natriumchlorit.The disadvantage of all processes is that the starting materials and the by-products formed in the reaction are introduced into the product to be treated, for example into the drinking water, which is not desirable. In drinking water there are z. B. a limit of 0.4 ppm for sodium chlorite.

Nachteilig ist weiterhin, dass zur Erzeugung von Chlordioxid die Säurekomponente im Überschuss angewendet werden muss, um vernünftige Ausbeuten an Chlordioxid zu erhalten. Die eingesetzten und gebildeten Salze und der durch die Säure niedrige pH-Wert führen oft zu sehr starker Korrosion, selbst bei Edelstahl tritt die sogenannte Lochfraßkorrosion auf. Auch die Komponente Natriumchlorit enthält meist höhere Anteile an Natriumchlorid, die das Korrosionsproblem verstärken.A further disadvantage is that to produce chlorine dioxide, the acid component must be used in excess in order to obtain reasonable yields of chlorine dioxide. The salts used and formed by the acid and low pH often lead to very strong corrosion, even in stainless steel occurs the so-called pitting corrosion. Also, the component sodium chlorite usually contains higher levels of sodium chloride, which increase the corrosion problem.

Die DE 32 39 029 A1 betrifft die Herstellung von Chlordioxid aus Chlorat und Schwefeldioxid. Es handelt sich um eine relativ komplexe Apparatur, bei der Chloratlösung und gasförmiges Schwefeldioxid am Boden des Reaktors eingelassen, unter Wasserkühlung umgesetzt und die Reaktionslösung sowie gasförmiges Chlordioxid im oberen Bereich des Reaktors abgesaugt werden. Die Absaugung der Reaktionslösung erfolgt durch dieselbe Pumpe, die auch das Kühlmittel zirkuliert. Das Chlordioxid wird für ein reines Produkt mit einer separaten aber im Vakuum abgestimmten Pumpe abgesaugt und in reinem Wasser gelöst.The DE 32 39 029 A1 concerns the production of chlorine dioxide from chlorate and sulfur dioxide. It is a relatively complex apparatus in which the chlorate solution and gaseous sulfur dioxide are introduced at the bottom of the reactor, reacted with water cooling and the reaction solution and gaseous chlorine dioxide in the upper part of the reactor are sucked off. The extraction of the reaction solution is carried out by the same pump, which also circulates the coolant. The chlorine dioxide is sucked off for a pure product with a separate but vacuum-tuned pump and dissolved in pure water.

CH 646 120 A5 beschreibt ebenfalls die Herstellung von Chlordioxid aus Chlorat und Schwefeldioxid. Auch bei diesem Dokument wird das Chlordioxid gasförmig abgezogen. Die verwendete Wasserstrahlpumpe liefert eine reine, wässrige Chlordioxidlösung. Es ist ein Lagertank für die Chlordioxidlösung vorgesehen. CH 646 120 A5 also describes the production of chlorine dioxide from chlorate and sulfur dioxide. Also in this document, the chlorine dioxide is removed in gaseous form. The water jet pump used provides a pure, aqueous chlorine dioxide solution. There is a storage tank for the chlorine dioxide solution provided.

In DE 23 43 171 A1 wird Chlordioxid aus Chlorit und Salzsäure erzeugt. Es wird eine Wasserstrahlpumpe beschrieben, welche die Reaktanden in den Reaktor saugt, von wo nach der Umsetzung Reaktorflüssigkeit mit Chlordioxid über Ventile abgesaugt wird. Es ist mithin eine Vorrichtung und ein Verfahren offenbart, mit welchem statt einer absatzweisen Umsetzung eine kontinuierliche Umsetzung möglich ist.In DE 23 43 171 A1 Chlorine dioxide is generated from chlorite and hydrochloric acid. It describes a water jet pump, which sucks the reactants in the reactor, from where after the reaction reactor liquid is sucked with chlorine dioxide through valves. It is therefore disclosed an apparatus and a method with which a continuous conversion is possible instead of a batchwise implementation.

Die AT 85 304 E befasst sich wiederum mit der Herstellung von Chlordioxid aus Chlorat und Schwefeldioxid, hier unter Zusatz eines Reduktionsmittels. Zur Verbesserung der Ausbeute wird vorgeschlagen, die gasförmigen Produkte einem Waschturm zuzuführen, bevor Chlordioxid in einem Absorptionsturm in wässrige Lösung gebracht wird. Ein Teil der Reaktorlösung soll zur Wäsche genutzt und in die Reaktion zurückgeführt werden. Das Chlordioxid soll durch Druckluft aus der Reaktionslösung befördert werden.The AT 85 304 E again deals with the production of chlorine dioxide from chlorate and sulfur dioxide, here with the addition of a reducing agent. To improve the yield, it is proposed to supply the gaseous products to a scrubbing tower before chlorine dioxide is brought into aqueous solution in an absorption tower. Part of the reactor solution is to be used for washing and returned to the reaction. The chlorine dioxide should be transported by compressed air from the reaction solution.

In EP 822 162 A2 geht es um die Herstellung von Chlordioxid ”für den Hausgebrauch”. Dazu soll ein Behälter mit zwei Kammern benutzt werden, in welchem eine kleine Reaktorkammer und eine größere Lösungskammer jeweils eine Öffnung mit Verschluss haben und ein Verbindungsrohr am oberen Ende der Kammern zunächst einen Vermischung der Edukte und dann das Eindiffundieren des Chlordioxid in die Lösungskammer ermöglicht. Chlordixod soll durch Reaktion von Chlorit und Säure gebildet werden.In EP 822 162 A2 is about the production of chlorine dioxide "for home use". For this purpose, a container with two chambers is used, in which a small reactor chamber and a larger solution chamber each having an opening Have a closure and a connecting tube at the top of the chambers initially allows mixing of the reactants and then the diffusion of chlorine dioxide into the solution chamber. Chlordixod is said to be formed by the reaction of chlorite and acid.

DE 967 375 B beschreibt Chlorat und Schwefeldioxid als Edukte. Es wird vorgeschlagen, mittels Absaugen des Chlordioxid durch eine Wasserstrahlpumpe eine wässrige Lösung zu erzeugen. Zur Optimierung der Ausbeute soll der Reaktor aufgeteilt werden. In einer ersten Zone wird die exotherme Reaktion ohne weitere Temperierung durchgeführt, in einer zweiten Zone unter leichter Erwärmung. DE 967 375 B describes chlorate and sulfur dioxide as starting materials. It is proposed to produce an aqueous solution by suction of the chlorine dioxide by a water jet pump. To optimize the yield of the reactor should be divided. In a first zone, the exothermic reaction is carried out without further tempering, in a second zone with gentle heating.

Es besteht daher weiterhin Bedarf an geeigneten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Chlordioxid.There is therefore still a need for suitable methods and apparatus for producing chlorine dioxide.

Überraschend wurde gefunden, dass das Problem der Korrosion und der unerwünschten Salze in einem zu behandelnden Produkt wie z. B. im Trinkwasser sich durch Austragen des gebildeten Chlordioxid aus der Reaktionslösung als Gas und Lösen in frischem Wasser vermeiden lässt.Surprisingly, it has been found that the problem of corrosion and the undesirable salts in a product to be treated, such as. B. in drinking water can be avoided by discharging the chlorine dioxide formed from the reaction solution as a gas and dissolving in fresh water.

Die obige Aufgabe wird daher durch ein Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid gemäß Anspruch 1 gelöst. Es wird auch eine Vorrichtung beschrieben, die einen ersten Behälter zur Umsetzung von Chlorit mit Säure umfasst, welcher einen Reaktionsbereich, in welchem Chlorit mit Säure umgesetzt wird, und einen Bereich zur Aufnahme von gasförmigem Chlordioxid aufweist, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Überführung des gebildeten, gasförmigen Chlordioxid in einen zweiten Behälter umfasst, in welchem vorzugsweise frisches Wasser vorhanden ist, in dem sich das gasförmige Chlordioxid löst, und aus dem es zur Verwendung entnehmbar ist.The above object is therefore achieved by a method for the production of chlorine dioxide according to claim 1. There is also described an apparatus comprising a first tank for reacting chlorite with acid having a reaction area in which chlorite is reacted with acid and an area for receiving gaseous chlorine dioxide, the apparatus comprising means for transferring the formed gas , gaseous chlorine dioxide in a second container, in which preferably fresh water is present, in which the gaseous chlorine dioxide dissolves, and from which it is removable for use.

Man erhält reine Chlordioxidlösungen, die aufgrund ihres sehr niedrigen Chloridgehaltes und fehlender Säure nicht korrosiv sind, und es gelangen keine unerwünschten Ausgangs- oder Nebenprodukte wie Chlorit in ein zu behandelndes Produkt, z. B. in das Trinkwasser. Die Chlordioxidlösung ist praktisch salzfrei und kann zu Desinfektionszwecken, Bleichzwecken und zur Konservierung verwendet werden.Pure chlorine dioxide solutions are obtained which, because of their very low chloride content and absence of acid, are not corrosive, and no unwanted starting or by-products, such as chlorite, are introduced into a product to be treated, e.g. B. in the drinking water. The chlorine dioxide solution is virtually salt-free and can be used for disinfection, bleaching and preservation purposes.

Als Säure wird Salzsäure bevorzugt, jedoch kann auch jede andere Säure verwendet werden, also auch organische Säuren, wie beispielsweise Essigsäure, Citronensäure, etc., und andere Mineralsäuren, wie beispielsweise Schwefelsäure, Hypochlorige Säure, etc. Weiterhin sind auch solche Substanzen als Säure geeignet, die die Säure erst in wässriger Lösung freisetzen, wie beispielsweise Peroxodisulfate, insbesondere Natrium- oder Kaliumperoxodisulfat. Unter dem Begriff Säure sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch säurebildende Substanzen wie die Perxoxodisulfate zu verstehen.Hydrochloric acid is preferred as the acid, but any other acid can be used, including organic acids such as acetic acid, citric acid, etc., and other mineral acids such as sulfuric acid, hypochlorous acid, etc. Furthermore, such substances are also suitable as acid , which release the acid first in aqueous solution, such as peroxodisulfates, in particular sodium or potassium peroxodisulfate. Within the scope of the present invention, the term acid is therefore also to be understood as meaning acid-forming substances such as peroxodisulfates.

Als Chlorit werden Alkali- und Erdalkalichlorite bevorzugt, ganz besonders wird Natriumchlorit bevorzugt. Es sind jedoch alle Chlorite einsetzbar, beispielsweise Kaliumchlorit, Calciumchlorit usw. Der Einfachheit halber werden die folgenden Erläuterungen anhand von Natriumchlorit vorgenommen, wobei es sich jedoch versteht, dass auch jedes andere Chlorit oder Gemische von Chloriten verwendet werden können. Naturgemäß entstehen bei einem Einsatz anderer Chlorite als Natriumchlorit die entsprechenden Chloride der anderen Kationen anstelle von Natriumchlorid.As chlorite, alkali metal and alkaline earth chlorides are preferred, sodium chlorite being particularly preferred. However, all chlorites can be used, for example, potassium chlorite, calcium chlorite, etc. For the sake of simplicity, the following explanation will be made on the basis of sodium chlorite, however, it will be understood that any other chlorite or mixtures of chlorites may be used. Naturally, when using chlorites other than sodium chlorite, the corresponding chlorides of the other cations are formed instead of sodium chloride.

Die Umsetzung erfolgt in Wasser, welches entweder im Behälter vorgelegt bzw. zumindest teilweise von der vorherigen Umsetzung noch vorhanden ist, und/oder mit einem der Ausgangsstoffe zugeführt wird. Zweckmäßig kann z. B. die Säure als verdünnte wässrige Lösung zugeführt werden.The reaction takes place in water, which is either present in the container or at least partially still present from the previous reaction, and / or is supplied with one of the starting materials. Appropriately, z. B. the acid can be supplied as a dilute aqueous solution.

Das Chlordioxid wird typischerweise in einer Reaktionszeit im Bereich von 15 bis 20 Minuten gebildet. Das gebildete Chlordioxid ist sowohl in der wässrigen Phase in dem Reaktionsbereich des ersten Behälters gelöst als auch im Bereich zur Aufnahme des gasförmigem Chlordioxid, z. B. im Dampfraum über der Reaktionslösung, enthalten.The chlorine dioxide is typically formed in a reaction time in the range of 15 to 20 minutes. The chlorine dioxide formed is dissolved both in the aqueous phase in the reaction area of the first container and in the area for receiving the gaseous chlorine dioxide, for. B. in the vapor space above the reaction solution.

Die erschöpfte Reaktorflüssigkeit muss mittels geeigneter Verfahrensweise regelmäßig durch neue Lösung ersetzt werden. Durch diskontinuierliches, batchweises Arbeiten kann während der Zeit, in welcher die hergestellte, reine Chlordioxidlösung einem zu behandelndem Produkt zugeführt wird, der Reaktor entleert und neu befüllt werden, damit die Chlordioxidbildung schon zumindest weitgehend abgeschlossen ist, bevor die Überführung aus dem Reaktionbereich wieder startet. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise wird eine Zufuhr der Ausgangsstoffe in möglichst konzentrierter Form bevorzugt, so dass durch teilweise Ableitung der Reaktionslösung die Konzentration an Nebenprodukten auf akzeptablem Niveau gehalten werden kann.The exhausted reactor liquid must be replaced by a suitable procedure regularly with new solution. By batchwise batchwise operation, during the time in which the produced, pure chlorine dioxide solution is supplied to a product to be treated, the reactor is emptied and refilled, so that the chlorine dioxide is already at least largely completed before the transfer from the reaction area restarts. In continuous operation, a feed of the starting materials in the most concentrated form is preferred, so that by partial removal of the reaction solution, the concentration of by-products can be maintained at an acceptable level.

Das überführte Chlordioxid wird in der Regel wieder in Wasser gelöst, wobei dazu frisches Wasser verwendet wird. Frisches Wasser meint hier, dass das Wasser nicht Ausgangs- oder Nebenprodukte der Herstellung des Chlordioxid enthält. Das aus dem Reaktionsbereich abgezogene Wasser kann natürlich verwendet werden, sofern Säure, Natriumchlorit und Natriumchlorid sowie etwaige andere Nebenprodukte abgetrennt worden sind. Ebenso kann auch anderweitig anfallendes Abwasser verwendet werden, sofern es das zu behandelnde Produkt zulässt.The transferred chlorine dioxide is usually redissolved in water using fresh water. Fresh water here means that the water does not contain starting or by-products of the production of chlorine dioxide. Of course, the water withdrawn from the reaction zone can be used as long as acid, sodium chlorite, and sodium chloride and any other by-products have been separated. Similarly, other wastewater can be used, if it allows the product to be treated.

Das entstehende Chlordioxid-Konzentrat kann mittels einer Dosiereinheit z. B. einem zu behandelnden Wasser direkt zugeführt werden. Die Dosierung der Chlordioxid-Lösung erfolgt dabei in an sich bekannter Weise. Es ist auch möglich, aber in der Regel vor allem wegen der Explosionsgefahr höher konzentrierten Chlordioxids weniger bevorzugt, das gasförmige Chlordioxid nach der Überführung direkt dem zu behandelnden Produkt zuzufügen bzw. zuzudosieren. In diesem Fall enthält der zweite Behälter das zu behandelnde Produkt, wie z. B. Trinkwasser. Es kann sich bei dem zweiten Behälter somit auch um eine Leitung handeln. The resulting chlorine dioxide concentrate can by means of a metering z. B. to be treated directly to a water to be treated. The dosage of the chlorine dioxide solution is carried out in a conventional manner. It is also possible, but generally less preferred, mainly because of the danger of explosion, to concentrate or add the gaseous chlorine dioxide directly to the product to be treated after the transfer. In this case, the second container contains the product to be treated, such as. B. drinking water. Thus, the second container may also be a conduit.

Erfindungsgemäß werden Mittel zur Überführung des Chlordioxid aus der Reaktionslösung in dem ersten Behälter in den zweiten Behälter vorgesehen, die durch Unterdruck oder Unterdruck und einen Gasstrom die Überführung ermöglichen. Die Mittel können kontinuierlich, oder vorzugsweise diskontinuierlich arbeiten. Diese Mittel bewirken auch die Zufuhr der Ausgangsstoffe Natriumchlorit und Säure in den Reaktionsbereich.According to the invention means are provided for transferring the chlorine dioxide from the reaction solution in the first container in the second container, which allow the transfer by negative pressure or negative pressure and a gas flow. The agents may operate continuously, or preferably discontinuously. These agents also cause the supply of sodium chloride and acid in the reaction area.

Das Mittel ist ein Pumpe, welche mittels Unterdruck das Chlordioxid überführt. Vorzugsweise dafür geeignet ist eine Wasserstrahlpumpe, die das Gas direkt wieder in Wasser löst.The agent is a pump which converts the chlorine dioxide by means of negative pressure. Preferably suitable for this purpose is a water jet pump which dissolves the gas directly into water.

Ein zusätzlich mögliches Mittel ist ein Gasstrom, der durch die Reaktionslösung geleitet wird, und dabei das Chlordioxid mitnimmt. Das Gas kann Umgebungsluft sein, aber auch andere Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff oder sonstige chlordioxidstabile Gase.An additional possible means is a gas stream which is passed through the reaction solution, taking with it the chlorine dioxide. The gas may be ambient air, but also other gases such as carbon dioxide, nitrogen or other chlorine dioxide stable gases.

Besonders bevorzugt wird die Kombination einer Pumpe, insbesondere einer Wasserstrahlpumpe, mit einem Gasstrom, insbesondere einer Beimengung von Luft. Dabei strömt das Gas über eine Belüftungseinheit ein, wird mit dem Chlordioxid aus dem ersten Behälter gesogen und gleich wieder in eine wässrige Lösung einkondensiert. Im Falle einer Wasserstrahlpumpe kondensiert diese das Chlordioxid direkt ein. Es ist zweckmäßig, wenn das Gas über eine Fritte oder eine ähnliche Vorrichtung in die Reaktionslösung eingeführt wird und diese durchströmt. Analog kann auch das aus dem ersten Behälter überführte Gas/Chlordioxid-Gemisch mit einer geeigneten Vorrichtung in das frische Wasser eingeleitet werden.Particularly preferred is the combination of a pump, in particular a water jet pump, with a gas stream, in particular an admixture of air. The gas flows through a ventilation unit, is sucked with the chlorine dioxide from the first container and immediately condensed again into an aqueous solution. In the case of a water jet pump, this condenses the chlorine dioxide directly. It is advantageous if the gas is introduced via a frit or a similar device into the reaction solution and flows through it. Similarly, the transferred from the first container gas / chlorine dioxide mixture can be introduced with a suitable device in the fresh water.

Mittels Unterdruck, der z. B. von einer Wasserstrahlpumpe erzeugt wird, werden auch die Ausgangsstoffe in den ersten Behälter gesaugt, in dem diese unter Chlordioxidfreisetzung miteinander reagieren.By means of negative pressure, the z. B. is generated by a water jet pump, the starting materials are sucked into the first container in which they react with each other under chlorine dioxide release.

Es ist weiterhin möglich, der erfindungsgemäßen Chlordioxidlösung in an sich bekannter Weise Tenside, Netzmittel, Reinigungsverstärker, Korrosionsinhibitoren, Schaumbildner, Parfüm und/oder Farbstoffe zuzufügen. Diese Substanzen können in den üblichen Mengen zugesetzt werden.It is furthermore possible to add tensides, wetting agents, cleaning intensifiers, corrosion inhibitors, foaming agents, perfume and / or dyes to the chlorine dioxide solution according to the invention in a manner known per se. These substances can be added in the usual amounts.

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren, welche schematisch verschiedene Beispiele für Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen, näher erläutert werden, ohne jedoch auf die konkret beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein. Anhand der Erläuterung der Vorrichtungen wird auch das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulicht. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures, which show schematically different examples of embodiments of the device according to the invention, but without being limited to the specific embodiments described. The explanation of the devices also illustrates the method according to the invention. It shows:

1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung; 1 a first device according to the invention;

2 eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung. 2 a second device according to the invention.

In 1 ist eine erste Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Mit 1 und 2 sind der Vorratsbehälter für die Ausgangsstoffe Natriumchlorit und Salzsäure bezeichnet. Über Leitung 3 werden die Ausgangsstoffe dem ersten Behälter 4 zugeführt. Die Zufuhr erfolgt hier diskontinuierlich. In dem ersten Behälter 4 befindet sich ein unterer Bereich mit der Reaktionslösung 4a und eine oberer Bereich der Gasphase 4b. Selbstverständlich können auch geeignete Rührvorrichtungen vorgesehen werden. Die Umsetzung von Natriumchlorit und Salzsäure zu Chlordioxid, Natriumchlorid und Wasser erfolgt in der Reaktionslösung 4a. Das gebildete Chlordioxid liegt dann teilweise in der Lösung vor, teilweise tritt es in die Gasphase im Bereich 4b über. Von dort wird es über eine Leitung 5 mit einer Pumpe 6, z. B. einer Wasserstrahlpumpe, in den zweiten Behälter 7 gepumpt. In dem Maße, wie Chlordioxid durch die Pumpe 6 aus dem Bereich 4b entfernt wird, verdampft weiteres, in der Reaktionslösung 4a gelöstes Chlordioxid und steht zum Überführen in den Behälter 7 zur Verfügung. Im Behälter 7 befindet sich frisches Wasser 8, das beispielsweise über eine Zuführungsleitung (nicht gezeigt) kontinuierlich oder diskontinuierlich eingefüllt werden kann. Das in den Behälter 7 gepumpte Chlordioxid löst sich in dem Wasser 8 und kann über die Leitung 9 einem zu behandelnden Produkt 10, beispielsweise einem Trinkwasservorratsbehälter, zudosiert werden.In 1 a first device for carrying out the method according to the invention is shown schematically. With 1 and 2 are the reservoir for the starting materials called sodium chlorite and hydrochloric acid. Via wire 3 the starting materials become the first container 4 fed. The supply takes place here discontinuously. In the first container 4 there is a lower area with the reaction solution 4a and an upper portion of the gas phase 4b , Of course, suitable stirring devices can also be provided. The reaction of sodium chlorite and hydrochloric acid to chlorine dioxide, sodium chloride and water takes place in the reaction solution 4a , The chlorine dioxide formed is then partially present in the solution, sometimes it enters the gas phase in the range 4b above. From there it will be over a line 5 with a pump 6 , z. B. a water jet pump, in the second container 7 pumped. As much as chlorine dioxide through the pump 6 out of the area 4b is removed, further evaporates in the reaction solution 4a dissolved chlorine dioxide and is ready for transfer into the container 7 to disposal. In the container 7 there is fresh water 8th , which can be filled, for example, via a supply line (not shown) continuously or discontinuously. That in the container 7 Pumped chlorine dioxide dissolves in the water 8th and can over the line 9 a product to be treated 10 , For example, a drinking water reservoir, are metered.

Über die Leitung 11 wird verbrauchte Reaktionslösung abgeführt, was kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann. Die Leitung 11 ist zweckmäßig mit einem Ventil (nicht gezeigt) versehen über welches der Abfluss von Reaktionslösung geregelt bzw. gestartet und gestoppt werden kann. Anzumerken sei, dass die Zufuhr bei Verwendung einer Pumpe zur Überführung der Ausgangsstoffe in den Behälter 4 durch unabhängige Dosierpumpen (nicht gezeigt) oder andere an sich bekannte Dosiervorrichtungen erfolgen kann. Vorteilhaft reicht die Pumpe 6 auch für die Zufuhr der Ausgangsstoffe aus deren Vorratsgefäßen 1 und 2 in den Behälter 4.About the line 11 spent reaction solution is discharged, which can be continuous or discontinuous. The administration 11 is expediently provided with a valve (not shown) via which the outflow of reaction solution can be regulated or started and stopped. It should be noted that the supply when using a pump for the transfer of the starting materials in the container 4 can be done by independent metering pumps (not shown) or other known metering devices. Advantageously, the pump is enough 6 also for the supply of the starting materials from their storage vessels 1 and 2 in the container 4 ,

2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung wie 1, wobei ein Gasstrom als zusätzliches Mittel die Überführung des Chlordioxid fördert. Dazu ist eine Gaszufuhrleitung 12 mit einer Fritte 13 im ersten Behälter 4 vorgesehen, über die Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, von der Pumpe 6 in den Behälter 4 gesaugt wird. Das Gas wird zusammen mit dem Chlordioxid von der Pumpe 6 über die Leitung 5 in den Behälter 7 befördert. 2 shows a similar device as 1 , wherein a gas stream as an additional means promotes the transfer of chlorine dioxide. This is a gas supply line 12 with a frit 13 in the first container 4 provided, via the gas, such as air or nitrogen, from the pump 6 in the container 4 is sucked. The gas is pumped together with the chlorine dioxide 6 over the line 5 in the container 7 promoted.

Die Leitung 5 kann dabei entweder, wie in 1, oberhalb des Füllstands mit Wasser 8 enden, oder wie in 2 gezeigt, ggfs. mit einer Fritte oder einer ähnlichen Vorrichtung am Ende (nicht gezeigt), unterhalb des Füllstands. Handelt es sich um eine Wasserstrahlpumpe 6, so sind solche Maßnahmen entbehrlich, bei Verwendung anderer Pumpaggregate ist dagegen zur Beschleunigung der Lösung des Chlordioxid im Wasser 8 eine solche Maßnahme vorteilhaft.The administration 5 can be either, as in 1 , above the level with water 8th end, or as in 2 shown, if necessary. With a frit or similar device at the end (not shown), below the level. Is it a water jet pump 6 , Such measures are unnecessary, with the use of other pumping units, however, is to accelerate the dissolution of the chlorine dioxide in the water 8th such a measure is advantageous.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren automatisch über einen Schwimmerschalter gesteuert werden. Hierzu ist im Behälter 7 ein Schwimmerschalter vorgesehen, über den die Gaszufuhr und ein Ventil in der Leitung 11 gesteuert werden können. Ist der Behälter 7 leer oder zu gering befüllt, d. h. soll Chlordioxid hergestellt werden, so wird die Zufuhr von frischem Wasser in den Behälter 7 und die Zufuhr von Gas (Luft) über die Gasleitung 12 gestartet. In dieser Konfiguration saugt die Pumpe 6 Gas mit Chlordioxid aus dem Behälter 4 in den Behälter 7, die Zufuhr von Ausgangsstoffen aus den Vorratsbehältern 1 und 2 stoppt. Ist der Behälter 7 mit einem ausreichenden Vorrat an Chlordioxidlösung gefüllt, löst der Schwimmerschalter das Öffnen der Leitung 11 für eine vorbestimmte, kurze Zeit aus und zugleich oder anschließend das Schließen der Gaszufuhr. Dadurch wird zunächst die verbrauchte Reaktionslösung, zumindest teilweise, abgeführt. Es werden dann im wesentlichen Ausgangsstoffe in den Behälter 4 gesaugt, wobei zweckmäßig auch hier die Zufuhr über einen Füllstandsmesser gestoppt werden kann. Sinkt der Vorrat im Behälter 7, öffnet sich erneut die Gaszufuhr und die Pumpe überführt nun wieder Chlordioxid in den Behälter 7.Particularly advantageously, the method can be controlled automatically via a float switch. This is in the container 7 a float switch is provided over which the gas supply and a valve in the line 11 can be controlled. Is the container 7 empty or insufficiently filled, ie if chlorine dioxide is to be produced, then the supply of fresh water into the container 7 and the supply of gas (air) via the gas line 12 started. In this configuration, the pump sucks 6 Gas with chlorine dioxide from the container 4 in the container 7 , the supply of raw materials from the storage tanks 1 and 2 stops. Is the container 7 filled with a sufficient supply of chlorine dioxide solution, the float switch triggers the opening of the line 11 for a predetermined, short time and at the same time or subsequently closing the gas supply. As a result, first the spent reaction solution is removed, at least partially. It will then be essentially starting materials in the container 4 sucked, where appropriate, the supply can be stopped via a level gauge here. The supply in the container sinks 7 , the gas supply opens again and the pump now returns chlorine dioxide into the container 7 ,

Die Erfindung bezieht sich auch auf alle Kombinationen von bevorzugten Merkmalen, soweit sich diese nicht gegenseitig ausschließen.The invention also relates to all combinations of preferred features, as far as they are not mutually exclusive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorratsbehälter für SäureStorage tank for acid
22: Vorratsbehälter für NatriumchloritReservoir for sodium chlorite
33: Leitungmanagement
44: Erster BehälterFirst container
4a4a: Bereich der ReaktionslösungRange of the reaction solution
4b4b: Bereich zur Aufnahme von gasförmigem ChlordioxidArea for receiving gaseous chlorine dioxide
55: Leitungmanagement
66: Pumpepump
77: Zweiter BehälterSecond container
88th: Frisches WasserFresh water
99: Leitungmanagement
1010: Zu behandlendes ProduktProduct to be treated
1111: Leitungmanagement
1212: Gaszufuhrgas supply
1313: Frittefrit

Claims

Process for producing chlorine dioxide comprising the steps of: reacting chlorite with acid in a reaction zone ( 4a ), and transfer of the formed gaseous chlorine dioxide with a pump into a separate container ( 7 ), whereby the pump ( 6 ) simultaneously to the filling of the reaction area ( 4a ) serves.

A method according to claim 1, characterized in that the formed gaseous chlorine dioxide with a water jet pump ( 6 ) and in fresh water ( 8th ) is condensed again.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the transfer of the chlorine dioxide with the aid of a carrier gas, preferably selected from air, carbon dioxide, nitrogen or another chlorine dioxide-stable gas is achieved.