對(duì)于化學(xué)反應(yīng)能否按設(shè)計(jì)工藝要求進(jìn)行，發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要，因?yàn)樵谏a(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器里溫度、濃度、反應(yīng)時(shí)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(dòng)情況有關(guān)，流動(dòng)引起的返混、傳熱和傳質(zhì)過(guò)程又會(huì)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(diǎn)。這就是在規(guī)模生產(chǎn)中，宏觀動(dòng)力學(xué)因素——返混、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，只有充分認(rèn)識(shí)這些關(guān)系，才能正確合理的設(shè)計(jì)二氧化氯發(fā)生器以及選擇合理的配置，從而使反應(yīng)過(guò)程順利進(jìn)行，達(dá)到所期待的轉(zhuǎn)化率和收率，同時(shí)使二氧化氯發(fā)生器具有良好的使用性能(安全、可靠且故障率低)?！　?i>1、安全因素是首位　　由于二氧化氯本身特有的性質(zhì)所決定，在制備過(guò)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?！　∑浠瘜W(xué)反應(yīng)如下所示：　　2ClO? → 2Cl? + 2O?　　由上式可以看出，二氧化氯分解生成氯氣和氧氣，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(shí)際生產(chǎn)中影響二氧化氯分解的因素很多，有時(shí)各種因素互相影響，一般來(lái)說(shuō)主要是二氧化氯濃度過(guò)高或瞬間濃度過(guò)高而導(dǎo)致分解，初期表現(xiàn)只是爆鳴(緩慢爆炸)，此時(shí)必須引起注意和采取有效措施，否則二氧化氯在分解過(guò)程中又放出熱量，使反應(yīng)溫度升高，進(jìn)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(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題?！　∮绊懚趸葷舛?，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(huì)帶來(lái)不安全因素。同樣二氧化氯發(fā)生器為達(dá)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(jìn)行，又要防止二氧化氯氣體在發(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(guò)大或過(guò)小均會(huì)破壞二氧化氯發(fā)生器內(nèi)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，可見(jiàn)二氧化氯發(fā)生器內(nèi)適宜的真空度是安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提?！　∫獙?shí)現(xiàn)二氧化氯發(fā)生器安全穩(wěn)定操作，首先要使用自動(dòng)化儀表，使生產(chǎn)操作的“動(dòng)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(jì)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(dòng)以后，二氧化氯發(fā)生器能自動(dòng)恢復(fù)到正常操作狀態(tài)，這就是二氧化氯發(fā)生器的動(dòng)態(tài)特性即穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須予以認(rèn)真考慮?！?i>　2、連續(xù)多級(jí)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(jìn)隨出，連續(xù)流動(dòng)，這種反應(yīng)器的特點(diǎn)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(duì)氯酸鈉和雙氧水在硫酸介質(zhì)中進(jìn)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)可以一直以最大的反應(yīng)速度進(jìn)行，同時(shí)還進(jìn)行傳質(zhì)，傳熱和氣-液分離的過(guò)程，從而提高生產(chǎn)率。幾個(gè)這樣連續(xù)操作的反應(yīng)器串聯(lián)即成連續(xù)多級(jí)反應(yīng)器，這種反應(yīng)物料從第 1 個(gè)反應(yīng)器加入，依次通過(guò)各反應(yīng)器，產(chǎn)物(二氧化氯和釜?dú)?分別從塔頂和塔釜排出，這種連續(xù)多級(jí)反應(yīng)器既可以減少對(duì)反應(yīng)不利的返混，同時(shí)物料在反應(yīng)器中停留時(shí)間比單個(gè)反應(yīng)器要集中在平均停留時(shí)間附近，從而可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程容易控制，產(chǎn)品穩(wěn)定，需要較少的人力和操作費(fèi)用?！　?i>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(jìn)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(duì)發(fā)生器安全穩(wěn)定運(yùn)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)。　?。?）供給熱量，以保證反應(yīng)在一定的溫度條件下進(jìn)行?！　。?）促進(jìn)傳質(zhì)，傳熱和氣-液分離過(guò)程順利進(jìn)行?！　。?）空氣進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)可使生成的二氧化氯氣體濃度下降，確保反應(yīng)安全順利進(jìn)行。曝氣可以歸納以下幾個(gè)過(guò)程:攪拌→混合→反應(yīng)→吹脫出二氧化氯→進(jìn)入氣相?！　∫刂贫趸劝l(fā)生器安全穩(wěn)定進(jìn)行，應(yīng)使二氧化氯生成速率等于二氧化氯吹脫速率，這時(shí)二氧化氯收率最高。曝氣過(guò)小時(shí)，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(guò)大，副反應(yīng)增多，二氧化氯的收率降低，也帶來(lái)不安全因素。當(dāng)曝氣過(guò)大時(shí)，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(dòng)狀況，嚴(yán)重的影響了傳質(zhì)、傳熱和氣-液分離過(guò)程的效果，不但使二氧化氯收率降低，同時(shí)也帶來(lái)不安全因素?？梢?jiàn)適宜的曝氣是二氧化氯發(fā)生器實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。　　在實(shí)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)外，為適應(yīng)外界和操作帶來(lái)不利的影響，保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定順利進(jìn)行，曝氣還是一個(gè)有操作彈性的可控因素?！　?i>4、設(shè)備材質(zhì)　　二氧化氯發(fā)生器在制備二氧化氯過(guò)程中，對(duì)材質(zhì)的防腐要求是很高的，因?yàn)樗粌H涉及到二氧化氯特殊的氧化性，同時(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)，也為連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供了可靠的保證?！　〔馁|(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(shí)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(shí)要特別注意的是鈦材的純度和加工的焊接點(diǎn)。

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