專利名稱：用二氧化氯處理的方法
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背景技術：
本發(fā)明涉及長期穩(wěn)定的二氧化氯水溶液，以及制備和使用所述溶液的方法。長期和穩(wěn)定的二氧化氯水溶液可特別用于需要較少量的二氧化氯處理或間歇式處理的應用中。二氧化氯是用于包括漂白、農藥、生物殺滅劑、消除污染、消毒劑、油田應用等廣泛領域中的強氧化劑。
在工業(yè)上將二氧化氯用作漂白劑、熏蒸劑、衛(wèi)生洗滌劑或殺菌劑。二氧化氯可用于代替氯氣和次氯酸鹽產品，更特別有利地用于具有所得益處的該類應用中。二氧化氯是比氯氣更有效且需要的劑量水平更低的殺菌劑。當用于對含有有機化合物的未凈化水殺菌時，二氧化氯產生的氯代有機化合物比氯氣產生的少。此外，二氧化氯對金屬的腐蝕性比氯氣小。
然而，二氧化氯是不穩(wěn)定、高反應性的氣體，其可溶于水中并在水中分解。例如參見美國專利第4,941,917號。因此，迄今為止一直需要現(xiàn)場產生二氧化氯水溶液以立即使用，或在較短時間內使用(通常小于1小時)。由于其穩(wěn)定性差，因此在工業(yè)實踐中在避光和低溫下儲存二氧化氯。現(xiàn)場產生二氧化氯的要求嚴重限制了其在需要較少量二氧化氯的設施中或在僅有間歇需求的設施中的應用。
已知許多用于制備二氧化氯的方法。對于較大的二氧化氯需求，通常使用二氧化氯發(fā)生器。例如參見美國專利第4,247,531、4,590,057和5,204,081號。
通常通過降低二氧化氯發(fā)生器上的pH實現(xiàn)的“次氯酸方法”實際上不是氯氣亞氯酸鈉反應，所述次氯酸方法包括許多基于市售亞氯酸鹽的二氧化氯體系。這些體系依賴于溶于水中的次氯酸形式的氯與亞氯酸鈉的形成二氧化氯的反應。以反應式1描述該反應反應式1。
為了使次氯酸根離子主要呈次氯酸形式，反應物溶液的pH必須低于2.8。否則，溶解的氯氣將成次氯酸根離子形式。若確實如此，則發(fā)生的主要反應以反應式2表示反應式2。
因此在高于2.8的pH下，這些類型的二氧化氯發(fā)生器的主要終產物為氯酸鹽而非二氧化氯。
所述pH可能對這些類型的二氧化氯發(fā)生器而言太低。在低于2.3的pH下，開始發(fā)生如反應式3所示的另一副反應反應式3。
若這些體系中的pH降得太低，則亞氯酸根可分解成氯氣。因此在次氯酸型體系中，pH工作范圍應保持在2.3至2.8之間。已經發(fā)現(xiàn)，在實驗室條件下，在該pH和1500mg/L的反應物亞氯酸根濃度下，92％的亞氯酸根將轉化成二氧化氯(反應式1)，4％將轉化成氯酸根(反應式2)且4％將轉化成氯氣(反應式3)。因為這些反應均以大約相同的速率進行，所以實際pH控制實際形成百分數(shù)。
在某些應用中，特別需要不含氯氣的二氧化氯溶液。這可以通過復雜的純化步驟由上述溶液獲得，所述純化步驟包括由溶液汽提(stripping)氯氣并將二氧化氯由發(fā)生溶液再吸收到接受溶液。為此，通常使用空氣流。但是，若二氧化氯在空氣流中的濃度高到引發(fā)自分解反應，則是危險的。參見美國專利第6,274,009號。二氧化氯在空氣中的濃度超過11％可以輕微爆炸。
氯氣與亞氯酸鈉固體或水溶液快速反應。在一種類型的二氧化氯發(fā)生器中，使前體化學物在真空下、在不存在稀釋水的情況下預反應。參見美國專利第6,645,457號。該氯氣亞氯酸鈉反應的反應方案如下所示反應式4。
在該類體系中，有利的是未將氯氣溶解在稀釋水中。相反，其是使氯氣預反應形成二氧化氯氣體，隨后將二氧化氯氣體溶解在稀釋水中。
除了投資成本高外，這些體系還要求化學操作人員富有經驗。因此，對于僅需要少量二氧化氯或僅間歇性地需要二氧化氯的用戶而言，該類體系不實用。此外，對于許多小規(guī)模或間歇的處理而言，小的發(fā)生體系的功能性可能不太可靠。這些小規(guī)模應用不能提供確保在該類操作中所必需的質量控制參數(shù)所需的正確的技術支持和監(jiān)控。
作為上述發(fā)生器技術的替換方案，某些小規(guī)模二氧化氯用戶已轉向所謂的“穩(wěn)定性二氧化氯”產物。這些產物為亞氯酸鈉水溶液，其在使用現(xiàn)場用弱酸活化以在溶液中產生二氧化氯。穩(wěn)定性二氧化氯產物的實例可參見美國專利第4,964,466、4,941,917和5,031,700號。穩(wěn)定性二氧化氯的明顯缺點在于亞氯酸根的弱酸活化效率非常低，通常產生收率低于20％的穩(wěn)定性二氧化氯。
總結二氧化氯處理的現(xiàn)狀，對許多需要較少量二氧化氯的工業(yè)應用而言，目前尚沒有有效的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是使氯氣發(fā)生體系適于處理需要較少量處理或僅需間歇處理的設施。該方法包括如下步驟a)通過使亞氯酸鈉與氯氣反應形成二氧化氯并將二氧化氯溶解在水中而產生二氧化氯水溶液；b)在使用現(xiàn)場將二氧化氯水溶液收集并儲存在合適的容器中，儲存在容器中的二氧化氯水溶液的量足夠為設施提供約2至約100天的處理，和c)經約2至約100天，由儲存容器釋放二氧化氯水溶液以處理設施。
在優(yōu)選的實施方案中，該方法包括一個額外步驟d)在約2至100天的時間后，重復步驟a)和b)以在容器中再裝入二氧化氯水溶液。
在步驟b)、c)和d)中所述的時間優(yōu)選為約5至45天。
具有短的發(fā)生時間(小時量級)和長的施與及處理時間(約2至100天)的該循環(huán)方法導致運行效率非常高且成本有效。該方法本身適用于便攜式發(fā)生器，其可用于許多裝備有儲存容器的場所。
優(yōu)選地，在各現(xiàn)場產生和儲存的二氧化氯水溶液具有如下性能二氧化氯濃度10-3000mg/L水，優(yōu)選1000-2500mg/L；pH1-6.5；優(yōu)選為3-6.0；和伴隨的亞氯酸根濃度1-3000mg/L的亞氯酸根離子，優(yōu)選100-1000mg/L；亞氯酸根與二氧化氯之比為1∶1至1∶15，優(yōu)選1∶4至1∶13，更優(yōu)選1∶4至1∶10。
附圖
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發(fā)明詳述如上所述，本發(fā)明方法特別適于用較少量的二氧化氯水溶液處理某些設施。這些設施包括但不限于紙漿漂白、市政水體系和工業(yè)水體系中的消毒劑或生物殺滅劑、冷卻塔、游泳池、小型食品和飲料設施、溫室水體系、畜牧業(yè)、油田污染清除、油田處理、熏蒸、醫(yī)學實驗室和設施等。小型操作的處理順序包括非常短時間的發(fā)生，然后長時間的儲存二氧化氯水溶液，用二氧化氯水溶液連續(xù)或間歇地處理所述設施。
在最寬范圍的實施方案中，用于處理特定設施的方法包括如下特定步驟產生二氧化氯水溶液，控制質量，將產生的二氧化氯儲存，和施與二氧化氯水溶液用于處理設施。進行這些步驟的裝備可如下所述產生二氧化氯水溶液在本文中，可用于本發(fā)明的二氧化氯是指亞氯酸根/氯氣產生的二氧化氯，以區(qū)別于上述穩(wěn)定性二氧化氯。亞氯酸根/氯氣二氧化氯通過使諸如亞氯酸鈉的亞氯酸鹽與氯氣反應而產生。反應產生二氧化氯氣體，將其立即溶解在水流中形成二氧化氯水溶液(稱為二氧化氯水溶液)。已有若干用于產生亞氯酸根/氯氣二氧化氯的工業(yè)發(fā)生器。合適的發(fā)生器公開于美國專利第4,247,531、5,204,081、6,468,479和6,645,457中，將其公開內容通過引用并入本文。
儲存盡管可以使用幾乎所有類型的密閉罐或容器，但優(yōu)選使用具有內囊的罐，所述內囊在對罐進料時膨脹并在排出二氧化氯水溶液時收縮。
囊的使用避免了對頂部空間和出口煙霧洗滌器的需要。罐或容器應足夠大到容納所需量的二氧化氯溶液(例如，5至100天的處理)。容量為5加侖至10,000加侖的罐對大多數(shù)操作而言應是滿足要求的。在罐中保持較低的壓力，為0psi至20psi的數(shù)量級。已經發(fā)現(xiàn)，不必將罐保存在避光的環(huán)境中或低溫下。下述實施例表明二氧化氯溶液可以儲存在溫度范圍為低至夜間的78_到高至白天的105_的罐中。
施與二氧化氯溶液一旦對罐進料，則斷開發(fā)生器以轉移到另一場所。然后可將罐連接至用于設施的處理裝置(例如帶有噴嘴或噴霧器的分配系統(tǒng)中的軟管或導管)。通常需要泵將處理溶液由罐泵送通過分配系統(tǒng)。
操作。如目前所預期的這樣，進行本發(fā)明方法的最佳模式包括使二氧化氯溶液容器(例如罐)位于數(shù)個可通過便攜式發(fā)生器單元服務的裝置處。所述裝置是待用二氧化氯處理的設施且可以是大型裝置如工業(yè)水系統(tǒng)或小型裝置如游泳池或溫室。
將發(fā)生器單元安置在卡車或拖車上運輸?shù)酱幚淼膱鏊．斎唬搯卧óa生用于實際處理的適當規(guī)格的二氧化氯所需的儀表、控制器和管道。優(yōu)選的發(fā)生器可購自Odessa TX的Sabre OxidationTechnologies，Inc.。該發(fā)生器描述于美國專利第6,468,479號。
在裝置現(xiàn)場，將具有前體化學物的發(fā)生器單元與合適的水源連接。發(fā)生器排出二氧化氯水溶液料流，其通過管道輸送至儲存罐。當罐進料到所需程度，斷開發(fā)生器單元，放置罐以準備處理所述裝置。在可通過按照工業(yè)實踐發(fā)展而來的處理步驟指導的設施操作者的控制下施與處理溶液。
可將發(fā)生器單元在各現(xiàn)場間轉移，在各現(xiàn)場按照指定規(guī)范和程序對儲存容器裝料。
發(fā)生器的操作者是確保處理溶液符合裝置處理規(guī)范的熟練技術人員。裝置操作者備有送料板，其通過可接受的標準方法如AWWA4500-C102-E或等同方法核實產品的二氧化氯含量。
與現(xiàn)場產生并應用二氧化氯的常規(guī)方法相比，本發(fā)明方法的顯著操作優(yōu)點在于有效使用發(fā)生器和支撐人員。如先前所述，本發(fā)明的發(fā)生階段僅是所述周期的處理階段的一部分。發(fā)生器和支撐人員僅在使用現(xiàn)場幾小時，而所述處理可通過使用裝置人員和相對簡單的施與和分配程序持續(xù)幾天或幾周。
因此，在第一實施方案中，本發(fā)明提供了經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液，其包含a)溶解的二氧化氯，和b)用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑(例如亞氯酸鈉)，所述水溶液的制備使其初始具有的二氧化氯濃度優(yōu)選在約2000至3000mg/L的范圍內，最優(yōu)選為約2280mg/L，具有的pH優(yōu)選在5至6的范圍內，最優(yōu)選約5，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比優(yōu)選在1∶4至1∶15的范圍內，最優(yōu)選1∶4至1∶10(w/w)，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比，其中pH和初始制備的水溶液的比例的選擇應使水溶液中的二氧化氯濃度可以在正常大氣壓力下保持至少45天，優(yōu)選至少90天的儲存時間，且二氧化氯濃度損失小于10％，優(yōu)選小于5％。
在第二實施方案中，本發(fā)明提供了一種制備經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括
a)將二氧化氯溶于水，和b)添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，其中所述水溶液的制備使得其初始具有的二氧化氯濃度優(yōu)選在約2000至3000mg/L的范圍內，更優(yōu)選為約2280mg/L，具有的pH優(yōu)選在5至6的范圍內，最優(yōu)選為約5.1，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比優(yōu)選在1∶4至1∶15的范圍內，最優(yōu)選1∶4至1∶10(w/w)，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比，其中pH和初始制備的水溶液的比例選擇應使水溶液中的二氧化氯濃度可以在正常大氣壓力下保持至少45天，優(yōu)選至少90天的儲存時間，且二氧化氯濃度損失小于10％，優(yōu)選小于5％。
在第三實施方案中，本發(fā)明提供了一種分配經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括如下步驟a)通過將二氧化氯溶于水中制備二氧化氯水溶液，并添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，b)將二氧化氯水溶液裝填到儲存容器中，從而供終端用戶經所述長的儲存時間使用，和c)在所述容器中保持該水溶液的二氧化氯濃度，其中所述水溶液的制備使得初始二氧化氯濃度優(yōu)選在約2000至3000mg/L的范圍內，最優(yōu)選為約2280mg/L，具有的pH優(yōu)選在5至6的范圍內，最優(yōu)選為約5.1，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比優(yōu)選在1∶4至1∶15的范圍內，最優(yōu)選1∶4至1∶10(w/w)，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比，其中pH和初始制備的水溶液的比例選擇使得水溶液中的二氧化氯濃度可以在正常大氣壓力下保持至少45天，優(yōu)選至少90天的儲存時間，且二氧化氯濃度損失小于10％，優(yōu)選小于5％。
在第四實施方案中，本發(fā)明提供了一種使用經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括如下步驟a)通過將二氧化氯溶于水中制備二氧化氯水溶液，并添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，b)將二氧化氯水溶液裝填到儲存容器中，從而供終端用戶經所述長儲存時間使用，c)在所述儲存容器中保持該水溶液的二氧化氯濃度，和d)根據(jù)需要，經至少約45天或更長，優(yōu)選至少約90天或更長，由儲存容器施與二氧化氯水溶液以供使用，其中所述水溶液的制備使得初始二氧化氯濃度優(yōu)選在約2000至3000mg/L的范圍內，更優(yōu)選為約2280mg/L，具有的pH優(yōu)選在5至6的范圍內，最優(yōu)選為約5.1，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比優(yōu)選在1∶4至1∶15的范圍內，更優(yōu)選1∶4至1∶10(w/w)，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比，其中pH和初始制備的水溶液的比例選擇使得水溶液中的二氧化氯濃度可以在正常大氣壓力下保持至少45天，優(yōu)選至少90天的儲存時間，且二氧化氯濃度損失小于10％，優(yōu)選小于5％。
實施例1制備pH為5.6且亞氯酸鈉含量為110mg/L的1600mg/l二氧化氯水溶液并根據(jù)4500-ClO2-E方法標準化。水溶液中的亞氯酸鈉與二氧化氯的初始比例為1∶15(w/w)。發(fā)生方法為公開于美國專利第6,468,479號的方法。將溶液儲存在標準透明聚乙烯“手提”罐中。所述罐填充至容量的約2/3且置于外面接受陽光直射。測試期間的環(huán)境溫度范圍為78_至105_。在測試期間，溶液中的二氧化氯濃度如下所示降低經過的時間二氧化氯濃度14天1480mg/L(損失7.5％)30天1442mg/L(損失9.9％)45天1433mg/L(損失10.4％)實施例2進行與實施例1相同的測試，不同之處在于，樣品為2280mg/L的二氧化氯溶液，其pH為5.1且亞氯酸鈉含量為180mg/L。水溶液中的亞氯酸鈉與二氧化氯初始比例為1∶13(w/w)。測試結果如下所示經過的時間 二氧化氯濃度14天2200mg/L(損失2.6％)30天2198mg/L(損失3.6％)45天2195mg/L(損失3.7％)90天2190mg/L(損失3.9％)上述測試說明二氧化氯溶液可以在陽光直射下和相對高的溫度下長時間保存而不會過度分解。測試2還說明在約5.1的較低pH、約1∶13的較高亞氯酸鈉與二氧化氯之比和約2280mg/L的較高二氧化氯濃度下，溶液的二氧化氯濃度更恒定。
實施例3進行用于觀察和評價二氧化氯(ClO2)在不同濃度和pH下隨時間的穩(wěn)定性和衰變的測試。下表列出了ClO2、亞氯酸鈉(“亞氯酸根或ClO2”)的目標濃度和目標pH。
在該實施例3中所用的儲存容器不同于上述實施例1和2中所用的儲存容器。在該實施例3中，儲存容器具有相對很大的頂部空間，每次開啟容器取樣品時都會導致?lián)p失。這說明需要將儲存期間的頂部空間最小化。
應注意的是，所制備的溶液不是恰好如表中所示，而是與之近似，因為在二氧化氯制備中涉及若干可變因素。如上所述，下述數(shù)值表示1)在ClO2制備中所用的體積，2)初始濃度和pH和3)隨時間獲得的濃度。
測定濃度的分析方法為滴定法(程序如下所示)。
所用試劑為a)磷酸鹽緩沖溶液，pH＝7(Chem.Lab.Prod.No.LC 18520-4)；b)鹽酸，6N(HCl)；c)自由流動的粒狀碘化鉀-合格(Certified)(KI)(Fisher ScientificProd.No P410-10)；d)硫代硫酸鈉，0.1N-標準合格(Fisher Scientific Prod.No.SS368-20)；和e)去離子水，DI所用滴定程序為a)將150mL DI水加入250mL燒杯中；b)添加(約)1克粒狀KI；c)添加pH＝7的磷酸鹽緩沖溶液5mL；d)在轉移樣品前通過輕搖所述容器5次使溶液在容器中混合；e)使用5mL移液管向燒杯中轉移5mL溶液；f)用1N硫代硫酸鈉溶液滴定至清澈無色終點；g)記錄A欄的滴定劑毫升數(shù)；h)添加5mL 6N的HCl；i)用1N硫代硫酸鈉溶液滴定至清澈無色終點；j)記錄B欄的滴定劑毫升數(shù)；k)測量和記錄相應欄中的pH；和l)計算ClO2和ClO2-濃度并記錄相應欄的結果；如下進行計算二氧化氯mg/LClO2＝(A×N×67,450)/V樣品亞氯酸根，mg/LClO2-＝[(B-4A)×N×16,860]/V樣品其中A＝標準硫代硫酸鈉的體積(mL)
B＝添加5mL HCl后的標準硫代硫酸鈉的體積(mL)N＝硫代硫酸鈉的當量濃度(normality)V樣品＝所用樣品體積67,450＝(二氧化氯的當量重量)×1000mg/g(表示為Eq.Wt.)16,860＝(亞氯酸根的當量重量)×1000mg/g(表示為Eq.Wt.)基于如此獲得的數(shù)據(jù)，可以觀察到a)清楚地觀察到二氧化氯和亞氯酸根的衰減，然而其出現(xiàn)的速率隨pH，尤其是亞氯酸根濃度不同而不同。
b)似乎最佳pH范圍同時取決于二氧化氯和亞氯酸根濃度。在較低的范圍內，二氧化氯和亞氯酸根濃度均在1500/500和pH＝6下具有更穩(wěn)定的關系。
c)在2000ppm，二氧化氯和亞氯酸根均在2000/500ppm和pH＝5下更穩(wěn)定。
d)在2500ppm，二氧化氯在pH＝5下更穩(wěn)定而亞氯酸根優(yōu)選在pH＝6更穩(wěn)定。
#1溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.6 ClO21500亞氯酸根 5.0 ClO2-0H2O 484.8 pH(大約)5mL500.0
#2溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.6 ClO21500亞氯酸根 7.0 ClO2-250H2O＝ 482.8 pH(大約)5mL500.0
#3溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.6 ClO21500亞氯酸根 6.5 ClO2-500H2O＝ 483.3 pH(大約)5mL500.0
#4溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.0 ClO21500亞氯酸根 5.0 ClO2-0H2O＝ 485.4 pH(大約) 6mL500.0
#5溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.6 ClO21500
亞氯酸根5.4ClO2-250H2O＝484.4pH(大約) 6mL 500.0
#6溶液制備酸2.6 目標濃度漂白劑7.6 ClO21500亞氯酸根 6.0 ClO2-500H2O＝ 483.8 pH(大約) 6mL500.0
#7溶液制備酸4.4 目標濃度漂白劑8.4 ClO22000亞氯酸根 6.0 ClO2-0H2O＝ 481.2 pH(大約) 5mL500.0
#8溶液制備酸4.4 目標濃度漂白劑8.4 ClO22000亞氯酸根 6.9 ClO2-250H2O＝ 480.3pH(大約) 5mL500.0
#9溶液制備酸4.4 目標濃度漂白劑8.4 ClO22000亞氯酸根 8.9 ClO2-500H2O＝ 478.3 pH(大約) 5mL500.0
#10溶液制備酸4.40 目標濃度漂白劑8.40 ClO22000亞氯酸根 6.00 ClO2-0H2O＝ 481.20 pH(大約) 6mL500.00
#11溶液制備酸4.40 目標濃度漂白劑8.40 ClO22000亞氯酸根 6.90 ClO2-250H2O＝ 480.30 pH(大約) 6mL500.0
#12溶液制備酸4.40 目標濃度漂白劑8.40 ClO22000亞氯酸根 7.80 ClO2-500
H2O＝479.40pH(大約)6mL 500.00
#13溶液制備酸5.20 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 7.20 ClO2-0H2O＝ 477.60 pH(大約) 5mL500.00
#14溶液制備酸5.30 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 8.00 ClO2-250H2O＝ 476.70 pH(大約) 5mL500.00
#15溶液制備酸5.20 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 8.80 ClO2-500H2O＝ 476.00 pH(大約) 5mL500.00
#16溶液制備酸5.00 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 5.00 ClO2-0H2O＝ 480.00 pH(大約) 6mL500.00
#17溶液制備酸5.20 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 8.20 ClO2-250H2O＝ 476.60 pH(大約) 6mL500.00
#18溶液制備酸5.20 目標濃度漂白劑10.00 ClO22500亞氯酸根 8.80 ClO2-500H2O＝ 476.00 pH(大約)6mL500.00
綜上所述，由前述說明可以明顯看出，本發(fā)明提供了效率高且成本有效的用于二氧化氯處理許多設施，尤其是需要小規(guī)模處理的設施的方法。說明書中已經描述了與使用發(fā)生器現(xiàn)場處理相比所具有的優(yōu)點。與穩(wěn)定性二氧化氯相比，本發(fā)明具有較大的優(yōu)勢1)裝置操作者不必混合終端使用產品，所述操作本身涉及人為誤差并需要一定的技術以重復質量控制；2)降低了裝置操作人員暴露于濃的前體化學物的可能性并避免了在現(xiàn)場儲存腐蝕性前體；3)亞氯酸根/氯氣發(fā)生方式比穩(wěn)定性二氧化氯更有效(前者亞氯酸根至二氧化氯的轉化率為90至95％，后者低于20％)；4)與穩(wěn)定性產品相比，使用發(fā)生器更能控制儲存的二氧化氯溶液的pH，確保合適的處理pH并使腐蝕最小；5)儲存罐中的二氧化氯濃度根據(jù)本發(fā)明為已知的且固定不變；而在弱酸活化體系中，該類體系固有的副反應導致二氧化氯濃度連續(xù)變化且不可預測。
權利要求
1.一種經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液，其包含a)溶解的二氧化氯，和b)用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，所述水溶液的制備使得其初始具有的二氧化氯濃度在約10至3000mg/L的范圍內，具有的pH在1至6的范圍內，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比在約1∶4至1∶15(w/w)的范圍內，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比。
2.如權利要求1所述的二氧化氯水溶液，其中氯氣清除劑包括亞氯酸鈉。
3.如權利要求1所述的二氧化氯水溶液，其中二氧化氯初始濃度在約2000至約3000mg/L的范圍內。
4.如權利要求1所述的二氧化氯水溶液，其中初始pH在約5至6的范圍內。
5.如權利要求1所述的二氧化氯水溶液，其中氯氣清除劑與二氧化氯的初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
6.如權利要求1所述的二氧化氯水溶液，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內，初始pH在約5至6的范圍內，氯氣清除劑包括亞氯酸鈉且亞氯酸鈉與二氧化氯初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
7.一種制備經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括a)將二氧化氯溶于水中，和b)添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，其中所述水溶液的制備使得其初始具有的二氧化氯濃度在約10至3000mg/L的范圍內，具有的pH在約1至6的范圍內，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比在約1∶4至1∶15(w/w)的范圍內，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比。
9.如權利要求7所述的制備二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內。
10.如權利要求7所述的制備二氧化氯水溶液的方法，其中初始pH在約5至6的范圍內。
11.如權利要求7所述的制備二氧化氯水溶液的方法，其中氯氣清除劑與二氧化氯的初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
12.如權利要求7所述的制備二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內，初始pH在約5至6的范圍內，氯氣清除劑包括亞氯酸鈉且亞氯酸鈉與二氧化氯初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
13.一種分配經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括如下步驟a)通過將二氧化氯溶于水中制備二氧化氯水溶液，并添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，b)將二氧化氯水溶液裝填到儲存容器中，從而供終端用戶經所述長儲存時間使用，和c)在所述儲存容器中保持該水溶液的二氧化氯濃度，其中所述水溶液的制備使得其初始二氧化氯濃度在約10至3000mg/L的范圍內，具有的pH在約1至6的范圍內，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比在約1∶4至1∶15(w/w)的范圍內，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比。
14.如權利要求13所述的分配二氧化氯水溶液的方法，其中氯氣清除劑包括亞氯酸鈉。
15.如權利要求13所述的分配二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內。
16.如權利要求13所述的分配二氧化氯水溶液的方法，其中初始pH在約5至6的范圍內。
17.如權利要求13所述的分配二氧化氯水溶液的方法，其中氯氣清除劑與二氧化氯的初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
18.如權利要求13所述的分配二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內，初始pH在約5至6的范圍內，氯氣清除劑包括亞氯酸鈉且亞氯酸鈉與二氧化氯初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
19.一種使用經長期儲存穩(wěn)定的二氧化氯水溶液的方法，其包括如下步驟a)通過將二氧化氯溶于水中制備二氧化氯水溶液，并添加用于將溶解的氯氣轉化為二氧化氯的氯氣清除劑，b)將二氧化氯水溶液裝填到儲存容器中，從而供終端用戶經所述長的儲存時間使用，c)在所述儲存容器中保持該水溶液的二氧化氯濃度，和d)根據(jù)需要，經過至少2天，由儲存容器施與二氧化氯水溶液以供使用，其中所述水溶液的制備使得初始二氧化氯濃度在約10至3000mg/L的范圍內，具有的pH在約1至6的范圍內，且具有的氯氣清除劑與二氧化氯之比在約1∶4至1∶15的范圍內(w/w)，該比例基于亞氯酸鈉與二氧化氯體系之比，且其中對pH和初始制備的水溶液的比例的選擇使得水溶液中的二氧化氯濃度可以在正常大氣壓力下保持至少2天的儲存時間，且二氧化氯濃度損失小于10％。
20.根據(jù)權利要求19的使用二氧化氯水溶液的方法，其中氯氣清除劑包括亞氯酸鈉。
21.根據(jù)權利要求19的使用二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內。
22.根據(jù)權利要求19的使用二氧化氯水溶液的方法，其中初始pH在約5至6的范圍內。
23.根據(jù)權利要求19的使用二氧化氯水溶液的方法，其中氯氣清除劑與二氧化氯的初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
24.根據(jù)權利要求19的使用二氧化氯水溶液的方法，其中二氧化氯初始濃度在約2000至3000mg/L的范圍內，初始pH在約5至6的范圍內，氯氣清除劑包括亞氯酸鈉且亞氯酸鈉與二氧化氯初始比例在約1∶4至1∶10的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二氧化氯水溶液，其包含濃度為10至3000mg/mL的溶解的二氧化氯，pH為約1至6，還包含氯氣清除劑如亞氯酸鈉且其與二氧化氯之比在約1∶4至1∶15(w/w)的范圍內。二氧化氯溶液可以儲存幾天至幾星期以供使用。
文檔編號A01N59/08GK1968602SQ200580019579
公開日2007年5月23日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權日2004年5月17日
發(fā)明者約翰·Y·馬松 申請人:約翰·Y·馬松