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一种二氧化氯消毒气体的制备方法与流程

文档序号:24930572发布日期:2021-05-04 11:19
一种二氧化氯消毒气体的制备方法与流程

本公开实施例涉及卫生装置的技术领域,特别涉及一种二氧化氯消毒气体的制备方法。



背景技术:

对于银行现钞清点设备、政府办公、医疗卫生、交通运输等其他需要消杀抑菌的领域,目前手段有增加紫外照射、超声波,空气杀菌,84消毒液等有消杀细菌能力的设备,但都有不理想的效果。

二氧化氯,其分子式为clo2,是一种黄绿色到橙色的气体。由于二氧化氯具有杀菌广谱性、高效性、杀菌效力稳定性、ph使用范围广、安全无残留且无刺激,是国际上公认的绿色消毒剂。

现有的二氧化氯的制备方法,包括氯酸钠法生产和亚氯酸钠法生产两种。其中,氯酸钠法生产二氧化氯,会产生大量的废液,不符合环保要求。采用亚氯酸钠法生产二氧化氯,包括以亚氯酸钠和氯气反应、亚氯酸钠与酸反应、亚氯酸钠与次氯酸钠和酸反应等。但以亚氯酸钠和氯气反应,需要配套的加氯单元,应用价值相对较低。亚氯酸钠与酸反应,纯度相较现有的其它方式得到了一定的提升,但为了保证纯度和产率等,需要严格控制原料浓度和ph等参数,且成本高。并且,亚氯酸钠与酸反应较快,初期二氧化氯浓度较高,但随着反应的进行,二氧化氯浓度降低幅度较大,无法在长时间范围内保证一个稳定的浓度。亚氯酸钠与次氯酸钠和酸反应,需要分为两个阶段,次氯酸钠与酸先反应生产氯气,再与亚氯酸钠反应制备二氧化氯,操作复杂。



技术实现要素:

本公开实施例的目的在于提供一种用于消毒气体的制备装置以及制备方法,以解决现有技术中存在的消毒杀菌不理想的问题。

为了解决上述技术问题,本公开的实施例采用了如下技术方案:一种二氧化氯消毒气体的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:分别添加经过计流量调节及加料速率调节的盐酸溶液和二氧化氯水溶液,获得混合溶液;将所述混合溶液进行搅拌,通过活化反应生成初步消毒气体;将所述初步消毒气体与空气按照预定比例混合,生成二氧化氯消毒气体。

在一些实施例中,还包括,基于所述二氧化氯消毒气体的浓度调节所述搅拌的参数。

在一些实施例中,所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的体积比为(1-6)﹕1;所述盐酸溶液中盐酸的质量分数为20%-50%,所述盐酸溶液包括活性剂,所述活性剂的质量分数为1%-10%;所述二氧化氯水溶液中二氧化氯的质量分数为15%-20%。

在一些实施例中,所述活性剂为有机酸、路易斯酸中的至少一种。

在一些实施例中,所述盐酸溶液以一次性加料方式添加,所述二氧化氯水溶液以分批次加料方式添加。

在一些实施例中,所述盐酸溶液的加料速率为0.5-2ml/s;所述二氧化氯水溶液的加料速率为0.5-2ml/s。

在一些实施例中,所述分批次加料方式为每间隔3-15min加料一次,分批加料的次数为2-10次;

在一些实施例中,所述搅拌为间歇搅拌,所述间歇搅拌的条件为每间隔5-15s搅拌一次,每次搅拌2-15s,所述搅拌的转速为1-5r/s;所述搅拌在压强为0.004-0.008mpa的条件下进行。

在一些实施例中,所述初步消毒气体为活化的二氧化氯消毒剂,其与空气的体积比为1﹕(4-20);

在一些实施例中,所述空气中包括吸附剂,所述吸附剂为乙酸。

与现有技术相比,本公开实施例通过在制备二氧化氯消毒气体的过程中,将盐酸溶液以一次性加料方式、二氧化氯水溶液以分批次加料方式添加,通过预定的搅拌方式,并与空气实现混合,使产生的二氧化氯消毒气体的浓度范围在整个活化过程中保持较好的稳定性,具有持续的稳定的消毒杀菌效果。在实际应用中,可直接通过线路连接至待消毒杀菌的环境中,直接使用,保证长时间的稳定的消毒杀菌效果。通过本公开实施例的二氧化氯消毒气体的制备方法可将制备得到的二氧化氯消毒气体实时通入atm自助设备或现钞清点设备等,对atm自助设备或现钞清点设备内部及内部现钞进行消毒杀菌。

附图说明

图1为本公开实施例的用于消毒气体的制备装置的结构示意图;

图2为本公开实施例的用于消毒气体的制备装置中发生装置的结构示意图;

图3为本公开实施例的用于消毒气体的制备装置中发生装置的结构示意图;

图4为本公开实施例的用于消毒气体的制备方法的步骤图。

附图标记:

100-第一壳体;1-第一容器;11-第一出液口;2-发生装置;21-第一进液口、22-第二进液口;23-第三出液口;24-进气口;25-出气口;3-第二容器;31-第二出液口;4-二级残液箱;200-第二壳体;201-一级残液泵;202-无刷气泵;203-一级残液箱;204-混风筒;205-第一计量泵;206-第二计量泵;207-搅拌筒;208-二级残液泵;209-搅拌子;210-单向阀。

具体实施方式

此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。

应理解的是,可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此,上述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于说明本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时,鉴于以下详细说明,本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例;然而,应当理解,所申请的实施例仅仅是本公开的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此,本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

本公开实施例涉及一种二氧化氯消毒气体的制备方法,这里的二氧化氯消毒气体适用于政府办公、医疗卫生、交通运输等不同领域的清洁需求,尤其适用于银行现钞清点设备,制备的二氧化氯消毒气体用于对现钞清点设备中的现钞进行杀菌消毒。

本公开实施例提供一种用于消毒气体的制备方法,需要说明的是,为了实现本公开实施例的制备方法,可以采用与所述制备方法匹配的制备装置,在一个实施方式中,所述制备装置的结构如图1和2所示,其包括第一壳体100以及设置在所述第一壳体100内的第一容器1、发生装置2、第二容器3以及二级残液箱4,在所述壳体100上设置控制装置以控制所述二氧化氯消毒气体的制备流程,在所述第一容器1中盛装a液原料,这里的a液原料为盐酸溶液,所述第一容器1具有第一出液口11,在所述第二容器3中盛装b液原料,这里的b液原料为二氧化氯水溶液,所述第二容器3具有第二出液口31,所述发生装置2用于将所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液进行混合反应并形成混合溶液,为此,所述发生装置2具有第一进液口21、第二进液口22、第三出液口23、进气口24以及出气口25,所述第一容器1的所述第一出液口11和所述第二容器3的所述第二出液口31通过管路与所述发生装置2的所述第一进液口21和第二进液口22分别连接,所述发生装置2的所述第三出液口23与所述二级残液箱4通过管路连接以输出所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液反应后产生的残液,在所述进气口24处设置单向阀210,所述进气口24用于输入空气,通过所述单向阀210以控制空气输入,所述出气口25用于输出反应生成的二氧化氯消毒气体。

进一步地,所述发生装置2用于将所述第一容器1中的所述盐酸溶液和所述第二容器3中的所述二氧化氯水溶液进行混合反应以生成二氧化氯消毒气体,其结构如图2和3所示,所述发生装置2包括第二壳体200,所述第一进液口21、所述第二进液口22以及所述进气口24分别设置在所述第二壳体200的上表面,如图2、3并结合图1所示,在所述第二壳体200内设置依次连接的计量泵、搅拌筒207以及混风筒204,其中,所述计量泵优选设置在所述第二壳体200内的上方,其包括第一计量泵205和第二计量泵206,所述第一计量泵205和所述第二计量泵206分别与所述第一进液口21和所述第二进液口22相连接,所述第一容器1中的所述盐酸溶液与所述第二容器3中的所述二氧化氯水溶液分别通过所述第一进液口21和所述第二进液口22进入到所述发生装置2内,并通过所述第一计量泵205和所述第二计量泵206分别针对所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液进行流量的调节,这里流量的调节基于对二氧化氯消毒气体的所需浓度等因素进行设置。

进一步地,所述第一计量泵205和所述第二计量泵206的出口侧与所述搅拌筒207连接,经过流量调节的所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液混合后在所述搅拌筒207中进行搅拌,其中,在所述搅拌筒207中设置搅拌子209以通过所述搅拌子209的搅拌使得所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液能够通过搅拌更加充分混合反应。

为了进一步提升所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液相互混合反应的效果,在所述第二壳体200内设置无刷气泵202,所述无刷气泵202与所述混风筒204相连通,以用于在所述混风筒207以及所述搅拌筒207中形成负压环境,例如可以形成0.005mpa的负压环境,以促进所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的搅拌和混合。

由于所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液之间的混合反应后会不但产生消毒气体,还会产生反应残液,为了排出残液,在一个实施方式中,在所述第二壳体200内设置二级残液泵208,所述搅拌筒207通过所述二级残液泵208与所述二级残液箱4直接连接;在另一个实施方式中,在所述第二壳体200内设置一级残液泵201和一级残液箱203,所述搅拌筒207通过所述一级残液泵201与所述一级残液箱203连接,所述一级残液箱203与所述二级残液箱4连接,这样,在所述搅拌筒207中经过混合反应后的残液在所述一级残液泵201的驱动下流入到所述一级残液箱203中并最终流入到所述二级残液箱4中,进一步地,所述一级残液箱203与所述二级残液箱4通过二级残液泵208相连接。此外,还可以在所述一级残液箱203中设置液位传感器,当所述一级残液箱203中的残液达到一定液位时,控制所述一级残液箱203中的残液通过所述二级残液泵208流入所述二级残液箱4,从而便于人工清理或循环利用。

如上所述,所述搅拌筒207与所述混风筒204相连接,经过所述搅拌筒207混合反应生成的初步消毒气体被输送到所述混风筒204中。所述第二壳体200上的所述进气口24通过管路与所述搅拌筒207相连接,由于搅拌筒207和混风筒204内均形成负压环境,因此,所述搅拌筒207向所述混风筒204内输送初步消毒气体和空气,这样,在所述搅拌筒207中混合反应生成的初步消毒气体与空气在所述混风筒204中充分混合,以获取所需浓度的消毒气体。为了进一步提升气体混合的效果,在所述混风筒204中设置隔板层结构,这里的隔板层结构中通道占比约10%-30%,使得所述初步消毒气体和所述空气能够在所述混风筒204中混合的更加充分和均匀。

通过上面所述的消毒气体的制备装置,在所述第一容器1中预先盛装所述盐酸溶液,在所述第二容器3中预先盛装所述二氧化氯水溶液,其中,所述二氧化氯水溶液可以是含有15%-20%二氧化氯的去离子水溶液,经过所述第一计量泵205和所述第二计量泵206调节流量后的所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液经过混合后形成混合溶液,然后在所述搅拌筒207中经过所述搅拌子209的搅拌以充分地混合反应,这样,根据所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的反应量产生浓度可调、速度可控的初步消毒气体,初步消毒气体在所述混风筒204中通过与空气混合最后生成指定浓度的消毒气体,将所述消毒气体由所述发生装置2中的所述出气口25送到例如纸币清分等设备及应用场所中。此外,通过所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液反应生成的残液最终流入到所述二级残液箱4中,并经过人工清理或循环利用取出。所述壳体100上的所述控制装置能够完成上述消毒气体制备过程的自动控制。

本公开实施例提供的用于消毒气体的制备方法,所述制备方法通过上述制备装置实现,在本实施例中,利用所述盐酸溶液作为盐酸溶液,利用二氧化氯水溶液作为a液原料,以制备二氧化氯消毒气体为例进行先容,如图4所示,其采用的制备方法包括以下步骤:

s101,分别添加经过流量调节及加料速率调节的盐酸溶液和二氧化氯水溶液,获得混合溶液。

在本步骤中,利用所述盐酸溶液作为a液原料,利用所述二氧化氯水溶液作为b液原料,其中,所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的体积比为(1-10)﹕1;优选的,所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的体积比为(1-6)﹕1。

进一步地,所述盐酸溶液中,盐酸的质量分数为20%-50%;进一步地,所述含盐酸的溶液中还包括活性剂,所述活性剂包括有机酸和路易斯酸中的任一种或多种,优选地,通过采用有机酸与路易斯酸同时在盐酸溶液中配合,能够兼顾保证活性剂的高转化率以及长时间的转化活性。这里的所述有机酸例如可以是柠檬酸、草酸和酒石酸中的任一种或多种,所述路易斯酸可以是三氟化硼、氯化铝、氯化铁、五氟化锑中的任一种或多种;优选地,活性剂的质量分数为1%-10%;所述二氧化氯水溶液中二氧化氯的质量分数为15%-20%,这里二氧化氯水溶液的制备过程参考常规稳定性二氧化氯水溶液的制备方法。例如将常规方法制备得到的二氧化氯气体通入含稳定剂的水溶液中,制备得到稳定性的二氧化氯水溶液,这里所述稳定剂包括无机稳定剂和有机稳定剂,例如无机盐溶液或者过碳酸钠溶液。

在一个实施方式中,这里的所述盐酸的配制方式可以是:取质量分数为30%的盐酸水溶液100ml,向其中加入10g柠檬酸,在搅拌条件下混合均匀,得到含活性剂的盐酸溶液;这里的所述二氧化氯水溶液的配置方式可以是:将亚氯酸钠与盐酸反应得到的二氧化氯气体通入含稳定剂如过碳酸钠的水溶液,制备得到含二氧化氯质量分数为20%的稳定性的二氧化氯水溶液。

进一步地,将所述第一容器1中的所述盐酸溶液经过所述第一计量泵205的调节后以0.5-2ml/s的流量以一次性加料方式输入到所述搅拌筒207中,例如可以一次性加入10-30ml;将所述第二容器2中的二氧化氯水溶液经过所述第二计量泵206的调节后以1ml/s的流量输入到所述搅拌筒207中,其中,根据对于初步消毒气体要求的浓度范围,例如浓度值为100ppm到1000ppm,可以采用分批次方式加入二氧化氯水溶液,所述分批次加料方式为每间隔3-15min加料一次,分批加料的次数为2-10次;更优选的,所述分批次加料方式为每间隔3-5min加料一次,分批加料的次数为5-8次,通过调整间隔时间以为了最终获取不用浓度范围的二氧化氯消毒气体,同时保证在后续整个通过活化作用产生二氧化氯消毒气体的过程中,产生的二氧化氯消毒气体的浓度变化波动小,浓度稳定性高,使制备得到的消毒气体具有稳定的杀菌效力。这样保证在一个输入原料周期时间内需要滴加所述二氧化氯水溶液,将所述一级残液箱203中的反应完的残液排放掉后重新加入所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液。

s102,将所述混合溶液进行搅拌,通过活化反应生成初步消毒气体。

在本步骤中,将所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液在所述搅拌筒207中混合并通过所述搅拌子209搅拌混合溶液从而通过所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液之间的活化反应,生成初步消毒气体。在本步骤中,依据所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液的配比的不同产生不同体积的初步消毒气体,通过所述搅拌子209以不同间隔时间的不同搅拌速率进行搅拌,以产生不同浓度的消毒气体,通过搅拌处理兼顾提高转化效率、收率和纯度等。这里的所述搅拌可以为间歇搅拌,优选地,所述间歇搅拌的条件为每间隔5-15s搅拌一次,每次搅拌2-15s;优选地,所述搅拌的转速为15r/s。这样,在所述搅拌筒207中生成的高浓度的消毒气体(浓度值100ppm到1000ppm),其中,由于所述搅拌筒207所述混风筒204连接,所述混风筒204与所述无刷气泵202相连接,通过所述无刷气泵202可以使得所述混风筒207和所述搅拌筒207内形成负压,例如0.005mpa,经由所述无刷气泵202通过pwm速度控制,产生预设的消毒气体流量。

在本步骤中,通过搅拌使游离的二氧化氯稳定释放,同时能够保证得到的初步消毒气体的浓度在要求浓度范围内(如100ppm~1000ppm),且在该范围内,浓度前后变化差距小。如连续搅拌或搅拌过快,二氧化氯的生成速率过快,得到的初步消毒气体的浓度过高,不适宜后续消毒场景使用,且初期反应过快,使得得到的最终二氧化氯消毒气体的浓度急剧降低,得到产物浓度稳定性差,杀菌效力不稳定;如间隔时间过长或搅拌过慢,二氧化氯的生成速率过慢,转化效率低,浓度过低,杀菌效力不足。

另外,可通过调整间歇搅拌处理的间隔时间、搅拌的转速等,调整得到的二氧化氯消毒剂的浓度,以制备浓度波动小的、满足不同需求的二氧化氯消毒剂。

进一步地,本步骤可以基于负压环境进行,例如可以通过与所述混风筒204相连通的所述无刷气泵202以在所述搅拌筒207中形成负压环境,所述负压环境的压强为0.004-0.008mpa;优选地,所述反应系统的压强为0.004-0.006mpa。

s103,将所述初步消毒气体与空气按照预定比例混合,生成二氧化氯消毒气体。

在本步骤中,将所述搅拌筒207中产生的高浓度的初步消毒气体和通过所述单向阀210进入的空气输送到所述混风筒204中,在所述混风筒204中初步消毒气体与空气按照预定比例混合,这里的初步消毒气体和所述空气的预定比例的体积比为1﹕(4-20),最终生成二氧化氯消毒气体。进一步地,所述空气中包括吸附剂,所述吸附剂至少包括乙酸。当然,可通过不同管路输送活化得到的初步消毒气体以及空气,管路采用不同的流量,保证二者可实时按比例混合。

在本步骤中,所述搅拌筒207中生成的初步消毒气体和通过所述单向阀210进入的空气通过所述混风筒204中的隔板层结构使其充分混合,最终生成指定浓度,例如5ppm-200ppm的并且稳定的消毒气体后,最终输送到各种需要消杀的设备及场所中。

通过将初步消毒气体与空气按比例混合,以得到更稳定的二氧化氯消毒气体(如5ppm~200ppm)。也可根据消毒剂实际的使用场所,调整活化得到的初步消毒气体与空气的混合比例,使最终制备的消杀产品气适用于相应的场所以实现高效杀菌消毒。

本步骤还可以包括通过残液箱收集反应的残液的步骤。在本步骤中,可以通过所述二级残液箱4进行收集,也可以通过所述一级残液箱203和所述二级残液箱4进行两级收集,最终使得残液能够便于人工清理或循环利用。

在一些实施方式中,还可以在最终的消毒气体中加入能够使消毒物质易于附着在纸币表面的物质,此类消毒物质例如次氯酸钠、乙酸、次氯酸钙、过氧化钠或次氯酸。

本公开实施例的用于消毒气体的制备方法还可以包括以下步骤:

s104,基于所述二氧化氯消毒气体的浓度调节搅拌参数。

在本步骤中,为了使得通过上述步骤s104中获取的所述二氧化氯消毒气体的浓度在上述指定浓度的范围内,可以在所述混风筒204的出口处设置浓度检测装置,以获取通过所述混风筒204输出的二氧化氯消毒气体的浓度,当浓度不在指定浓度的范围内时,调节步骤102中的搅拌参数,从而调节所述盐酸溶液和所述二氧化氯水溶液之间的混合程度。

通过上述制备方法制备的消毒气体可以在现钞清点等设备中实现消杀作用。下面基于两个实例描述本公开实施例涉及的消毒气体的实际效果,所述实例用于在纸币清分设备中对于纸币现钞的消毒杀菌。

实例1针对纸币清分设备的腔体内部通过二氧化氯气体进行测试(采用的消毒气体的浓度为50ppm);下表通过模拟现场消毒试验表明纸币清分及atm自助设备综合消毒抑菌机汽化的实验结果。

实例1.1:纸币清分设备的腔体内部二氧化氯气体测试(采用的消毒气体的浓度为50ppm)

大肠杆菌杀灭效果试验结果

注:阴性对照无菌生长;阳性对照平均菌数及范围:4.10×106(3.97×106-4.32×106cfu/片)

实例1.2:纸币清分设备的腔体内部二氧化氯气体测试(采用的消毒气体的浓度为50ppm)

金色葡萄球菌杀灭效果试验结果

注:阴性对照无菌生长;阳性对照平均菌数及范围:2.58×106(1.87×106-3.18×106cfu/片)

实例2针对纸币清分设备的腔体内部通过二氧化氯气体进行测试(采用的消毒气体的浓度为100ppm);下表通过模拟现场消毒试验表明纸币清分及atm自助设备综合消毒抑菌机汽化的实验结果。

实例2.1:纸币清分设备中二氧化氯走钞通道内气体(采用的消毒气体的浓度为100ppm)测试

金色葡萄球菌杀灭效果试验结果

注:阴性对照无菌生长;阳性对照平均菌数及范围:4.10×106(3.97×106-4.32×106cfu/片)

实例2.2:纸币清分设备中二氧化氯走钞通道内气体(采用的消毒气体的浓度为100ppm)

大肠杆菌效果试验结果

注:阴性对照无菌生长;阳性对照平均菌数及范围:2.58×106(1.87×106-3.18×106cfu/片)

以上实施例仅为本公开的示例性实施例,不用于限制本公开,本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内,对本公开做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

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