ES2953739T3 - Procedimiento y dispositivo para preparar una solución acuosa que contiene dióxido de cloro - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un proceso para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y de una fase acuosa. La invención se refiere además a un aparato para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro y/o para llevar a cabo el proceso según la invención. Finalmente, la invención se refiere también al uso de un aparato según la invención para llevar a cabo un procedimiento según la invención. A continuación, todas las explicaciones relativas al procedimiento según la invención también se aplican correspondientemente al dispositivo según la invención y al uso según la invención y viceversa, a menos que en cada caso concreto se especifique lo contrario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para preparar una solución acuosa que contiene dióxido de cloro
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y de una fase acuosa. La invención también se refiere a un dispositivo para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro y/o para llevar a cabo el procedimiento según la invención. Finalmente, la invención también se refiere al uso de un dispositivo según la invención para llevar a cabo un procedimiento según la invención. En lo que sigue, todas las afirmaciones sobre el procedimiento según la invención también se aplican correspondientemente al dispositivo según la invención y al uso según la invención, y viceversa, a menos que se especifique lo contrario en casos individuales.
La invención se refiere al campo técnico de la producción de soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro y la purificación de dichas soluciones acuosas de dióxido de cloro.
El dióxido de cloro es un gas que se separa fácilmente de soluciones acuosas por ejemplo se extrae, por ejemplo, de aquellas soluciones acuosas en las que se puede producir mediante alguno de los distintos procedimientos de síntesis usados normalmente por el experto en este campo técnico.
La transferencia de gas de dióxido de cloro desde, por ejemplo, una solución acuosa (de partida) y la recolección del gas de dióxido de cloro transferido en un medio líquido (por ejemplo, una fase acuosa) que no reacciona con el dióxido de cloro o no reacciona de una manera significativa parece ser ventajosa para separar el dióxido de cloro de las sustancias que lo acompañan, que no son volátiles y por lo tanto se mantienen en la solución acuosa (de partida), por ejemplo una solución de reacción. De esta manera, el dióxido de cloro puede liberarse de estas sustancias acompañantes y, por lo tanto, limpiarse.
En el documento W. J. MASSCHELEIN, RIP G. RICE: „Chlorine Dioxide, Chemistry and environmental Impact of 4. Oxychorine compounds", 1979, ANN ARBORSCIENCE, páginas 10-11; las páginas 125-126 describen que en laboratorios el dióxido de cloro se limpia desgasificando el dióxido de cloro de soluciones acuosas pasando un gas a través de estas soluciones o eliminando el gas de dióxido de cloro de la solución aplicando vacío. El gas de dióxido de cloro que, por ejemplo, puede asociarse con cloro, luego pasa a través de una torre de absorción, que puede llenarse con arsenito o con clorito de sodio sólido o concentrado.
En la página 126 se describe un ejemplo de planta de generación que utiliza la separación de dióxido de cloro gaseoso. Aquí, la solución de clorito de sodio reacciona con ácido clorhídrico en una zona de reacción en 1-2 minutos para formar dióxido de cloro. Una bomba de chorro de agua (eyector) convierte el gas de dióxido de cloro en agua de alimentación fresca (feed water), que luego se puede utilizar para la aplicación respectiva.
DE 102010 011 699 A1 divulga un procedimiento y un dispositivo para generar una solución de dióxido de cloro. El dióxido de cloro se produce al hacer reaccionar clorito con ácido en una zona de reacción y se transfiere a un recipiente separado como dióxido de cloro gaseoso. Se describe el uso de bombas de chorro de agua y una corriente de gas, que pasa a través de la solución de reacción y arrastra así el dióxido de cloro, como otro medio para transferir el dióxido de cloro de la solución de reacción. El gas puede ser aire ambiente, pero también otro gas como dióxido de carbono, nitrógeno u otros gases estables al dióxido de cloro.
El documento EP 2662328 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para generar dióxido de cloro. Se describe que el clorito se hace reaccionar con ácido en un reactor en solución acuosa y el dióxido de cloro gaseoso formado se transfiere a un recipiente separado. El reactor está dividido en al menos dos cámaras de reactor para hacer reaccionar clorito con ácido por al menos una pared divisoria hecha de un material poroso. El gas se transfiere a una última cámara del reactor y en la primera cámara del reactor el dióxido de cloro gaseoso formado se elimina en una mezcla con el gas suministrado y se transfiere a agua corriente. En el procedimiento descrito se puede utilizar una bomba de chorro de agua como bomba de vacío. El dióxido de cloro gaseoso formado se puede disolver en el agua de accionamiento de la bomba de chorro de agua. El ejemplo 1 del documento EP 2 662 328 A1 revela qué concentraciones de dióxido de cloro se obtienen en diseños de proceso específicos.
DE 843 999 del 14 de julio de 1952 da a conocer un procedimiento para la producción de dióxido de cloro. Se hace reaccionar clorito de metal alcalino o de metal alcalinotérreo en presencia de agua con persulfato de metal alcalino o de metal alcalinotérreo mientras se hace pasar a través de un gas inerte a valores de pH de aproximadamente 3 a 11 y a temperaturas de preferiblemente 20 °C a 65 °C y la mezcla de gases se pasa a través de una torre de absorción.
El documento „Herstellung von reinem Chlordioxid im Laboratorium", UMWELT UND DEGUSSA, ALEMANIA, productos, procesos y procedimientos - 1991, páginas 1-4 describe la producción de dióxido de cloro mediante la
reacción de clorito de sodio (NaClO2) con peroxodisulfato de sodio (Na2S2O8). Se prepara una solución madre de dióxido de cloro que contiene aproximadamente 3 g de CIO2/L "durante la noche" con un exceso del 25% basado en peroxodisulfato de sodio, basado en la cantidad estoquiométricamente requerida. Según la Tabla 1, la solución madre de dióxido de cloro tiene un pH de 3,40 a 3,10 después de haberla dejado reposar de 0 a 77 días. El documento revela que después de la producción, el dióxido de cloro puede ser expulsado de un borboteador o botella de lavado por medio de una corriente de nitrógeno y absorbido en un depósito de agua enfriada, que está ubicado en un borboteador conectado en serie al borboteador que contiene la solución de dióxido de cloro. Esta botella de lavado destinada a la absorción está refrigerada. Aquí se pueden producir concentraciones de hasta 7 g de C O 2/L. La corriente de nitrógeno, que todavía contiene dióxido de cloro, se descarga "sobre el techo" al exterior o el gas de dióxido de cloro se absorbe completamente pasándolo a través de una solución de hidróxido de sodio al 10 - 20% para que no escape dióxido de cloro al exterior.
El documento White, G.C.; “Handbook of chlorination and alternative disinfectants”; 4a Edición, John Wiley & Sons, Inc., (1999), páginas 1171 y 1172, describe sistemas para la producción de soluciones de dióxido de cloro. El dióxido de cloro producido se extrae de una solución de reacción mediante una corriente de nitrógeno y se introduce en un depósito de agua que se enfría como se muestra en la figura 12-9. Debe asegurarse de que el dióxido de cloro no se extraiga del depósito (collection reservoir).
El documento GB 760303 A describe un dispositivo para absorber un componente deseado de un gas "rico" en un paso de absorción, separa un gas "pobre" en relación con el componente deseado del paso de absorción, enriquecer el gas "pobre" y devolver el mismo al paso de absorción. GB 760303 A también describe un proceso para la producción de hidrato de dióxido de cloro que comprende, entre otras cosas, generar gas de dióxido de cloro en una zona de generación, mezclarlo con un gas que tiene un bajo contenido de dióxido de cloro y pasar la mezcla de gas resultante a un cuerpo de agua, que se mantiene en una zona de absorción en condiciones tales que parte del dióxido de cloro se absorbe y forma hidrato de dióxido de cloro.
El documento US 3853901 A divulga un procedimiento para separar mezclas gaseosas de dióxido de cloro y cloro.
El documento US 2006/0022360 A1 divulga un generador de solución de dióxido de cloro que comprende (a) una fuente de gas de dióxido de cloro; (b) un circuito de absorción para disolver dióxido de cloro en una corriente líquida; y (c) un dispositivo de transferencia de gas colocado entre la fuente de gas de dióxido de cloro y el circuito de absorción. El documento US 2006/0022360 A1 también describe un procedimiento para generar una solución de dióxido de cloro, que comprende los pasos de (a) proporcionar una fuente de gas de dióxido de cloro; (b) disolver dióxido de cloro en una corriente líquida usando un ciclo de absorción; (c) interponer una bomba de recirculación de gases entre la fuente de gas de dióxido de cloro y el circuito de absorción; (d) interponer un conjunto de colector de salida entre el puerto de salida de la bomba de recirculación de gases y el circuito de absorción; y (e) inhibir la descomposición del dióxido de cloro en la corriente de gas de dióxido de cloro presurizado.
CN106553997A describe (según su resumen WPI) un sistema de generación de dióxido de cloro para su uso en la producción de petróleo y gas, que comprende, entre otras cosas, un sensor de cloro. CN106553997A también describe que se controla la concentración de dióxido de cloro.
El artículo de Wikipedia "Dióxido de cloro" del 14 de noviembre de 2018 divulga varios procedimientos para producir dióxido de cloro, como, por ejemplo, el proceso peroxodisulfato-clorito, el proceso ácido clorhídrico-clorito y el proceso cloro-clorito.
Aunque los documentos discutidos anteriormente ya describen procedimientos y dispositivos bastante prácticos para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro, y en particular algunos de estos documentos también describen procedimientos y dispositivos en los que el dióxido de cloro gaseoso se introduce en una fase acuosa y se absorbe allí parcialmente, de modo que resulta una solución acuosa que contiene dióxido de cloro, sin embargo, las enseñanzas técnicas descritas todavía no son del todo satisfactorias. Se considera desventajoso que los gases portadores utilizados (por ejemplo, aire, dióxido de carbono o nitrógeno, que son solo ligeramente solubles en agua) deben descargarse del sistema respectivo con el dióxido de cloro no absorbido en agua. Según el estado de la técnica, esto se hace ya sea en el medio ambiente ("sobre el techo") o sometiendo el flujo portador con el gas de dióxido de cloro residual contenido en él a un tratamiento químico posterior, en el que el flujo portador, por ejemplo, se introduce en una solución muy alcalina, donde el dióxido de cloro se desproporciona en, clorito y clorato. Las medidas antes mencionadas parecen ser ecológicamente problemáticas y también técnicamente ineficientes. Si el dióxido de cloro se absorbe en una torre de absorción o se condensa en el agua de una bomba de chorro de agua, el contenido de dióxido de cloro resultante en la solución acuosa también depende del caudal volumétrico y la temperatura del medio receptor. La saturación de una fase acuosa absorbente con dióxido de cloro no es posible con los cortos tiempos de contacto asociados con los procesos técnicos descritos anteriormente. En relación con la solución de reacción, solo se producen soluciones de dióxido de cloro de concentración relativamente baja, de modo que, en la práctica, para
lograr una concentración final predeterminada de dióxido de cloro en un volumen del sistema a tratar (en particular a desinfectar) correspondientemente grande deben utilizarse bombas de alimentación, etc.
Con los procedimientos y dispositivos descritos en los documentos mencionados anteriormente no se pueden producir, o no sin pasos adicionales, soluciones altamente concentradas de dióxido de cloro, para las cuales existe en la práctica una gran demanda. Esto se considera una desventaja.
Por lo tanto, un objetivo principal de la presente invención fue especificar un procedimiento y un dispositivo correspondiente con el que se pueda producir una solución acuosa que contenga dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y una fase acuosa, la cual sea comparativamente muy concentrada.
Preferiblemente, el procedimiento a especificar y el dispositivo a especificar deben contribuir a evitar que el dióxido de cloro se escape al medio ambiente. Más preferiblemente, el procedimiento a especificar o el dispositivo a especificar debería contribuir a que cantidades parciales del dióxido de cloro producido no tengan que ser destruidas de nuevo para evitar efectos ecológicamente desventajosos. Otros objetivos resultan del siguiente texto.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, algunos o todos los objetos anteriores se logran mediante un procedimiento como se define en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con otro aspecto, algunos o todos los objetos anteriores se logran mediante un dispositivo como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Además, la presente invención también se refiere a un uso correspondiente de un dispositivo según la invención para llevar a cabo un procedimiento según la invención.
La invención se refiere en primer lugar a un procedimiento para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y de una fase acuosa, por ejemplo, transfiriendo (por ejemplo, introduciendo) dióxido de cloro gaseoso en una fase acuosa,
con los siguientes pasos:
(a) producir una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos,
(b) transferir dióxido de cloro disuelto desde la primera solución acuosa producida en una primera corriente de gas, que comprende un gas portador, de manera que resulta una segunda corriente de gas, que comprende gas portador y está enriquecido en dióxido de cloro gaseoso,
(c) transferir dióxido de cloro gaseoso de la segunda corriente de gas a una fase acuosa, donde el dióxido de cloro, bajo formación de la solución acuosa que comprende dióxido de cloro, se disuelve en la fase acuosa, y se forma una tercera corriente de gas que está empobrecida en dióxido de cloro,
(d) producir cantidades adicionales de la primera corriente de gas
a partir de la tercera corriente de gas
o
a partir de una proporción de la tercera corriente de gas que contiene dióxido de cloro y compuestos gaseosos adicionales
y repetir o continuar con los pasos (b) y (c) del proceso anterior de modo que cantidades adicionales de dióxido de cloro se disuelvan en la fase acuosa,
donde, preferiblemente
la producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en la etapa (a) se lleva a cabo mediante un procedimiento seleccionado del grupo que consiste en:
- procedimiento ácido-clorito,
- procedimiento de ácido clorhídrico-clorito,
- procedimiento de ácido-hipoclorito-clorito
- procedimiento de peroxodisulfato-clorito,
- procedimiento de peroxodisulfato-peroxomonosulfato-clorito,
- procedimiento de electrólisis de cloruro
- procedimiento de electrólisis de clorito
y donde, preferentemente
la primera solución acuosa en el paso (b) tiene una temperatura T1 y la fase acuosa en el paso (c) tiene una temperatura T2 , donde T2 es menor que T1.
Otros desarrollos preferidos se definen en las reivindicaciones.
Es particularmente relevante para el procedimiento de acuerdo con la invención que, de acuerdo con el paso (d), se produzcan cantidades adicionales de la primera corriente de gas (es decir, la corriente de gas a la que se transfiere el dióxido de cloro disuelto de la primera solución acuosa de acuerdo con el paso (b)), y en concreto a partir de la tercera corriente de gas (es decir, la corriente de gas formada en el paso (c) y que está empobrecida en dióxido de cloro) o de una parte de esta tercera corriente de gas que contiene dióxido de cloro y otros compuestos gaseosos añadidos. Por lo tanto, la tercera corriente de gas no se descarga al medio ambiente, o al menos no completamente, sino que se utiliza ventajosamente como corriente de materiales aprovechables en el procedimiento de acuerdo con la invención. En consecuencia, los pasos (b) y (c) del procedimiento se repiten o continúan después de que se haya llevado a cabo el paso (d), es decir, después de que se hayan producido cantidades adicionales de la primera corriente de gas, de modo que se disuelvan cantidades adicionales de dióxido de cloro en la fase acuosa (véase la definición del paso (c)). En particular, el dióxido de cloro de la tercera corriente de gas (es decir, el dióxido de cloro, que no se absorbió en la fase acuosa en el paso (c) del proceso según la invención y, por lo tanto no se convirtió en un componente directo de la solución acuosa que contiene cloro dióxido de carbono) no se desecha, sino que se utiliza ventajosamente porque se integra en las cantidades adicionales de la primera corriente de gas y, por lo tanto, mediante la repetición o continuación de los pasos (b) y (c), contribuye a que se disuelvan cantidades adicionales de dióxido de cloro en la fase acuosa del paso (c).
En comparación con el estado de la técnica, se puede obtener así una solución acuosa más concentrada según la invención con la misma cantidad de dióxido de cloro (en la etapa (c) del procedimiento según la invención) o se puede obtener la misma alta concentración de dióxido de cloro en solución acuosa con una cantidad menor de dióxido de cloro producido. Por lo tanto, el procedimiento según la invención es ventajoso tanto desde el punto de vista ecológico como económico.
La producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en el paso (a) de un procedimiento de acuerdo con la invención se lleva a cabo preferiblemente usando un procedimiento que se selecciona del grupo que consiste en
procedimiento ácido-clorito,
procedimiento de ácido clorhídrico-clorito (véase, por ejemplo, DIN EN 12671),
procedimiento de ácido-hipoclorito-clorito (véase, por ejemplo, DIN EN 12671),
procedimiento de peroxodisulfato-clorito (véase, por ejemplo, DIN EN 12671),
Procedimiento de peroxodisulfato-peroxomonosulfato-clorito
Procedimiento de electrólisis de cloruro (véase, por ejemplo, WO 2015/131874 A2),
Procedimiento de electrólisis de clorito (véase, por ejemplo, DE 102013010950 A1).
Con respecto a las designaciones utilizadas anteriormente para los procesos de fabricación, consulte, entre otros, DIN EN 12671:2016-09.
Aunque todos los procedimientos anteriores son adecuados para preparar una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos, se prefieren los procedimientos de ácido-clorito, de ácido clorhídrico-clorito, de ácido-hipoclorito-clorito, de peroxodisulfato-clorito y de peroxodisulfatoperoxomonosulfato-clorito a los procedimientos de electrólisis (procedimiento de electrólisis de cloruro y procedimiento de electrólisis de clorito). La razón de esto es que en algunos casos una o más de las siguientes desventajas están asociadas con la realización del proceso de electrólisis:
La realización del proceso de electrólisis requiere (relativamente) más equipo.
El hidrógeno producido en el lado del cátodo en el proceso de electrólisis debe eliminarse de forma segura para evitar la formación de oxihidrógeno (riesgo de explosión).
Para que la electrólisis (y por lo tanto la producción de dióxido de cloro) no se detenga, los procesos de electrólisis deben (i) operarse con agua ablandada o (ii) los cátodos deben limpiarse regularmente de cal (CaCO3) y depósitos similares (debido a los agentes endurecedores).
En el procedimiento según la invención, la solución acuosa según el paso (a) contiene otros componentes disueltos además del dióxido de cloro disuelto. Uno, dos o más de los otros componentes disueltos de la primera solución acuosa producida en el paso (a) se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en ácidos y anhídridos de ácido, compuestos que contienen grupos peroxo y compuestos que contienen cloro,
donde los compuestos que contienen grupos peroxo se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en peroxodisulfato, preferiblemente peroxodisulfato de sodio y
peroxomonosulfato, preferiblemente peroxomonosulfato de potasio,
y/o
donde los compuestos que contienen cloro se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en
cloro molecular, cloruro, hipoclorito, clorito y clorato
y/o
donde los ácidos y anhídridos de ácido se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en
ácidos minerales, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fosfórico y ácido nítrico
y
ácidos orgánicos y anhídridos orgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en ácido acético, anhídrido acético y ácido propiónico.
No hace falta decir que dichos componentes disueltos adicionales dependen de los procedimientos usados para producir la primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y componentes disueltos adicionales. Sin embargo, las ventajas del proceso según la invención son en gran medida independientes de la selección de este proceso de producción para la primera solución acuosa y por lo tanto de la presencia de ciertos componentes disueltos; se hace referencia a las declaraciones anteriores a este respecto.
En un procedimiento según la invención, el gas portador usado en el paso (b) es preferiblemente inerte al dióxido de cloro. El gas portador se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en aire, nitrógeno, dióxido de carbono, oxígeno, gases nobles y mezclas de los mismos. Por supuesto, dependiendo de los requisitos del caso individual, la persona experta en la técnica también puede usar gases portadores distintos de los gases portadores preferidos mencionados aquí. No hace falta decir que, en el procedimiento según la invención, el gas portador se selecciona preferentemente de modo que sea menos soluble en agua que el dióxido de cloro, y esto preferentemente tanto a la temperatura de la primera solución acuosa como a la temperatura de la fase acuosa según el paso (c).
Ya se ha mencionado que debido a la medida según la invención en el paso (d) del procedimiento según la invención, el dióxido de cloro de la tercera corriente de gas se usa para producir cantidades adicionales de la primera corriente de gas. Por consiguiente, se prefiere que la primera corriente de gas utilizada en el paso (b) del proceso según la invención contenga una proporción de dióxido de cloro al menos temporalmente, preferiblemente al menos después
del paso (d). Por supuesto, la primera corriente de gas utilizada en el paso (b) también puede contener inicialmente una proporción de dióxido de cloro, es decir, antes de que se produzcan cantidades adicionales de la primera corriente de gas de acuerdo con el paso (d). Normalmente, sin embargo, se usa inicialmente una primera corriente de gas, que todavía está libre de dióxido de cloro; después de realizar el paso (d) y al repetir o continuar con los pasos (b) y (c) del procedimiento, se utiliza entonces una primera corriente de gas que contiene una proporción de dióxido de cloro.
La composición de la primera corriente de gas cambia así en esta manera de proceder habitual; inicialmente la proporción de dióxido de cloro en la primera corriente de gas es muy pequeña (o no hay nada de dióxido de cloro), más tarde, después de que se forma la tercera corriente de gas y la tercera corriente de gas o partes de la tercera corriente de gas que contienen dióxido de cloro se utilicen para producir más cantidades de la primera corriente de gas (véase el paso (d)), se aumenta la concentración de dióxido de cloro en la primera corriente de gas.
De acuerdo con la invención, es ventajoso que la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduzca en la primera solución acuosa producida de acuerdo con el paso (a), preferiblemente finamente distribuida (es decir, en forma finamente distribuida), donde preferiblemente la primera solución acuosa en el paso (a) se produce en un primer recipiente y la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduce en la primera solución acuosa producida según el paso (a) en el primer recipiente. La primera solución acuosa en el (primer) recipiente, en el que se produce, se trata preferentemente con la primera corriente de gas, de modo que el dióxido de cloro disuelto se transfiere a la primera corriente de gas, dando como resultado la segunda corriente de gas.
La introducción o introducción en forma finamente distribuida se realiza preferentemente de manera conocida por el experto en la materia, por ejemplo, utilizando un tubo de inmersión, una lanza de gas, una frita o similar. Los elementos aparativos mencionados también son componentes preferidos de un dispositivo según la invención, como se muestra en detalle a continuación.
La introducción de la primera corriente de gas en la primera solución acuosa preparada según el paso (a) en forma finamente distribuida es ventajosa para la absorción de dióxido de cloro en la primera corriente de gas. La presencia de elementos instalados o similares en los aparatos y dispositivos a utilizar también es ventajosa para promover la absorción. Véanse de nuevo las declaraciones más abajo sobre el dispositivo según la invención.
Si la producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en el paso (a) se lleva a cabo mediante un proceso de electrólisis (proceso de electrólisis de cloruro o proceso de electrólisis de clorito), es ventajoso que la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduzca preferentemente en la primera solución acuosa preparada según el paso (a) de forma que el o los electrodos (preferentemente el ánodo) no entren en contacto con el gas introducido. En otras palabras: se evita preferentemente que la superficie (reactiva) del ánodo se reduzca por contacto con la primera corriente de gas para la realización del paso (b); de lo contrario, el rendimiento de espacio-tiempo (o el rendimiento de área-tiempo) de dióxido de cloro disminuiría durante la electrólisis.
En un procedimiento según la invención, la segunda corriente de gas resultante del paso (b) para realizar el paso (c) se introduce preferiblemente en la fase acuosa, preferiblemente finamente distribuida, es decir, preferiblemente en forma finamente distribuida. Esta medida preferida se combina preferiblemente con la medida comentada anteriormente, según la cual la primera corriente de gas para realizar el paso (b) se introduce en la primera solución acuosa producida según el paso (a), preferiblemente finamente distribuida. Con respecto a la introducción o introducción finamente distribuida de la segunda corriente de gas que resulta en el paso (b) para llevar a cabo el paso (c) en la fase acuosa, los comentarios anteriores sobre la introducción de la primera corriente de gas en la primera solución acuosa preparada según al paso (a) se aplican en consecuencia, mutatis mutandis.
El experto en la materia diseñará preferentemente el paso (c) del procedimiento según la invención de tal manera que el dióxido de cloro gaseoso de la segunda corriente de gas se transfiera de la manera más eficiente posible a la fase acuosa, de modo que el dióxido de cloro se disuelva en la fase acuosa en la concentración más alta posible para formar la solución acuosa que contiene dióxido de cloro y se forme una tercera corriente de gas que esté tan empobrecida en dióxido de cloro como sea posible. Para ello, tomará las medidas que sean aceptables y posibles en la práctica, que favorezcan la absorción del dióxido de cloro en la fase acuosa. Introducir la segunda corriente de gas en la fase acuosa en forma finamente distribuida es una medida preferida en el marco del paso (c).
Se entiende que (i) la solubilidad del dióxido de cloro en soluciones acuosas, así como (ii) la tasa de absorción de dióxido de cloro gaseoso en una fase acuosa y (iii) la tasa de desorción de dióxido de cloro de una fase acuosa depende de la temperatura establecida depende en cada caso. Por consiguiente, la invención se refiere en particular a un procedimiento en el que la primera solución acuosa en el paso (b) tiene una temperatura T1 y la fase acuosa en el paso (c) tiene una temperatura T2, donde T2 es menor que T1. Debido a que T2 es menor en esta realización preferida que T1, se crean condiciones en las que, al menos en equilibrio, la concentración de dióxido de cloro en la fase acuosa a la temperatura T2, es decir, en la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formada según el paso (c), es mayor
que en la primera solución acuosa a temperatura Ti, que incluye otros componentes disueltos. Con esto la separación del dióxido de cloro de la primera solución acuosa (véase, el paso (b)) y la absorción del dióxido de cloro en la fase acuosa (bajo la formación de la solución acuosa que contiene dióxido de cloro según el paso (c)) transcurre de manera particularmente completa.
T2 (es decir, la temperatura de la fase acuosa en el paso (c)) se encuentra preferiblemente en el rango de 0°C a 15°C. En este rango de temperaturas, se puede disolver una cantidad particularmente grande de dióxido de cloro en la fase acuosa.
Preferiblemente, la temperatura Ti (que es la temperatura de la primera solución acuosa en el paso (b)) está en el rango de 20 a 40°C; a esta temperatura, la solubilidad del dióxido de cloro en la solución acuosa es comparativamente baja, de modo que el dióxido de cloro puede eliminarse de la solución acuosa con especial facilidad. Preferiblemente, la diferencia entre Ti y T2 es superior a 10K; se encuentra preferentemente en el intervalo entre 10 K y 40 K. Tales diferencias de temperatura permiten producir soluciones acuosas altamente concentradas que contienen dióxido de cloro de forma especialmente eficaz. Al menos en el equilibrio, la concentración de dióxido de cloro en la fase acuosa formada por el paso (c) también está determinada por la temperatura en esta fase acuosa y la diferencia de temperatura con respecto a la primera solución acuosa.
En un procedimiento de acuerdo con la invención, se predetermina preferiblemente qué concentración de dióxido de cloro debe establecerse en la solución acuosa que contiene dióxido de cloro que se va a producir, y luego se selecciona la temperatura T2 de tal manera que la concentración de dióxido de cloro a alcanzar en la solución acuosa a producir esté en equilibrio a dicha temperatura T2 o que la concentración de equilibrio sea incluso mayor que la concentración a alcanzar; en este último caso, el proceso finaliza tan pronto como se haya fijado la concentración a alcanzar, es decir, antes de que se alcance la concentración de equilibrio.
En algunos casos es ventajoso diluir una solución acuosa preparada que contiene dióxido de cloro a una concentración reducida de dióxido de cloro añadiendo agua; tales soluciones acuosas diluidas que contienen dióxido de cloro son estables a largo plazo, particularmente a bajas temperaturas.
Se prefiere un procedimiento de acuerdo con la invención, en el que en el paso (c) la fase acuosa sea estacionaria, preferiblemente dispuesta de forma estacionaria en un recipiente estacionario, o se agite, preferiblemente se agite en una bomba de chorro como medio impulsor. Dependiendo de los requisitos del caso individual, puede ser ventajoso introducir la segunda corriente de gas en una fase acuosa estacionaria cuando se lleva a cabo el paso (c), por ejemplo por medio de un tubo de inmersión o similar, o proporcionar la fase acuosa en estado de movimiento, por ejemplo, como medio propulsor en una bomba de chorro, de modo que la segunda corriente de gas entre en contacto con la fase acuosa en movimiento (por ejemplo, el medio impulsor de la bomba de chorro) y sea absorbida por el medio en movimiento. Si la fase acuosa se utiliza como medio impulsor en una bomba de chorro cuando se lleva a cabo el paso (c), esto da como resultado una doble función, ya que la bomba de chorro se puede utilizar simultáneamente como bomba de vacío de tal forma que transporta la segunda corriente de gas. A este respecto, se hace referencia a las explicaciones relativas al dispositivo según la invención y a los ejemplos.
En algunos casos, el cloro disuelto también está presente en la solución acuosa preparada según el paso (a) y que contiene dióxido de cloro disuelto. En estos casos en particular, en un procedimiento de acuerdo con la invención, en el paso (b), el cloro gaseoso también se transfiere de la primera solución acuosa producida a la primera corriente de gas, de manera que la segunda corriente de gas también se enriquece en cloro gaseoso. Esto es a menudo inevitable, pero también bastante aceptable. Sin embargo, la proporción de las cantidades de cloro gaseoso a dióxido de cloro gaseoso y/o la cantidad de cloro gaseoso en la segunda corriente de gas se reduce preferiblemente antes del paso (c), preferiblemente mediante conversión química selectiva de cloro. Un dispositivo correspondiente para llevar a cabo el procedimiento según la invención contiene ventajosamente una unidad de eliminación de cloro, véanse las declaraciones más adelante. Preferiblemente, el cloro gaseoso se elimina de la segunda corriente de gas poniendo en contacto la segunda corriente de gas con una sal de clorito o una solución acuosa de clorito. Preferiblemente se separa el cloro gas de la segunda corriente de gas poniendo la segunda corriente de gas con una sal de clorito o con una solución acuosa de clorito. Esto forma dióxido de cloro y cloruro. Sin embargo, el cloro también se puede eliminar de la corriente de gas con otros sistemas redox que reaccionan selectivamente con el cloro y (al menos preferiblemente) no con el dióxido de cloro (por ejemplo, con el arsenito mencionado en los documentos del estado de la técnica).
Una medida correspondiente para reducir la cantidad de cloro gaseoso en la segunda corriente de gas antes del paso (c) es particularmente preferida si la producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos se lleva a cabo en el paso (a) por un procedimiento que se selecciona del grupo formado por
procedimiento de ácido clorhídrico-clorito y
procedimiento de ácido-hipoclorito-clorito.
En estos procesos en particular, se produce cloro gaseoso como subproducto en cantidades significativas.
El procedimiento según la invención se lleva a cabo preferentemente en un dispositivo que se puede cerrar (y cerrado durante el funcionamiento según la invención). Se prefiere que no escape dióxido de cloro gaseoso del dispositivo. Esto es coherente con los objetivos de la presente invención. Por lo tanto, un dispositivo según la invención para la realización del procedimiento según la invención se puede cerrar, nos referimos a las declaraciones correspondientes a continuación.
Un procedimiento de acuerdo con la invención se continúa preferentemente al menos hasta que
la proporción de concentración de dióxido de cloro en la primera solución acuosa respecto de la concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) alcance un valor predeterminado
y/o
la concentración de dióxido de cloro o la cantidad de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) alcance un valor predeterminado.
En la práctica, el experto en la materia determinará preferentemente antes de iniciar el procedimiento de acuerdo con la invención qué proporción de concentración de dióxido de cloro en la primera solución acuosa respecto de la concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) debe alcanzarse y/o qué concentración de dióxido de cloro o qué cantidad de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) se debe alcanzar. En consecuencia, el procedimiento según la invención se continúa al menos hasta que se alcance uno de dichos valores predeterminados o hasta que se alcancen ambos valores predeterminados. Sólo entonces, en un procedimiento preferido de acuerdo con la invención, se detiene la concentración adicional de dióxido de cloro en la solución acuosa que se ha producido o se va a producir que contiene dióxido de cloro. Como se mencionó, la temperatura T1 de la primera solución acuosa en el paso (b) así como la temperatura T2 de la fase acuosa en el paso (c) son parámetros particularmente relevantes, que el experto en la materia establecerá convenientemente para alcanzar los valores predeterminados.
En el procedimiento según la invención, las desventajas de los procedimientos de la técnica anterior descritos anteriormente se eliminan de una manera particularmente ventajosa, entre otras cosas, porque se introduce dióxido de cloro disuelto producido (por ejemplo, producido en un reactor) (véase paso (a)) por medio de un gas portador, preferiblemente por medio de un gas portador que sea inerte al dióxido de cloro (véase paso (b) y la información sobre los gases portadores preferidos) en una primera corriente de gas (por ejemplo, se separa) y luego se transfiere a una fase acuosa (véase paso (c)), donde la fase acuosa tiene preferentemente una temperatura inferior a la temperatura de la primera solución acuosa (véanse los comentarios correspondientes sobre las temperaturas T1 y T2). El gas portador cede parte del gas dióxido de cloro al agua en esta fase acuosa (véase paso (c))
Preferiblemente, la tercera corriente gaseosa que contiene dióxido de cloro, o una parte de dicha tercera corriente gaseosa que contiene dióxido de cloro, se recircula como parte de la primera corriente gaseosa a la primera solución acuosa para absorber de nuevo dióxido de cloro; ya se ha hecho referencia a las explicaciones relativas a los dispositivos configurados correspondientemente según la invención.
Con respecto al paso (a) del procedimiento según la invención, se debe enfatizar que la primera solución acuosa con el dióxido de cloro disuelto en ella puede ubicarse directamente en el reactor en el que se produjo el dióxido de cloro, pero, por otro lado, por ejemplo, también puede estar en un tanque de almacenamiento separado, en el que se haya introducido óxido de cloro o una mezcla de reacción que contiene óxido de cloro generado previamente. A continuación, el dióxido de cloro se transfiere desde la primera solución acuosa a una primera corriente de gas de la manera descrita anteriormente, es decir, por ejemplo, separado (véase paso (a)).
Como ya se mencionó, el procedimiento de acuerdo con la invención se lleva a cabo preferiblemente en un dispositivo que se puede cerrar de tal manera que no escape dióxido de cloro gaseoso del dispositivo. El procedimiento se lleva a cabo preferiblemente en un dispositivo que se puede cerrar de tal manera que ni el dióxido de cloro gaseoso ni el gas portador escapen del dispositivo. Con respecto al escape de dióxido de cloro gaseoso y/o gas portador, el procedimiento de acuerdo con la invención se lleva a cabo preferentemente en un sistema cerrado. Por lo tanto, a diferencia de los procedimientos del estado de la técnica, en el procedimiento preferido según la invención no se elimina el dióxido de cloro del sistema (o como máximo se elimina en pequeñas cantidades), pero preferiblemente en un procedimiento según la invención el dióxido de cloro se transfiere por completo o al menos esencialmente de forma
completa a una fase acuosa por absorción (posiblemente en múltiples etapas), dando como resultado una solución acuosa altamente concentrada.
Sorprendentemente, se ha demostrado que, particularmente a bajas temperaturas T2 en la fase acuosa en el paso (c) y grandes diferencias de temperatura entre T2 y T1 (para configuraciones preferidas, ver arriba), es posible obtener una solución acuosa que contiene dióxido de cloro con una alta concentración de dióxido de cloro, que no tiende a explotar. Tales soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro se pueden usar entonces con bombas comparativamente pequeñas o similares para tratar grandes volúmenes de mezclas acuosas a tratar (agua de proceso, agua potable a tratar, agua de piscina o similar). Un empobrecimiento casi completo de la primera solución acuosa (por ejemplo, una mezcla de reacción correspondiente) de dióxido de cloro se puede obtener mediante una gran diferencia de temperatura (T1-T2) entre la solución acuosa en el paso (b) y la fase acuosa en el paso (c). Por ejemplo, para este propósito, un reactor de dióxido de cloro (un recipiente en el que se forma la primera solución acuosa por la reacción de los reactivos correspondientes) se calienta a una cierta temperatura (a una temperatura superior a la temperatura ambiente) mientras que al mismo tiempo la temperatura en la fase acuosa según el paso (c) se ajusta a un valor bajo por enfriamiento. La solubilidad del gas de dióxido de cloro siempre está determinada por el coeficiente de solubilidad a una temperatura específica.
Se prefiere un procedimiento de acuerdo con la invención, donde la concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formada en el paso (c)
está en el rango de 5 a 20 g/L, preferiblemente en el rango de 9 a 20 g/L, de forma particularmente preferible en el rango de 12 a 20 g/L, de forma muy particularmente preferible en el rango de 15 a 20 g/L,
y/o
se ajusta de tal manera que la concentración correspondiente en el espacio de gas a la temperatura reinante de acuerdo con DIN EN 12671:2016-09 es inferior a 300 g/m3 y/o inferior al 10 % en volumen.
En los procesos preferidos de acuerdo con la invención, se buscan soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro formadas en el paso (c) que tienen una alta concentración de dióxido de cloro y, sin embargo, debido a la baja temperatura (T2) de la solución acuosa que contiene dióxido de cloro, no tienden a explotar. Dado que el nivel de concentración de dióxido de cloro que aún es admisible depende de la temperatura de la solución acuosa que contiene dióxido de cloro, es preferible ajustar temperaturas bajas para las soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro que se producen. Se prefiere particularmente un procedimiento de acuerdo con la invención en el que la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formada en el paso (c) tiene una temperatura en el rango de 0 a 10°C y una concentración de dióxido de cloro en el rango de 15 a 20 g/L.
Para asegurar que la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formada en el paso (c) no tiende a explotar, es ventajoso ajustar la concentración de dióxido de cloro de la solución acuosa de tal manera que la concentración correspondiente en el espacio de gas a la temperatura dada esté por debajo del límite de explosión para el dióxido de cloro de 300 g/m3 o 10 % en volumen (véase DlN EN 12671:2016-09).
Si hay un empobrecimiento muy acentuado de dióxido de cloro de la primera solución acuosa (por ejemplo, una mezcla de reacción), se puede lograr una desorción muy extensa del dióxido de cloro de la solución acuosa preparada en el paso (a), por ejemplo, mediante absorción múltiple en cada caso en fases acuosas de baja concentración. La absorción múltiple en fases acuosas de baja concentración se puede lograr utilizando un número correspondiente de recipientes de absorción (véanse las declaraciones a continuación en relación con los dispositivos preferidos según la invención) o sucesivamente reemplazando respectivamente una solución acuosa obtenida es un paso de absorción previo (paso (c)) por una solución acuosa fresca con alta capacidad de absorción de dióxido de cloro.
Un procedimiento según la invención se realiza preferentemente de tal manera que el valor de pH de la solución acuosa que contiene dióxido de cloro producida según la invención es idéntico al valor de pH de la fase acuosa utilizada en el paso (c) (en particular al principio del paso (c)). Preferiblemente, la diferencia de valores de pH entre la fase acuosa al comienzo del paso (c) y la solución acuosa que contiene dióxido de cloro producida a partir de ella en el momento de la extracción o el momento del final del paso (c) no debe ser superior a 0,5, preferiblemente no superior a 0,2.
Una solución acuosa que contiene dióxido de cloro producida usando el procedimiento de acuerdo con la invención comprende preferiblemente una relación de la concentración de dióxido de cloro a la concentración de clorato mayor o igual a 2, de forma particularmente preferible mayor o igual a 5,71. Preferiblemente, en el paso (c) se utiliza inicialmente una fase acuosa que no tiene sal. La solución acuosa que contiene dióxido de cloro (en particular formada a partir de esta fase acuosa sin sal) preferiblemente también está libre de sal. La razón por la cual la solución acuosa que contiene dióxido de cloro que se forma está libre de sal es, por supuesto, que la fase acuosa inicialmente libre de
sal simplemente se pone en contacto con una corriente de gas en la que no pueden estar presentes sales. Las soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro sin sal (como producto preferido de un procedimiento según la invención) son especialmente adecuadas para la nebulización sin residuos, por ejemplo, para desinfectar/esterilizar habitaciones. Además, tales soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro exentas de sal son especialmente estables a largo plazo. Dado que las soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro sin sal no contienen iones de cloruro, clorito, clorato o perclorato, también son especialmente adecuadas para el tratamiento de agua potable o agua para la producción de alimentos, por ejemplo, comida para bebés.
Una solución acuosa que contiene dióxido de cloro se produce preferiblemente con un procedimiento de acuerdo con la invención, que tiene un valor de pH en el rango de 6,8 a 7,2 y también una relación de la concentración de dióxido de cloro a la concentración de clorato mayor o igual a 2, de forma particularmente preferible mayor o igual a igual a 5,71, y preferiblemente está totalmente libre de sal. La neutralidad del pH de tales soluciones y la ausencia de sales son responsables del hecho de que tales soluciones acuosas que contienen dióxido de cloro producidas usando el proceso de acuerdo con la invención provoquen corrosión en un grado significativamente menor que las soluciones de dióxido de cloro producidas usando procesos del estado de la técnica. En particular, la corrosión contra, por ejemplo, acero V2A, como se usa en la industria alimentaria y en membranas.
Como ya se explicó, la presente invención también se refiere a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según la invención, tal como se define en las reivindicaciones de la patente y se explica en detalle anteriormente; estas explicaciones anteriores también se aplican al dispositivo según la invención.
Un dispositivo según la invención para llevar a cabo el procedimiento según la invención (tal como se define anteriormente, preferiblemente como se describe anteriormente como preferido) comprende:
un primer recipiente para recibir una primera solución acuosa que contiene dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos,
una primera línea para una primera corriente de gas, donde la primera línea está configurada para introducir la primera corriente de gas en una primera solución acuosa introducida en el primer recipiente,
un segundo recipiente para recibir una fase acuosa,
una segunda línea para una segunda corriente de gas, donde la segunda línea une el primer recipiente y el segundo recipiente y está configurada para poner en contacto la segunda corriente de gas con la fase acuosa,
una tercera línea para una tercera corriente de gas, donde la tercera línea sale del segundo recipiente y está conectada a la primera línea,
uno o más dispositivos de bomba para generar la primera, segunda y/o tercera corriente de gas,
donde el dispositivo puede cerrarse de manera que el dióxido de cloro no pueda escapar,
donde
el primer recipiente comprende una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos
y/o
el segundo recipiente comprende una solución acuosa que contiene dióxido de cloro.
Un dispositivo de este tipo según la invención es particularmente adecuado y está previsto para llevar a cabo un procedimiento preferido según la invención, en el que la primera solución acuosa en el paso (a) se produce en un primer recipiente y la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduce en el primer recipiente en la primera solución acuosa preparada según el paso (a).
Se entiende que en la práctica el paso (a) del procedimiento según la invención se lleva a cabo preferentemente en el primer recipiente del dispositivo según la invención. La primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos se prepara preferentemente en el primer recipiente.
Se entiende que en la práctica el paso (c) del procedimiento según la invención se lleva a cabo preferentemente en el segundo recipiente del dispositivo según la invención. En el segundo recipiente, el dióxido de cloro gaseoso se transfiere preferiblemente de la segunda corriente de gas a una fase acuosa que se toma inicialmente en el segundo
recipiente, disolviéndose el dióxido de cloro en la fase acuosa para formar la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formándose una tercera corriente de gas, empobrecida en dióxido de cloro.
Se entiende que en la práctica la segunda línea del dispositivo según la invención está destinada preferentemente a dirigir la segunda corriente de gas resultante de la etapa (b) del procedimiento según la invención desde el primero al segundo recipiente, de manera que se permite que la segunda corriente de gas entre en contacto con la fase acuosa en el segundo recipiente.
Se entiende que la tercera línea del dispositivo según la invención se proporciona preferentemente en la práctica para conducir la tercera corriente de gas formada en el paso (c), empobrecida en dióxido de cloro, fuera del segundo recipiente (es decir, del recipiente en el que el dióxido de cloro gaseoso procedente de la segunda corriente de gas se convierte en una fase acuosa) y suministra la tercera corriente de gas a la primera línea, a la que está conectada la tercera línea.
Preferiblemente, un dispositivo según la invención está diseñado de tal manera que satisfaga las necesidades del procedimiento según la invención, que se va a realizar en el dispositivo.
Por lo tanto, un dispositivo de acuerdo con la invención puede cerrarse de tal manera que el dióxido de cloro no pueda escapar y de manera particularmente preferible cerrarse de tal manera que no puedan escapar ni el dióxido de cloro ni el gas portador (véanse los comentarios correspondientes sobre los procedimientos preferidos de acuerdo con la invención).
Preferiblemente, un dispositivo según la invención está diseñado de tal manera que el primer recipiente comprende una salida para solución acuosa, donde la salida se puede cerrar preferiblemente mediante una válvula. Después del final del proceso según la invención, la solución que queda en el primer recipiente (por ejemplo, cantidades residuales de la primera solución acuosa) se descargan a través de dicha salida. Se apreciará que el primer recipiente preferiblemente también incluye una entrada de solución acuosa separada de la salida.
Un dispositivo de acuerdo con la invención está diseñado preferiblemente de tal manera que el segundo recipiente comprende una salida para solución acuosa, donde la salida puede cerrarse preferiblemente mediante una válvula. Después del final del procedimiento de acuerdo con la invención, la solución acuosa presente en el segundo recipiente (normalmente una solución acuosa como la formada por el paso (c) del procedimiento de acuerdo con la invención) se puede retirar del segundo recipiente.
Un dispositivo de acuerdo con la invención está diseñado preferiblemente de tal manera que el primer recipiente comprende una o más entradas para sustancias gaseosas y/o líquidas, donde la entrada o entradas se pueden cerrar preferiblemente mediante de válvulas respectivas. Por ejemplo, un precursor de dióxido de cloro o una primera solución acuosa que contiene dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos puede introducirse en el primer recipiente a través de una entrada para sustancias líquidas y estar disponible allí de esta manera. Por ejemplo, un precursor de dióxido de cloro o gas que contiene dióxido de cloro o la primera corriente de gas se puede introducir en el primer recipiente a través de una entrada para sustancias gaseosas.
En un dispositivo según la invención, uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en bombas de suministro de gas y bombas de chorro, siendo la bomba de suministro de gas preferiblemente una bomba de diafragma de aire comprimido. También se pueden utilizar otros tipos de bombas, según los requisitos del proceso a realizar y las características del dispositivo individual según la invención.
En un dispositivo según la invención, el uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba es preferiblemente una bomba de chorro que está configurada de tal manera que durante el funcionamiento la fase acuosa del segundo recipiente provoca la segunda corriente de gas como medio impulsor y entra en contacto con los gases contenidos en ella. Una realización de este tipo de un dispositivo según la invención permite llevar a cabo un procedimiento preferido según la invención, en el que la fase acuosa se somete a movimiento en la etapa (c), es decir, se mueve en una bomba de chorro como medio impulsor. Una realización correspondiente se explica con más detalle a continuación mediante un ejemplo. En un dispositivo según la invención, se proporcionan preferiblemente uno o más recipientes adicionales para recibir una fase acuosa, así como líneas adicionales que conectan el uno o más recipientes adicionales con el primer recipiente y están configuradas para poner en contacto la segunda corriente de gas con una fase acuosa en el o los recipientes adicionales, donde preferiblemente están provistas válvulas para dirigir selectivamente la segunda corriente de gas al segundo recipiente y/o al uno o más recipientes adicionales y/o donde preferentemente el uno o más recipientes adicionales comprenden cada uno una salida para la solución acuosa, donde la salida se puede cerrar preferiblemente a través de una válvula. Una realización de este tipo de un dispositivo según la invención se puede utilizar de forma especialmente ventajosa cuando se pretende liberar (empobrecer) la primera solución acuosa en el primer recipiente, que contiene dióxido de cloro disuelto, del dióxido de cloro disuelto. La fase acuosa fresca puede introducirse en cada uno de los recipientes segundo y adicionales y al cambiar del segundo recipiente a un recipiente
adicional, o sucesivamente a recipientes adicionales, se completa sucesivamente la separación del dióxido de cloro de la solución acuosa en el primer recipiente.
Cambiando del segundo recipiente a un recipiente adicional, también se logra un control de proceso semicontinuo sin interrupciones significativas con respecto a la expulsión de dióxido de cloro de la primera solución acuosa. Esto es muy ventajoso en comparación con configuraciones de proceso y dispositivos que funcionan sin recipientes adicionales y, por lo tanto, funcionan necesariamente de forma discontinua.
Para lograr preferiblemente una separación lo más completa posible, la segunda corriente de gas contacta sucesivamente, en cada caso después de la conmutación o ajuste de las válvulas, primero con una fase acuosa en el segundo recipiente y luego con las respectivas fases acuosas en el o los recipientes adicionales.
Preferiblemente, un dispositivo de acuerdo con la invención (preferiblemente un dispositivo de acuerdo con la invención como se describe anteriormente como preferido) se configura para generar un circuito de gas en el que el gas se hace circular a través de al menos los elementos de dispositivo primera línea, primer recipiente, segunda línea, segundo recipiente y tercera línea. Un dispositivo que está configurado para generar un circuito de gas de este tipo puede usarse preferiblemente para cargar la fase acuosa presente en el segundo recipiente con dióxido de cloro al máximo.
En tal configuración, uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en bombas de suministro de gas y bombas de chorro, y los dispositivos de bomba se configuran luego para generar un circuito de gas o para contribuir a la generación de un circuito de gas en el que el gas se transporta en círculo a través de al menos los elementos de dispositivo primera línea, primer recipiente, segunda línea, segundo recipiente y tercera línea. Las configuraciones correspondientes se explican con más detalle a continuación con referencia a los ejemplos.
Se prefiere un dispositivo de acuerdo con la invención (preferiblemente un dispositivo de acuerdo con la invención, como se describe anteriormente como preferido), con un primer dispositivo de control de temperatura, preferiblemente un primer termostato, provisto para controlar la temperatura del interior del primer recipiente
y /o
con un segundo dispositivo de control de temperatura, preferiblemente un segundo termostato, provisto para para controlar la temperatura del interior del segundo recipiente.
El primer y/o el segundo dispositivo de control de temperatura se configuran preferiblemente para establecer una diferencia de temperatura predeterminada entre los espacios interiores del primer y segundo recipiente. La diferencia de temperatura especificada es preferiblemente superior a 10 K y se encuentra de manera particularmente preferida en el rango entre 10 K y 40 K. Un dispositivo diseñado correspondientemente de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención, en el cual la primera solución acuosa en el paso (b) tiene una temperatura T1 y la fase acuosa en el paso (c) tiene una temperatura T2, donde T2 es menor que T1 y donde la diferencia entre T1 y T2 es mayor que 10 K, preferiblemente está en el rango entre 10 K y 40 K. Nos referimos a las declaraciones correspondientes sobre los procedimientos preferidos según la invención.
Si el dispositivo según la invención comprende uno o más recipientes adicionales, las declaraciones anteriores relativas al diseño y equipamiento del segundo recipiente se aplican correspondientemente a cada recipiente adicional.
En un dispositivo preferido según la invención, se proporciona un módulo de eliminación de cloro gaseoso, que está integrado en la segunda línea y está configurado para reducir la relación de las cantidades de cloro gaseoso a dióxido de cloro gaseoso y/o la cantidad de cloro gaseoso en la segunda corriente de gas, preferiblemente por conversión química selectiva de cloro. Las sustancias químicas que se requieren para llevar a cabo las conversiones de cloro gaseoso que ya se han explicado con más detalle anteriormente están dispuestas preferentemente en el módulo de eliminación. Un módulo de eliminación preferido comprende así una sal de clorito sólida o una solución acuosa de clorito. La disposición del módulo de eliminación se elige preferentemente de modo que el gas que fluye en la segunda línea (que comprende gas cloro además de gas dióxido de cloro) pueda fluir sobre o a través de dichas sustancias químicas para efectuar la eliminación.
Un dispositivo preferido de acuerdo con la invención (preferiblemente un dispositivo de acuerdo con la invención como se describe anteriormente como preferido) comprende uno o más elementos de dispositivo seleccionados del grupo que consiste en:
auxiliares para promover la desorción de dióxido de cloro en el primer recipiente, preferiblemente los elementos instalados que promueven la desorción como, por ejemplo, bandejas de burbujeo en el primer recipiente y/o una configuración que aumente la superficie de las paredes internas del primer recipiente, por ejemplo, mediante la instalación de laminillas, hendiduras o el uso de una estructura tipo Vigreux
y
auxiliares para promover la absorción de dióxido de cloro en el segundo o en un recipiente adicional, preferiblemente una frita y/o anillos Raschig para la distribución fina de gas desde la segunda corriente de gas y/o los elementos instalados que promueven la absorción, como, por ejemplo, bandejas de burbujeo y/o una configuración que aumente la superficie de las paredes internas del segundo recipiente y /o de recipientes adicionales, por ejemplo, mediante la instalación de laminillas, hendiduras o el uso de una estructura tipo Vigreux.
De acuerdo con el paso (c) del proceso de acuerdo con la invención, el dióxido de cloro gaseoso se transfiere de la segunda corriente de gas a una fase acuosa. Como se ha explicado, el paso (c) se realiza habitualmente en un segundo recipiente de un dispositivo según la invención. El contacto de la fase acuosa (solución de absorción) con la segunda corriente de gas (mezcla gaseosa de gas portador/dióxido de cloro) tiene lugar preferiblemente en un recipiente que contiene uno o más elementos de aparato seleccionados del grupo que consiste en lavadores de inmersión (columna de burbujas), depuradores por aspersión, depuradores de lecho empacado o de platos, depuradores de chorro, depuradores de vórtice, depuradores rotativos o depuradores venturi, preferiblemente uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en depuradores de inmersión, depuradores de lecho empacado y depuradores de columna de platos.
Un dispositivo preferido según la invención comprende válvulas que están dispuestas en el primer recipiente para permitir la igualación de la presión. Estas válvulas preferentemente se abren automáticamente cuando se alcanza una presión negativa predefinida en el primer recipiente. Las válvulas están preferiblemente unidas a un tanque de gas inerte, de modo que, preferiblemente, cuando se alcanza una presión negativa predefinida y las válvulas se abren automáticamente, el gas inerte fluye hacia el primer recipiente para igualar la presión. Con válvulas de este tipo o un dispositivo de este tipo de un dispositivo según la invención, se puede contrarrestar una presión negativa, que puede ser provocada, por ejemplo, por la extracción o el empobrecimiento del dióxido de cloro en el primer recipiente. Si se va a preparar una primera solución acuosa que contiene dióxido de cloro disuelto en el primer recipiente de acuerdo con el paso (a) del procedimiento de acuerdo con la invención haciendo reaccionar los reactivos apropiados, se prefiere alternativamente usar la presión negativa resultante del empobrecimiento del cloro dióxido por una o más válvulas correspondientes para transportar los reactivos líquidos necesarios para la reacción desde los recipientes de almacenamiento asignados al primer recipiente (el reactor).
El procedimiento según la invención (como se define anteriormente y/o en las reivindicaciones adjuntas) se lleva a cabo preferiblemente en un aparato según la invención (como se define anteriormente y/o en las reivindicaciones adjuntas).
La invención también se refiere al uso de un dispositivo según la invención (como se define anteriormente y/o en las reivindicaciones adjuntas) para llevar a cabo un procedimiento según la invención (como se define anteriormente y/o en las reivindicaciones adjuntas).
La invención se explica con más detalle a continuación usando ejemplos con referencia a las figuras adjuntas.
Se muestra en:
Fig. 1: estructura esquemática de un dispositivo según la invención de acuerdo con el ejemplo 1.
Fig. 2: representación esquemática de un dispositivo según la invención (planta de generación de dióxido de cloro) para la generación de dióxido de cloro en un proceso circulatorio, con bomba de gas y con módulo de eliminación de cloro gaseoso.
Fig. 3: representación esquemática de un dispositivo según la invención (planta de generación de dióxido de cloro) para la generación de dióxido de cloro en un proceso de circulación, con bomba de chorro de agua y con módulo de eliminación de cloro gaseoso.
Ejemplo 1: Aparatos para uso en laboratorio e investigaciones bajo uso de un dispositivo de este tipo:
Las investigaciones se llevaron a cabo utilizando un dispositivo según la invención que se muestra esquemáticamente en la Fig. 1. El dispositivo según la figura 1 es una instalación de laboratorio. La instalación de laboratorio (como ejemplo de dispositivo según la invención) comprende una primera botella de lavado 1 (como ejemplo de primer
recipiente de un dispositivo según la invención) que interactúa con una segunda botella de lavado 2 (como ejemplo de un segundo recipiente). Una primera línea (con un tubo de inmersión) 3 desemboca en la primera botella de lavado 1 y está configurada para introducir una primera corriente de gas en una primera solución acuosa introducida en el primer recipiente 1. En la botella de lavado 1 hay una primera solución acuosa que incluye dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos. En la segunda botella de lavado 2 hay agua (como ejemplo de una fase acuosa), preferiblemente agua destilada, completamente desalinizada o agua potable. La primera botella de lavado 1 y la segunda botella de lavado 2 están conectadas a través de una segunda línea (con un tubo de inmersión) 4. El tubo de inmersión 4 de la segunda línea se sumerge en el agua de la botella de lavado 2. La segunda botella de lavado 2 está conectada a una bomba de gas 6 (como ejemplo de un dispositivo de bomba) a través de una tercera línea 5 y luego se une a la primera línea 3. Las flechas que se muestran en la Fig. 1 simbolizan la dirección de flujo de las corrientes de gas en la primera, segunda y tercera línea (3, 4, 5). Durante el funcionamiento en laboratorio del dispositivo mostrado en la Fig. 1 (instalación de laboratorio), la bomba de gas hace que el gas portador pase de la botella de lavado 1 al agua de la botella de lavado 2 a través de la segunda tubería 4 y su tubo de inmersión. El gas portador se introduce allí en el fondo a través del tubo de inmersión. El gas portador sale de la botella de lavado 2 a través de la tercera línea 5 y luego, transportado por la bomba de gas 6, se introduce en la botella de lavado 1 a través de la primera línea 3 y su tubo de inmersión asociado; allí llega al fondo mediante el tubo de inmersión. Cuando el gas portador se mezcla con la primera solución acuosa que contiene dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en la primera botella de lavado 1, el gas portador se carga con dióxido de cloro. Por lo tanto, no es gas portador puro lo que sale de la botella de lavado 1, sino una mezcla de dióxido de cloro/gas portador, que entra en la botella de lavado 2 a través de la segunda línea 4 o su tubo de inmersión. Aquí, el dióxido de cloro es parcialmente absorbido por el agua de la botella de lavado 2. El gas portador empobrecido (agotado) sale de la segunda botella de lavado a través de la tercera línea 5 para luego volver a entrar en la primera botella de lavado 1 a través de la bomba de gas 6 y la primera línea (con tubo de inmersión) 3.
En un experimento de laboratorio, la extracción del dióxido de cloro de la primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en la primera botella de lavado 1 se repite hasta que la presión de vapor del dióxido de cloro sobre la solución acuosa en la primera botella de lavado 1 también alcanza un estado estacionario, o está en equilibrio como la presión de vapor del dióxido de cloro sobre la solución acuosa formada en la botella de lavado 2. El grado de concentración del dióxido de cloro en la segunda botella de lavado 2 puede establecerse seleccionando las temperaturas en los líquidos acuosos dentro de las botellas de lavado 1 y 2. La velocidad a la que se establece el estado estacionario está determinada esencialmente por el tamaño de la superficie de intercambio entre las fases de gas y solución acuosa en las botellas de lavado.
Por tanto, en el dispositivo según la figura 1 se lleva a cabo el procedimiento según la invención, es decir, un procedimiento para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y a partir de una fase acuosa. La solución acuosa que contiene dióxido de cloro se forma en la botella de lavado 2, el dióxido de cloro gaseoso necesario para esto fluye junto con el gas portador a través de la segunda línea (con tubo de inmersión) 4 a la segunda botella de lavado 2 y se introduce en la fase acuosa (agua) que se encuentra allí. El paso (a) del procedimiento de acuerdo con la invención, a saber, la producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos, tiene lugar preferiblemente en la botella de lavado 1. Allí, en el experimento de laboratorio, se proporciona una solución acuosa de dióxido de cloro, la cual se produjo utilizando un proceso de generación de dióxido de cloro como se especifica en la parte general de la descripción; en realizaciones preferidas, la primera solución acuosa se prepara en la botella de lavado 1. El paso (b) del procedimiento según la invención, a saber, la transferencia de dióxido de cloro disuelto desde la primera solución acuosa producida a una corriente de gas que comprende un gas portador, dando como resultado una segunda corriente de gas que comprende gas portador y está enriquecida en dióxido de cloro gaseoso, tiene lugar en el experimento de laboratorio mediante la conversión del dióxido de cloro disuelto en la primera botella de lavado 1 en una primera corriente de gas, que se introduce en la botella de lavado 1 a través de la primera línea (con tubo de inmersión) 3. Resulta una segunda corriente de gas que sale de la botella de lavado 1 a través de la segunda línea 4. Además del gas portador, la segunda corriente de gas también incluye el dióxido de cloro gaseoso. El dióxido de cloro gaseoso se introduce (junto con el gas portador) con la segunda corriente de gas en la fase acuosa (agua) dentro de la segunda botella de lavado 2, donde de acuerdo con el paso (c) del procedimiento de acuerdo con la invención se transfiere el dióxido de cloro gaseoso a la fase acuosa y donde en la segunda botella de lavado 2 se disuelve dióxido de cloro en la solución acuosa formándose la solución acuosa que contiene dióxido de cloro. De acuerdo con el paso (c) del proceso de acuerdo con la invención, se forma una tercera corriente de gas que está empobrecida en dióxido de cloro. Esta tercera corriente de gas sale de la segunda botella de lavado 2 a través de la tercera línea 5. En el experimento de laboratorio, la tercera corriente de gas a través de la tercera línea 5 y el dispositivo de bomba (bomba de gas) 6 se convierte en la primera corriente de gas, que se introduce en la botella de lavado 1 a través de la primera línea 3. Se forma un circuito de gas en el que, de acuerdo con el paso (d) del procedimiento según la invención, se producen cantidades adicionales de la primera corriente de gas a partir de la tercera corriente de gas (la tercera corriente de gas forma la primera corriente de gas), y así los pasos (b) y (c) del procedimiento según la invención se repiten o continúan, de manera que se disuelven cantidades adicionales de dióxido de cloro en la fase acuosa en la segunda botella de lavado 2.
El gas portador aire utilizado en el ejemplo 1 es inerte frente al dióxido de cloro. La primera corriente de gas utilizada en el paso (b) contiene, después de la puesta en marcha del proceso según la invención, es decir, después de que se haya llevado a cabo por primera vez la etapa (d), una proporción de dióxido de cloro, porque la primera corriente de gas es luego idéntica a la tercera corriente de gas, que de hecho está empobrecida en dióxido de cloro, pero no está (todavía) completamente libre de dióxido de cloro. En el paso (c) del procedimiento realizado en el laboratorio, la fase acuosa se dispone de manera estacionaria en la segunda botella de lavado 2.
La instalación de laboratorio según el ejemplo 1 se cierra durante la operación descrita anteriormente, de modo que no se escape dióxido de cloro gaseoso del dispositivo.
Las botellas de lavado primera y segunda tienen cada una un volumen lleno de 500 ml. En un experimento de laboratorio, la temperatura en la primera botella de lavado 1 se ajustó a 25°C y la temperatura en la segunda botella de lavado 2 a 10°C. La concentración inicial de dióxido de cloro en la primera solución acuosa provista según el paso (a) en la primera botella de lavado 1 fue de aproximadamente 4000 mg/L, el caudal volumétrico de la bomba de gas 6 se ajustó a 80 L/h. El diámetro interior de las aberturas de los tubos de inmersión (componentes de la primera línea 3 y la segunda línea 4) era de 0,5 cm en cada caso.
Después de 150 minutos (medidos desde el inicio del bombeo), la concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa que se formó en la segunda botella de lavado 2 había aumentado a un valor de aproximadamente 2500 mg/L. La solución acuosa en la primera botella de lavado 1 todavía contenía una cantidad residual correspondiente de dióxido de cloro.
Después de reemplazar los tubos de inmersión (componentes de la primera línea 3 y la segunda línea 4) según la figura 1, cada por con fritas de vidrio P250 según ISO 4793, se midió en la segunda botella de lavado 2 una concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa de aproximadamente 3250 mg/L después de 150 minutos con un procedimiento por lo demás idéntico.
Después de reemplazar de manera correspondiente el tubo de inmersión de la primera botella de lavado 1 por una frita de vidrio P250, manteniendo el tubo de inmersión en la segunda botella de lavado 2, pero utilizando adicionalmente un lecho de anillos Raschig de 250 mL con un área de 5 mm * 5 mm en la botella de lavado 2, el resultado fue, con por lo demás un procedimiento idéntico, después de 150 minutos una concentración de incluso 3500 mg/L en la solución acuosa dentro de la segunda botella de lavado 2.
De esto se deduce que el procedimiento de acuerdo con la invención cuando se usan auxiliares apropiados para promover la desorción de dióxido de cloro en el primer recipiente (primera botella de lavado 1) y auxiliares apropiadas para promover la absorción de dióxido de cloro en el segundo recipiente (segunda botella de lavado 2) se llega de manera particularmente rápida a soluciones acuosas altamente concentradas de dióxido de cloro de alta pureza.
Los expertos en la materia saben que las fritas de vidrio conducen a una reducción del diámetro de la burbuja en comparación con los tubos de inmersión, mientras que los anillos de Raschig provocan diámetros de burbuja particularmente grandes.
Ejemplo 2: Planta de generación de dióxido de cloro (200 litros) para la producción de una solución de dióxido de cloro libre de cloro, cloruro, clorato y clorito en un proceso de circulación mediante bomba de gas y módulo de eliminación de cloro gaseoso:
Los elementos esenciales del dispositivo utilizado en este ejemplo (sistema de 200 litros) se muestran esquemáticamente en la Fig. 2.
El dispositivo según la invención según la figura 2 comprende un reactor que se puede termostatizar 11 (como ejemplo de un primer recipiente previsto según la invención). Los reactivos se hacen reaccionar entre sí en el reactor 11 de tal manera que se produce una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos (en el sentido del paso (a) del procedimiento de acuerdo con la invención). El dispositivo según la figura 2 también comprende dos recipientes de absorción 12a y 12b que se pueden termostatizar como ejemplos de un segundo recipiente (12a) y un recipiente adicional (12b) de un dispositivo según la invención. El recipiente de absorción 12a y el recipiente de absorción 12b están destinados cada uno a contener una fase acuosa, y en los dos recipientes de absorción 12a y 12b, cuando se usa el dispositivo según la figura 2, se disuelve dióxido de cloro en la fase acuosa respectiva, de modo que una fase acuosa se forma una solución que contiene dióxido de cloro. Según la figura 2, está presente una primera línea 13 (con un tubo de inmersión) y configurada para introducir una primera corriente de gas en una primera solución acuosa (mezcla de reacción) introducida en el reactor 11 (primer recipiente). Se proporciona una segunda línea 14 que conecta el reactor 11 (primer recipiente) con el recipiente de absorción 12a (segundo recipiente) y el recipiente de absorción 12b (recipiente adicional). La segunda línea 14 está configurada para poner en contacto una segunda corriente de gas, que sale del reactor 11, con la respectiva fase acuosa en el recipiente de
absorción 12a o en el recipiente de absorción 12b. Una bomba de gas 16 está integrada en la segunda línea 14 como ejemplo de un dispositivo de bomba previsto según la invención para generar la segunda corriente de gas y, por lo tanto, también los demás flujos de gas (en particular, la primera y la tercera corriente de gas). Las piezas de conexión que conectan la línea 14 con los recipientes de absorción 12a y 12b se consideran parte de la línea 14. Una tercera línea (de gas) 15 conduce desde los recipientes de absorción hacia el reactor 11; se fusiona con la primera línea 13. En la presente estructura, las líneas primera y tercera son secciones de un solo componente.
Al reactor 11 (primer recipiente) y a los recipientes de absorción 12a y 12b (segundo o más recipiente) se les asignan salidas cerrables 19a, 19b o 19c, que están diseñadas para permitir que se descargue el líquido (soluciones acuosas) del reactor 11 (salida 19a), del recipiente de absorción 12a (salida 19b) o del recipiente de absorción 12b (salida 19c).
Al primer recipiente de absorción 12a o a las secciones correspondientes asignadas de la segunda línea 14 o de la tercera línea 15 se les asignan válvulas 20a o 20b, que están configuradas para abrir o cerrar las líneas correspondientes. Las válvulas correspondientes 20c y 20d están asociadas con el recipiente de absorción adicional 12b y las secciones correspondientes de la segunda línea 14 y la tercera línea 15, respectivamente.
Al reactor 11 (primer recipiente) se le asigna una válvula 20e, que está prevista para la gasificación del reactor 11 o para la compensación de presión.
Las válvulas de adición 20f y 20g también están asignadas al reactor 11, que permiten la adición de precursores para la producción de dióxido de cloro, por ejemplo, la adición de solución de peroxodisulfato de sodio, solución de peroxomonosulfato de potasio, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, solución de hipoclorito de sodio, solución de ácido hipocloroso, solución de clorato de sodio, solución de peróxido de hidrógeno o solución de clorito de sodio.
También integrado en la segunda línea 14 y adyacente a la bomba de gas 16 hay un módulo de eliminación de cloro 21. Está cargado de sustancias que, al contacto con el cloro, provocan una reacción en la que el cloro se convierte en productos de reacción inocuos. Tales sustancias son, por ejemplo, clorito de sodio sólido, soluciones acuosas de clorito de sodio, arsenito de sodio sólido u otros reactivos que reaccionan con cloro gaseoso, preferiblemente solo reaccionan específicamente con cloro.
A los recipientes de absorción 12a y 12b se les asigna un dispositivo de termostato 18 que puede funcionar como un dispositivo de enfriamiento y está configurado para ajustar las temperaturas en las soluciones acuosas dentro de los recipientes de absorción 12a y 12b a una temperatura baja que está por debajo de la temperatura en el reactor 11.
Al igual que los recipientes de absorción 12 y 12b, el reactor 11 tiene una capacidad de 200 litros. En el ejemplo, se transfieren mediante bombas peristálticas al reactor 11, que inicialmente está vacío y termostatizado a 30° C, un caudal volumétrico de 129 L/h de solución de clorito de sodio al 7,5 % a través de la válvula 20f y también 129 L/h de solución de ácido clorhídrico al 9 % a través de la válvula 20g, durante 42 minutos y se mezclan allí.
De acuerdo con el paso (a) del procedimiento de acuerdo con la invención, se forma en el reactor 11 una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos. Sobre esta primera solución (solución de dióxido de cloro) se forma una mezcla de gas de dióxido de cloro/aire, que se bombea fuera del reactor mediante la bomba de gas 16 a través de la segunda línea 14 y se presiona a través de la válvula abierta 20a en el recipiente de absorción 12a, que inicialmente contiene con 160 litros de agua desionizada. La primera línea 14 prevista para el transporte entre el reactor 11 y el recipiente de absorción 12a desemboca en el interior del recipiente de absorción 12a en una lanza de gas que está equipada con una frita de vidrio P250. La mezcla de gas de dióxido de cloro/aire que emerge de la frita de vidrio P250 al agua en el recipiente de absorción 12a burbujea a través de esta agua que se enfría a 6 °C mediante el termostato (dispositivo de refrigeración) 18. Parte del dióxido de cloro gaseoso introducido en el recipiente de absorción 12a (procedente del reactor 11 y conducido a través de la segunda línea 14 por medio de la bomba de gas 16) se disuelve en el agua presente en el recipiente de absorción 12a. La mezcla restante de gas de dióxido de cloro/aire sale a través de la válvula abierta 20b del recipiente de absorción 12a nuevamente y se devuelve al reactor 11 a través de la tercera línea 15, que se une a la primera línea 13. Para ello, la primera línea 13 también está equipada con una lanza de gas con frita de vidrio P250. A continuación, el gas portador se vuelve a cargar a medida que pasa por el reactor 11 con el dióxido de cloro que se desprende constantemente de la reacción de ácido clorhídrico-clorito. En los procesos descritos hasta ahora, las válvulas 20a y 20b, que están asignadas al recipiente de absorción 12a, se abren, mientras que las válvulas 20c y 20d, que están asignadas al recipiente de absorción 12b, están cerradas.
Cerrando las válvulas 20f y 20g (válvulas de alimentación para la adición de los precursores para la producción de dióxido de cloro), en el ejemplo se interrumpe la alimentación de precursores, de manera que se detiene la producción de dióxido de cloro en el reactor 11.
Cerrando las válvulas 20a y 20b (que están asignadas al recipiente de absorción 12a) y abriendo las válvulas 20c y 20d (que están asignadas al recipiente de absorción 12b, un recipiente adicional del dispositivo según la Figura 2), se logra la desorción consiguiente de una gran parte del dióxido de cloro que permanece en el reactor 11 (aprox. 1 kg) y esa gran parte de dióxido de cloro se absorbe en el recipiente de absorción 12b, que (al igual que el recipiente de absorción 12a) está lleno de agua, pero que aún no ha absorbido nada de dióxido de cloro hasta la apertura de las válvulas 20c y 20d y, por lo tanto, todavía tiene la máxima capacidad de absorción en este momento.
A continuación, se cierran las válvulas 20c y 20d, se apaga la bomba de gas 16, se abre la válvula 20e y luego se evacua el reactor 11 abriendo la salida 19a. La solución de ácido clorhídrico que emerge en este caso (debido al uso de solución de clorito de sodio y solución de ácido clorhídrico como reactivos) se alimenta a un neutralizador; la mezcla de productos neutralizados se descarga al sistema de alcantarillado. La solución de dióxido de cloro producida allí se extrae del recipiente de absorción 12a abriendo la salida 19b y se suministra al consumidor respectivo.
Los pasos y medidas del procedimiento explicados anteriormente con referencia al recipiente de absorción 12a también se pueden llevar a cabo de manera análoga para o con el recipiente de absorción 12b. La eliminación de la solución de dióxido de cloro del recipiente de absorción 12b tiene lugar así después de que éste haya absorbido la cantidad predeterminada de dióxido de cloro en un proceso de absorción, como se explicó anteriormente con referencia al recipiente de absorción 12a.
Después de retirar la solución de dióxido de cloro del recipiente de absorción 12a o 12b, los recipientes de absorción al menos parcialmente vacíos se rellenan con nueva fase acuosa antes de que se reanude la absorción.
En el reactor 11, se forma una concentración casi constante de aproximadamente 6 g/L de dióxido de cloro en aproximadamente 10 minutos durante el período de reacción. En el recipiente de absorción 12a, se ha es establecido ya una concentración de aproximadamente 10,4 g/L tras un tiempo de reacción de 10 minutos, lo que corresponde a una masa total de dióxido de cloro de aproximadamente 1,7 kg para una capacidad de 160L. Después de 60 minutos, la concentración en el recipiente de absorción 12a es >20 g/L. Cabe señalar que la solución de clorito de sodio y la solución de ácido clorhídrico solo se introdujeron en el reactor por un período de 42 minutos; por lo tanto, se entiende que el aumento de la concentración de dióxido de cloro en el recipiente de absorción 12a está correspondientemente limitado.
En investigaciones propias, se pudieron establecer concentraciones de dióxido de cloro de entre 0 y 20 g/L en el recipiente de absorción 12a en el curso de la absorción en varias etapas.
Se pueden obtener soluciones estables a largo plazo enfriando las soluciones de absorción. En particular, la reacción 3 H2O 6 CIO2 ^ 5 CIO3 +Cl-+ 6 H+ se ralentiza con las bajas temperaturas. Al limitar la concentración de dióxido de cloro en un recipiente de absorción a un rango de, por ejemplo, 2-3 g/L se mantiene dentro del rango de concentración recomendado por la EN 12671 y se obtienen soluciones de dióxido de cloro estables durante meses. Concentraciones de dióxido de cloro en un rango deseado, por ejemplo, de acuerdo con las recomendaciones según EN 12671, pueden obtenerse alternativamente o en un paso posterior, diluyendo las soluciones concentradas de dióxido de cloro producidas con agua, por ejemplo, con agua desionizada o agua potable.
Ejemplo 3: Planta de generación de dióxido de cloro (200 litros) para la producción de una solución de dióxido de cloro libre de cloro, cloruro, clorato y clorito en un proceso de circulación mediante bomba de chorro de agua y módulo de eliminación de cloro gaseoso:
El sistema de producción de dióxido de cloro utilizado según el ejemplo 3 comprende, según la figura 3 un reactor 31 que se puede termostatizar (un primer recipiente en el sentido de la presente invención), un recipiente de absorción 32a que se puede termostatizar lleno de agua (un segundo recipiente en el sentido de la presente invención) un recipiente de absorción 32b que se puede termostatizar lleno de agua (un recipiente adicional en el sentido de la presente invención), una primera línea 33, que está asignada al reactor 31 (véanse las explicaciones análogas de la figura 2, ejemplo 2), una segunda línea 34, que conecta el reactor 31 con los recipientes de absorción 32a o 32b (véase la estructura análoga según la figura 2, ejemplo 2) y una tercera línea 35, que conecta el recipiente de absorción 32a y el recipiente de absorción 32b al reactor 31, donde la tercera línea 35 se fusiona con la primera línea 33 (véase la estructura análoga según la Figura 2). El dispositivo según la figura 3 también comprende una bomba 36a para hacer circular los medios líquidos en los recipientes de absorción 32a y 32b; la bomba 36a está dispuesta de tal manera que el medio bombeado puede actuar como medio impulsor de una bomba de chorro de agua asociada 36b. El dispositivo según la figura 3 también incluye un módulo de eliminación 41 para el cloro. Además, se proporcionan salidas 39a, 39b y 39c que, como se muestra en la Fig. 3 están asociadas al reactor 31, al recipiente de absorción 32a o al recipiente de absorción 32b y que están provistas para descargar líquidos de estos elementos. Una válvula 40a está ubicada en la segunda línea 34 y está adaptada para evitar la corriente de gas a través de ese conducto cuando sea necesario. Un sistema de línea 42 incluye la bomba 36a para bombear el medio líquido. El recipiente de absorción 32a está conectado al sistema de línea 42 a través de las válvulas 40d y 40e y los conectores correspondientes, de
modo que cuando las válvulas 40d, 40e están abiertas, el medio líquido que está en el recipiente de absorción 32a puede bombearse a través del sistema de línea 42 por medio de la bomba 36a; El medio líquido se extrae del fondo del recipiente de absorción 32a (a través de la válvula 40e) y se retroalimenta al recipiente de absorción 32a en la parte superior (a través de la válvula 40d). De manera análoga, el recipiente de absorción 32b está conectado a través de las válvulas 40f y 40g con el sistema de línea 42, de modo que el medio líquido puede ser bombeado fuera del recipiente de absorción 32b. Aguas abajo de la bomba 36a en la dirección del flujo hay una bomba de chorro de agua 36b, que está configurada para generar una corriente de gas en la segunda línea 34, de modo que el gas que contiene dióxido de cloro se transporta fuera del reactor 31. Al reactor 31 se le asignan otras válvulas 40h, 40i y 40j. La válvula 40h tiene una función como la válvula 20e según la figura 2; la función de la válvula 40i corresponde a la función de la válvula 20f de la figura 2; y la válvula 40j tiene una función como la válvula 20g de la Figura 2. Se hace referencia a las declaraciones hechas allí. Al igual que los recipientes de absorción 32a y 32b, el reactor 31 tiene una capacidad de 200 litros. En el ejemplo, la solución de clorito de sodio se introduce a través de la válvula 40i y la solución de ácido clorhídrico a través de la válvula 40j por medio de bombas peristálticas en el reactor 31, que inicialmente está vacío y termostatizado a 30°C, y allí se mezcla.
De acuerdo con el paso (a) del procedimiento de acuerdo con la invención, se forma en el reactor 31 una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos. Sobre esta primera solución (solución de dióxido de cloro) se forma una mezcla de dióxido de cloro gas/aire. Esta se bombea fuera del reactor 31 a través de la segunda línea 34 después de que se haya abierto la válvula 40a. Fluye a través del módulo de eliminación 41 para cloro gaseoso, que está integrado en la segunda línea 34. Cuando las válvulas 40d y 40e están abiertas y la bomba 36a se enciende para bombear el medio líquido en el recipiente de absorción 32a, la mezcla de gas de dióxido de cloro/aire en la bomba de chorro de agua 36b se transfiere al medio impulsor bombeado (agua) desde el recipiente de absorción 32a y pasa a través del circuito del medio líquido al recipiente de absorción 32a.
En investigaciones propias, el recipiente de absorción 32a se llenó inicialmente con 160 litros de agua desionizada. La temperatura en el primer recipiente de absorción 32a y el medio líquido contenido en él (agua desionizada) era inferior a la temperatura en el reactor 31.
La bomba 36a para bombear el medio líquido aspira el medio líquido del recipiente de absorción 32a y lo impulsa a través de la bomba de chorro de agua 36b. La presión negativa creada en la bomba de chorro de agua según el principio Venturi asegura que la mezcla de gas de dióxido de cloro/aire del reactor 31 se mezcle íntimamente con el medio líquido bombeado del recipiente de absorción 32a. Después de la válvula 40d, la mezcla de dióxido de cloro gaseoso, aire y medio líquido entra en el recipiente de absorción 32a. Allí, en particular, el gas portador aire comparativamente poco soluble se separa de la mezcla; incluso pequeñas cantidades de dióxido de cloro gaseoso se separan y forman una mezcla de gases junto con el aire separado. Esta mezcla de gases sale del recipiente de absorción 32a como una corriente de gas (tercera corriente de gas en el sentido de la presente invención), que está empobrecida en dióxido de cloro y se retroalimenta al reactor 31 a través de la válvula 40b y a lo largo de la línea 35. Durante este proceso, las válvulas 40c, 40g y 40f están cerradas. Durante el paso posterior por el reactor 31, el gas portador, el aire, se carga de nuevo con el dióxido de cloro que se desprende constantemente de la reacción de ácido clorhídrico-clorito.
Cerrando las válvulas 40i y 40j (válvulas adicionales para la adición de los precursores para la producción de dióxido de cloro), se interrumpe la alimentación de precursores, de modo que se detiene la producción de dióxido de cloro en el reactor 31.
Cerrando las válvulas 40a, 40d y 40e que están asignadas al primer recipiente de absorción 32a y abriendo las válvulas 40c, 40f y 20g que están asignadas al recipiente de absorción 32b, (un recipiente adicional del dispositivo según la Figura 3), se logra la desorción consiguiente de una gran parte del dióxido de cloro que permanece en el reactor 11 (aprox. 1 kg) y esa gran parte de dióxido de cloro se absorbe en el agua dispuesta en el recipiente de absorción 32b
En propias investigaciones propias, el recipiente de absorción 32b se llenó inicialmente con 160 L de agua desionizada, que aún no había absorbido dióxido de cloro antes de que se abrieran las válvulas 40c, 40f y 40g y, por lo tanto, tenía la máxima capacidad de absorción hasta la apertura de las válvulas.
Luego se cierran las válvulas 40c, 40f y 40g, se apaga la bomba 36a, se abre la válvula 40h (en cuanto a su función corresponde a la válvula 20e según la Figura 2) y luego se vacía el reactor 31 abriendo la salida 39a (véase la explicación análoga relativa al ejemplo 2, figura 2). La solución de ácido clorhídrico en este caso se alimenta a un neutralizador; la mezcla de productos neutralizados se descarga al sistema de alcantarillado.
La solución de dióxido de cloro producida allí se extrae del recipiente de absorción 32a abriendo la salida 39b y se suministra al consumidor respectivo.
Después de drenar el contenido del reactor 31, cerrar la válvula 40h, abrir las válvulas 40a, 40c, 40g y 40f, así como las válvulas 40i y 40j y reiniciar la bomba 36a, el dióxido de cloro gaseoso se transfiere al recipiente de absorción 32b, con el efecto de la bomba 36a. y la bomba de chorro de agua 36b, las afirmaciones hechas anteriormente (con respecto a la transferencia de dióxido de cloro al medio líquido en el recipiente de absorción 32a) se aplican en consecuencia. A menos que se indique lo contrario, el diseño y uso del dispositivo según el ejemplo 3, figura 3 corresponde al diseño y uso del dispositivo según el ejemplo 2, figura 2.
Lista de números de referencia:
1 primera botella de lavado (primer recipiente)
2 segunda botella de lavado (segundo recipiente)
3 primera línea (con tubo de inmersión)
4 segunda línea (con tubo de inmersión)
5 tercera línea
6 bomba de gas
7 dispositivo de calentamiento (primer dispositivo de control de temperatura)
8 Dispositivo de enfriamiento (segundo dispositivo de control de temperatura)
11; 31 reactor termostatizable (primer recipiente)
12a; 32a recipiente de absorción (segundo receptáculo)
12b; 32b recipiente de absorción (recipiente adicional)
13; 33 primera línea (con tubo de inmersión)
14; 34 segunda línea (con tubo de inmersión)
15; 35 tercera línea
16 bomba de gas (dispositivo de bomba)
18 dispositivo de refrigeración, termostato (segundo dispositivo de control de temperatura)
19a salida para solución de 11
19b salida para solución de 12a
19c salida para solución de 12b
20a-g válvulas
21; 41 módulo de eliminación de cloro
36a bomba para bombear el medio líquido
36b bomba de chorro de agua
39a salida para solución de 31
39b salida para solución de 32a
39c salida para solución de 32b
40a-j válvulas
42 sistema de líneas
Claims (15)
1. Procedimiento para producir una solución acuosa que contiene dióxido de cloro a partir de dióxido de cloro gaseoso y de una fase acuosa,
con los siguientes pasos:
(a) producir una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos,
(b) transferir dióxido de cloro disuelto de la primera solución acuosa producida a una primera corriente de gas que comprende un gas portador, de manera que resulta una segunda corriente de gas que comprende gas portador y está enriquecida en dióxido de cloro gaseoso,
(c) transferir dióxido de cloro gaseoso de la segunda corriente de gas a una fase acuosa, donde el dióxido de cloro en la fase acuosa se disuelve para formar la solución acuosa que contiene dióxido de cloro y se forma una tercera corriente de gas que está empobrecida en dióxido de cloro,
(d) producir cantidades adicionales de la primera corriente de gas
a partir de la tercera corriente de gas
o
a partir de una porción de la tercera corriente de gas que contiene dióxido de cloro y compuestos gaseosos adicionales añadidos
y repetir o continuar con los pasos (b) y (c) del proceso anteriores de manera que se disuelvan cantidades adicionales de dióxido de cloro en la fase acuosa,
donde
la producción de una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos en el paso (a) se lleva a cabo mediante un procedimiento que se selecciona del grupo que consiste en:
procedimiento de ácido-clorito,
procedimiento de ácido clorhídrico-clorito,
procedimiento de ácido-hipoclorito-clorito,
procedimiento de peroxidisulfato-clorito,
procedimiento de peroxidisulfato-peroxomonosulfato-clorito
procedimiento de electrólisis de cloruros,
procedimiento de electrólisis de cloritos
y donde
la primera solución acuosa del paso (b) tiene una temperatura T1 y la fase acuosa del paso (c) tiene una temperatura T2 , donde T2 es inferior a T1.
2. Procedimiento de la reivindicación 1, donde
uno, dos o más de los otros componentes disueltos de la primera solución acuosa producida en el paso (a) se seleccionan del grupo que consiste en ácidos y anhídridos de ácido, compuestos que contienen grupos peroxo y compuestos que contienen cloro,
donde los compuestos que contienen grupos peroxo se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en peroxodisulfato, preferiblemente peroxodisulfato de sodio, y
peroxomonosulfato, preferiblemente peroxomonosulfato de potasio,
y/o
donde los compuestos que contienen cloro se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en
cloro molecular, cloruro, hipoclorito, clorito y clorato
y/o
donde los ácidos y anhídridos de ácido se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en
ácidos minerales, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fosfórico y ácido nítrico
y
ácidos orgánicos y anhídridos orgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en ácido acético, anhídrido acético y ácido propiónico.3
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el gas portador utilizado en el paso (b) es inerte frente al dióxido de cloro
y/o
se selecciona del grupo formado por aire, nitrógeno, dióxido de carbono, oxígeno, gases nobles y mezclas de los mismos
y/o
la primera corriente de gas utilizada en el paso (b) contiene, al menos temporalmente, preferiblemente al menos después del paso (d), una parte de dióxido de cloro.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde
la primera corriente de gas se introduce, preferiblemente de forma finamente distribuida, en la primera solución acuosa producida según el paso (a) para llevar a cabo el paso (b), donde preferiblemente la primera solución acuosa se produce en un primer recipiente en el paso (a) y la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduce en la primera solución acuosa producida según el paso (a) en el primer recipiente
y/o
la segunda corriente de gas resultante del paso (b) para llevar a cabo el paso (c) se introduce en la fase acuosa, preferiblemente de forma finamente distribuida.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde
T2 está en el rango de 0 °C a 15 °C
y/o
T1 está en el rango de 20 a 40°C
y/o
la diferencia entre T1 y T2 es mayor a 10K y preferiblemente en el rango entre 10K y 40K.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde en el paso (c) la fase acuosa está estacionaria, preferiblemente está dispuesta estacionaria en un recipiente estacionario
o
se mueve, preferiblemente se mueve en una bomba de chorro como medio impulsor, preferiblemente de manera que la segunda la corriente de gas se ponga en contacto con la fase acuosa movida y sea recibida por el medio en movimiento.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde en el paso (b) también se transfiere cloro gaseoso desde la primera solución acuosa producida a la primera corriente de gas, de modo que la segunda corriente de gas también se enriquece en cloro gaseoso, donde preferentemente la proporción de las cantidades de cloro gaseoso a dióxido de cloro gaseoso y/o la cantidad de cloro gaseoso en la segunda corriente de gas se reduce antes del paso (c), preferiblemente mediante conversión química selectiva de cloro.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el procedimiento se lleva a cabo en un dispositivo que se puede cerrar de tal manera que no se escape dióxido de cloro gaseoso del dispositivo y/o
se prosigue al menos hasta que
la proporción de la concentración de dióxido de cloro en la primera solución acuosa respecto a la concentración de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) alcance un valor predeterminado
y/o
la concentración de dióxido de cloro o la cantidad de dióxido de cloro en la solución acuosa formada en el paso (c) alcance un valor predeterminado
y/o
donde en la solución acuosa que contiene dióxido de cloro formada en el paso (c) la concentración de dióxido de cloro está en el rango de 5 a 20 g/L, preferiblemente en el rango de 9 a 20 g/L, de forma especialmente preferida en el intervalo de 12 a 20 g/L, de forma muy especialmente preferida en el intervalo de 15 a 20 g/L,
y/o
se ajusta de tal manera que la concentración correspondiente en el espacio de gas a la temperatura reinante según DIN EN 12671:2016-09 es inferior a 300 g/m3 y/o inferior al 10 % en volumen.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde
la primera solución acuosa se produce en el paso (a) in un primer recipiente y la primera corriente de gas para llevar a cabo el paso (b) se introduce en la primera solución acuosa producida en el paso (a) en el primer recipiente, donde en el primer recipiente se promueve la desorción de dióxido de cloro mediante auxiliares, preferiblemente mediante elementos instalados que promueven la desorción en el primer recipiente y/o mediante una configuración que aumente la superficie de las paredes interiores del primer recipiente
y/o
el paso (c) se lleva a cabo en un segundo recipiente, donde en el segundo recipiente se promueve una absorción de dióxido de cloro mediante una frita y/o anillos Raschig para la distribución final del gas de la segunda corriente de gas y/o los elementos instalados que promueven la absorción y/o una configuración que aumente la superficie de las paredes interiores del segundo recipiente y/o de recipientes adicionales
y/o
la fase acuosa en el paso (c) se mueve en una bomba de chorro como medio impulsor, de manera que la segunda corriente de gas entre en contacto con la fase acuosa movida y sea recibida por el medio en movimiento.
10. Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende
- un primer recipiente para recibir una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos,
- una primera línea para una primera corriente de gas, donde la primera línea está configurada para introducir la primera corriente de gas en una primera solución acuosa introducida en el primer recipiente,
- un segundo recipiente para recibir una fase acuosa,
- una segunda línea para una segunda corriente de gas, donde la segunda línea une el primer recipiente y el segundo recipiente y está configurada para poner en contacto la segunda corriente de gas con la fase acuosa,
- una tercera línea para una tercera corriente de gas, donde la tercera línea sale del segundo recipiente y está conectada con la primera línea,
- uno o más dispositivos de bomba para generar la primera, segunda y/o tercera corriente de gas,
donde el dispositivo puede cerrarse de manera que el dióxido de cloro no pueda escapar.
donde
- el primer recipiente comprende una primera solución acuosa que comprende dióxido de cloro disuelto y otros componentes disueltos
y/o
el segundo recipiente comprende una solución acuosa que contiene dióxido de cloro.
11. Dispositivo según la reivindicación 10, donde
- el primer recipiente tiene una salida para solución acuosa, donde la salida se puede cerrar preferiblemente mediante una válvula,
y/o
- el segundo recipiente tiene una salida para solución acuosa, donde la salida se puede cerrar preferiblemente mediante una válvula,
y/o
- el primer recipiente comprende una o más entradas para sustancias gaseosas y/o líquidas, donde la entrada o entradas se pueden cerrar preferiblemente mediante válvulas respectivas,
y/o
- el uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba se selecciona del grupo que consiste en bombas de suministro de gas y bombas de chorro, siendo la bomba de suministro de gas preferiblemente una bomba de diafragma de aire comprimido,
y/o
- uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba es una bomba de chorro que está configurada de tal manera que durante el funcionamiento, la fase acuosa del segundo recipiente provoca la segunda corriente de gas como medio impulsor y entra en contacto con los gases contenidos en ella
y/o
- se proporcionan uno o más recipiente adicionales para recibir una fase acuosa así como líneas adicionales que conectan el uno o más recipientes adicionales con el primer recipiente y están configuradas para poner en contacto la segunda corriente de gas con una fase acuosa en el uno o más recipientes adicionales, donde preferiblemente están provistas válvulas para dirigir selectivamente la segunda corriente de gas hacia el segundo recipiente y/o hacia el uno o más recipientes adicionales y/o donde preferiblemente el uno o más recipientes adicionales comprenden cada uno una salida para solución acuosa, donde la salida puede cerrarse preferiblemente a través de una válvula.
y/o
- el dispositivo está configurado para generar un circuito de gas en el que el gas se transporta en un circuito a través de al menos los elementos del dispositivo primera línea, primer recipiente, segunda línea, segundo recipiente y tercera línea
donde preferentemente uno o al menos uno de los varios dispositivos de bomba se selecciona del grupo formado por bombas de suministro de gas y bombas de chorro, y está configurado para generar un circuito de gas o para contribuir a la generación de un circuito de gas, en el cual se promueve la circulación del gas a través de al menos los elementos del dispositivo primera línea, primer recipiente, segunda línea, segundo recipiente y tercera línea.
y/o
- se proporciona un módulo de eliminación de cloro gaseoso integrado en la segunda línea y adaptado para reducir la relación de las cantidades de cloro gaseoso a dióxido de cloro gaseoso y/o la cantidad de cloro gaseoso en la segunda corriente de gas, preferentemente por reacción química selectiva del cloro
y/o
- el dispositivo comprende además uno o más elementos de dispositivo seleccionados del grupo que consta de auxiliares para promover la desorción de dióxido de cloro en el primer recipiente, preferiblemente los elementos instalados que promueven la desorción en el primer recipiente y/o una configuración que aumenta la superficie de las paredes internas del primer recipiente
y
-auxiliares para promover la absorción de dióxido de cloro en el segundo y/o en un recipiente adicional, preferiblemente una frita y/o anillos Raschig para la distribución fina de gas de la segunda corriente de gas y/o los elementos instalados que promueven la absorción y/o una configuración que aumenta la superficie de las paredes internas del segundo recipiente y/o de recipientes adicionales.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 u 11, donde
se proporciona un primer dispositivo de control de temperatura, preferiblemente un primer termostato, para controlar la temperatura del interior del primer recipiente
y/o
se proporciona un segundo dispositivo de control de temperatura, preferiblemente un segundo termostato. para controlar la temperatura del interior del segundo recipiente,
donde el primer y/o el segundo dispositivo de control de temperatura están configurados preferiblemente para establecer una diferencia de temperatura predeterminada entre los espacios interiores del primer y segundo recipiente, donde la diferencia de temperatura predeterminada es preferiblemente mayor que 10K y más preferiblemente en el rango entre 10K y 40K.
13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además uno o más elementos de dispositivo seleccionados del grupo que consiste en
- los elementos instalados que promueven la desorción en el primer recipiente y/o una configuración que aumenta la superficie de las paredes internas del primer recipiente como auxiliar para promover la desorción de dióxido de cloro en el primer recipiente
- una frita y/o anillos Raschig en el segundo recipiente y/o en un recipiente adicional para la distribución fin de gas de la segunda corriente de gas y/o los elementos instalados que promueven la absorción y/o una configuración que aumenta la superficie de las paredes internas del segundo recipiente y/o de recipientes adicionales,
y
- una bomba de chorro, que está configurada de tal manera, que durante el funcionamiento la fase acuosa del segundo recipiente provoca la segunda corriente de gas como medio impulsor y entra en contacto con los gases contenidos en ella.
14. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13 para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9.
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el procedimiento se lleva a cabo en un dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13.
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