Procedimiento para el tratamiento de agua con dióxido de cloro.

Procedimiento para el tratamiento de agua con dióxido de cloro (ClO2), caracterizado por las características de que

1. el recinto de reacción

, en el que se produce el ClO2, está rodeado completamente por agua,

2. el agua que rodea al recinto de reacción es al mismo tiempo el agua que se ha de tratar,

3. el ClO2 que resulta en el recinto de reacción es desplazado desde el recinto de reacción directamente al agua que se ha de tratar,

siendo el recinto de reacción un reactor,

que se hace funcionar sin ninguna disposición de regulación de la presión, y

disponiendo el reactor de una salida libre situada en el orificio de salida desde el reactor, de manera tal que la presión en el recinto de reacción puede subir solamente hasta el valor que es ejercido por el agua circundante sobre el recinto de reacción.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/066428.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: DUVE,HANS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/76 (por medio de halógenos o compuestos halogenados)

PDF original: ES-2525044_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el tratamiento de agua con dióxido de cloro

El invento se refiere a un procedimiento para el tratamiento de agua con dióxido de cloro (CIO2).

El dióxido de cloro, a causa de su alto efecto bactericida, virucida y algicida, se utiliza en el tratamiento de agua. A 5 causa de la tendencia a la explosión de un dióxido de cloro gaseoso (c > 3 g/m3) y de unas soluciones de dióxido de cloro (c > 26 g/l), un dióxido de cloro no puede ser almacenado en una forma comprimida ni en unas soluciones con unas más altas concentraciones. A causa de estas propiedades químicas, el dióxido de cloro debe de ser producido en el sitio de su utilización. Esto se realiza mediante una mezcladura de los productos químicos de base en unos reactores especiales de unas instalaciones para la producción de dióxido de cloro. Los recipientes de 1 reserva para productos químicos, las disposiciones de dosificación así como el reactor de las instalaciones para la producción de dióxido de cloro forman una unidad aparativa, localmente coherente, que por regla general está colocada en unos recintos que son recorridos por las personas.

Existen varios procedimientos, pero principalmente tres fundamentales, para la síntesis de CIO2, que se usan comercialmente para el tratamiento de agua. Estos procedimientos usan el clorito de sodio (NaCI2) como uno de 15 los materiales de partida. La química fundamental de los tres procedimientos se explica seguidamente. Las sustancias empleadas en este caso se designan como productos químicos de partida o también reaccionantes.

1. Procedimiento con clorito de sodio y un ácido fuerte

En el primer procedimiento se emplea un ácido fuerte en común con el clorito de sodio. El ácido fuerte es en la mayor parte de los casos ácido clorhídrico o ácido sulfúrico. Mediando utilización de ácido clorhídrico, la 2 estequiometria de la reacción es la siguiente:

NaCI2 + 4 HCI - 4 CI2 + 5 NaCI + 2 H2

Además de esto, el dióxido de cloro puede ser formado mediando utilización de ácido sulfúrico, de una manera correspondiente a la subsiguiente reacción:

NaCI2 + 5 H2SO4 - 8 CI2 + 5 Na2S4 + 2 HCI + 4 H2

2. Procedimiento que parte de clorito de sodio y cloro

Este procedimiento utiliza cloro gaseoso en común con el clorito de sodio. La reacción transcurre en dos etapas, en primer lugar con la formación de ácido clorhídrico.

Cl2 + H2->- HOCI + HCI

El producto intermedio, el ácido hipocloroso (HOCI), reacciona entonces con el clorito de sodio mediando formación 3 de dióxido de cloro (CI2).

HOCI + HCI + 2 NaCI2 2 CI2 + 2 NaCI + H2

La reacción estequiométrica que resulta a partir de las dos ecuaciones es

Cl2 + 2 NaCI2 -> 2 CI2 + 2 NaCI

3. Procedimiento que parte de clorito de sodio e hlpoclorlto de sodio 35 En el tercer procedimiento se utiliza el hipoclorito de sodio (NaOCI) en común con el clorito de sodio:

NaOCI + HCI -> NaCI + HOCI

HCI + HOCI + 2 NaCI2 -> 2 CI2 + 2 NaCI + H2

Las reacciones de síntesis para la producción de dióxido de cloro se llevan a cabo por regla general en unos reactores, que se hacen funcionar o bien continuamente o de acuerdo con el procedimiento por tandas (del Inglés 4 batch) o discontinuo.

Se deben tomaren consideración dos límites de explosión en el caso de la producción de dióxido de cloro:

Más de 6 g de CIO2/I de la solución [en contacto con aire] y más de 26 g CIO2/I de la solución [descomposición propia de la solución acuosa]. En los casos de las síntesis de dióxido de cloro llevadas a cabo de acuerdo con los procedimientos 1 hasta 3, se le añade al recinto de reacción un agua de dilución en el caso de la utilización de unos productos químicos de partida, que en el recinto de reacción conducirían a una concentración mayor que aproximadamente de 26 g de CIO2/I, con el fin de quedarse por debajo de esta concentración de la descomposición propia espontánea. La solución de dióxido de cloro que abandona el recinto de reacción, que por regla general contiene 2 o menos g de CI2/l, es diluida con otra corriente de agua hasta unas concentraciones aproximadamente más pequeñas que 3 g CI2/l de la solución.

Para que los procedimientos que pertenecen al estado de la técnica se pueden hacer trabajar con unos resultados satisfactorios en lo que se refiere a la seguridad de las instalaciones, al rendimiento de dióxido de cloro y al rendimiento de producción que es específico para el tiempo, se llevan a cabo diferentes variaciones técnicas de procedimientos, entre otras,

La utilización de productos químicos de partida diluidos: Se queda por debajo de las concentraciones de la solución de dióxido de cloro que se ha producido, en unas que son más pequeñas que 26 g/l o respectivamente más pequeñas que 6 g/l.

La generación de una depresión en el reactor por medio de la aplicación de un vacío: Se reduce la concentración de dióxido de cloro en la fase gaseosa a < 3 g/m3

La generación de una sobrepresión en el reactor, p.ej. mediante la utilización de unas válvulas mantenedoras de la presión en el sitio de salida desde el reactor: Se evita la formación de una fase gaseosa por sobrepasamiento del límite de solubilidad del dióxido de cloro; se eleva el rendimiento.

La utilización de unos procedimientos discontinuos con largos períodos de tiempo de reacción: Se eleva el rendimiento en el caso de la utilización de los productos químicos de partida diluidos.

El empleo de unas cantidades superiores a las estequiométricas del ácido en el caso del procedimiento con un clorito y un ácido, y el empleo de unas cantidades superiores a las estequiométricas de cloro en el caso de un procedimiento con un clorito y cloro: se eleva el rendimiento.

A pesar del uso de estos modos de procedimiento se puede llegar en el caso de un funcionamiento que no es de acuerdo con las estipulaciones de las instalaciones de producción de dióxido de cloro, p.ej. por una deficiencia de agua de dilución; o por un fallo en la regulación de la presión se puede llegar a una descomposición espontánea (explosión) del dióxido de cloro, o el dióxido de cloro, por faltas de estanqueidad o por rotura de las superficies de separación entre la solución que contiene dióxido de cloro y el medio ambiente, puede conducir a peligros en el entorno de las instalaciones de producción. También la utilización de unos productos químicos de partida diluidos, que conducen a unas soluciones de dióxido de cloro con una concentración más pequeña que 6 g/l, y por consiguiente a la renuncia a unos más altos rendimientos de producción que son específicos para el tiempo, de las instalaciones de producción de dióxido de cloro, no puede excluir el peligro para el entorno de las instalaciones de producción por el sobrepasamiento del valor de la MAK (máxima concentración en el sitio de trabajo) de ,1 ppm en el caso de un funcionamiento que no es de acuerdo con las estipulaciones. Con el fin de reducir al mínimo estos peligros, se realizan diferentes medidas técnicas en las instalaciones de producción propiamente dichas, así como también en los sitios de colocación de las instalaciones de producción de dióxido de cloro, p.ej. unos costosos trabajos de conservación en las instalaciones de producción, inclusive el recambio regular de los reactores, unos sitios de colocación aislados en el espacio para las instalaciones de producción, una ventilación forzada y una vigilancia del aire de la atmósfera de los sitios de colocación mediante continuos análisis de los gases.

Con el fin de contrarrestar estos problemas, ya existen en el estado de la técnica unos primeros puntos de partida que consisten en disponer... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el tratamiento de agua con dióxido de cloro (CI2), caracterizado por las características de que

1. el recinto de reacción, en el que se produce el CIO2, está rodeado completamente por agua,

2. el agua que rodea al recinto de reacción es al mismo tiempo el agua que se ha de tratar,

3. el CIO2 que resulta en el recinto de reacción es desplazado desde el recinto de reacción directamente al agua que se ha de tratar,

siendo el recinto de reacción un reactor,

que se hace funcionar sin ninguna disposición de regulación de la presión, y

disponiendo el reactor de una salida libre situada en el orificio de salida desde el reactor, de manera tal que la presión en el recinto de reacción puede subir solamente hasta el valor que es ejercido por el agua circundante sobre el recinto de reacción.

2. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que,

el reactor es un reactor tubular.

3. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que,

el período de tiempo de reacción de los reaccionantes en el recinto de reacción varía desde 4 hasta 6 minutos, de manera preferida desde 4 hasta 6 minutos, de manera especialmente preferida desde ,1 hasta 1,5 minutos y de manera muy especialmente preferida desde ,3 minutos hasta ,6 minutos.

4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el dióxido de cloro es producido a partir de una sal de clorito de un metal alcalino y de ácido clorhídrico (reaccionantes).

5. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el dióxido de cloro es producido a partir de clorito de sodio y ácido clorhídrico (reaccionantes).

6. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el dióxido de cloro es producido a partir de clorito de sodio en una solución acuosa al 3,5 % hasta 4 %.

7. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el dióxido de cloro es producido a partir de ácido clorhídrico en una concentración de desde 3,5 % hasta 42 %.

8. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el dióxido de cloro es producido a partir de clorito de sodio y cloro (reaccionantes).

9. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

porque en la solución que abandona el recinto de reacción se mide el valor de la conductividad eléctrica.

1. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que,

el recinto de reacción se encuentra situado dentro de una conducción tubular y la conducción tubular es recorrida por el agua que se ha de tratar.

11. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones,

efectuándose una dilución de la solución de dióxido de cloro que abandona el orificio de salida desde el reactor de una manera tal, que el caudal de renovación del agua que se ha de tratar en el orificio de salida desde el reactor es de desde aproximadamente ,1 m3/h hasta 2 nr/h de dióxido de cloro producido por gramo y hora, de manera preferida desde 1 m3/h hasta 4 m3/h de dióxido de cloro producido por gramo y hora.

12. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones,

siendo escogida la combinación de las concentraciones de los productos químicos de partida y del agua de dilución que eventualmente se utiliza de una manera tal, que la concentración del dióxido de cloro formado en el orificio de salida desde el reactor está situada en un valor mayor que 3 g/l de la solución, de manera preferida mayor que 26 g/l de la solución y de manera especialmente preferida en un valor mayor que 8 g/l de la solución.

13. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por las características de que

1. el agua que rodea al recinto de reacción ejerce sobre la solución que contiene dióxido de cloro en el recinto de reacción una presión con una magnitud tal que no se sobrepasa el límite de solubilidad de dióxido de cloro en agua a la temperatura dada,

2. la combinación de las concentraciones de los productos químicos de partida y del agua de dilución que eventualmente se utiliza es escogida de una manera tal, que la concentración del dióxido de cloro formado en el orificio de salida desde el reactor está situada en un valor mayor que 3 g/l de la solución, preferiblemente mayor que 26 g/l de la solución y de manera especialmente preferida en un valor mayor que 8 g/l de la solución.

14. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

se emplean unos productos químicos de partida concentrados y se trabaja de acuerdo con el procedimiento con ácido clorhídrico y un clorito (1) siendo de 33 - 42 % la concentración del ácido clorhídrico y de 25 - 4 % la de la solución de clorito de sodio.

15. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que,

el CI2 que resulta en el recinto de reacción no es desplazado directamente desde el recinto de reacción hasta el agua que se ha de tratar, sino que la solución de dióxido de cloro que sale desde el recinto de reacción es transportada a través de una conducción de derivación que se encuentra situada en el extremo del recinto de reacción (orificio de salida) hasta uno o varios otros sitios.

16. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que,

en el caso que se ha de tratar se trata de un agua de retrorrefigeración de una disposición de refrigeración circulante, que se encuentra situada en una taza de una torre de refrigeración (almacén intermedio).