ES2345185T3 - Proceso para producir dioxido de cloro. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para producir dióxido de cloro de forma continua que comprende las etapas de: introducir iones clorato, ácido y agua oxigenada en forma de disoluciones acuosas en un reactor; reducir los iones clorato en el reactor hasta dióxido de cloro, dando lugar de este modo a la formación de una corriente producto en el reactor que contiene dióxido de cloro; introducir agua motriz en un eductor que comprende una boquilla; hacer fluir el agua motriz a través de la boquilla y provocar que fluya a través del eductor de forma, al menos parcialmente, espiral o helicoidal, en el que el eductor crea una fuerza de succión que hace fluir la corriente producto desde el reactor hasta el interior del eductor, provocar la mezcla con el agua motriz y de este modo dar lugar a la formación de una disolución acuosa diluida que contiene dióxido de cloro, y; extraer del reactor la disolución acuosa diluida que contiene dióxido de cloro.
Description
Proceso para producir dióxido de cloro.
La presente invención se refiere a un proceso
para producir dióxido de cloro a partir de iones clorato, ácido y
agua oxigenada.
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El dióxido de cloro se usa en diversas
aplicaciones, como blanqueo de pastas, blanqueo de grasas,
purificación de agua y eliminación de materiales orgánicos de aguas
industriales. Como el dióxido de cloro no es estable durante el
almacenamiento, debe producirse in-situ.
Generalmente, el dióxido de cloro se produce
haciendo reaccionar clorato de metal alcalino o ácido clórico con
un agente reductor en un medio de reacción acuoso. El dióxido se
puede extraer del medio de reacción en forma de gas, como en los
procesos descritos en las patentes de EE.UU. 5091166, 5091167 y en
la patente EP 612686. Normalmente, el dióxido de cloro se absorbe
después en agua para formar una solución acuosa del mismo.
Para la producción de dióxido de cloro en
unidades de pequeña escala, tal como para aplicaciones de
purificación de agua o pequeñas plantas de blanqueo, resulta
favorable no separar el gas de dióxido de cloro del medio de
reacción sino recuperar la disolución que contiene dióxido de cloro
directamente del reactor, de manera opcional después de diluir con
agua. Dichos procesos se describen en las patentes de EE.UU.
2833624, 4534952, 5895638 y en el documento WO 00/76916, que en los
últimos años han encontrado aplicación comercial. Sin embargo,
todavía hay necesidad de mejoras adicionales. En particular, se ha
comprobado que resulta difícil obtener disoluciones con una
concentración suficientemente elevada de dióxido de cloro, tal y
como se precisa en determinadas aplicaciones, como blanqueo de
papel, blanqueo de bagazo o blanqueo de pasta de papel a pequeña
escala. También puede resultar útil una elevada concentración de
dióxido de cloro para cualquier aplicación en la que sea importante
minimizar el flujo de
agua.
agua.
La patente de EE.UU. 4026817 describe un proceso
y un aparato para preparar un emulsión de aceite en agua que
produce el flujo de una corriente de agua a través de un conducto
que contiene un dispositivo de Venturi, lo que proporciona un cono
truncado convergente de zona de cono, un cono truncado divergente de
zona de cono y una zona central que une los dos conos truncados de
zona de cono. No existe indicación alguna de que el aparato pueda
emplearse para la producción de dióxido de cloro.
\vskip1.000000\baselineskip
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un proceso que permita la producción directa de dióxido
de cloro en una disolución acuosa de concentraciones elevadas.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un proceso para la producción directa de dióxido de
cloro en una disolución acuosa con elevada capacidad de
producción.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un aparato para llevar a cabo el proceso.
\vskip1.000000\baselineskip
De manera sorprendente, se ha comprobado que
resulta posible alcanzar estos objetivos proporcionando un proceso
para producir de manera continua dióxido de cloro que comprende las
etapas de:
introducir iones clorato, ácido y agua oxigenada
en forma de disoluciones acuosas en un reactor;
reducir los iones clorato en el reactor hasta
dióxido de cloro, dando lugar de este modo a la formación de una
corriente producto en el reactor que contiene dióxido de cloro;
introducir agua motriz en un eductor que
comprende una boquilla;
hacer fluir el agua motriz a través de la
boquilla y posteriormente provocar el flujo hacia el eductor de
forma, al menos parcialmente, de manera preferible
considerablemente, espiral o helicoidal; transferir la corriente
producto del reactor hasta el eductor y mezclarla con el agua
motriz, dando lugar de este modo a la formación de una disolución
acuosa diluida que contiene dióxido de cloro;
extraer del reactor la disolución acuosa diluida
que contiene dióxido de cloro.
Es posible introducir los iones clorato en el
reactor en forma de disolución acuosa que comprende ácido clórico
y/o clorato de metal, preferiblemente clorato de metal alcalino. El
clorato de metal alcalino puede ser, por ejemplo, clorato sódico o
potásico o mezclas de ambos, de los que el más preferido es clorato
sódico. A menos que se emplee ácido clórico, es preciso introducir
otro ácido en el reactor, preferiblemente un ácido mineral tal como
ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o ácido nítrico, siendo ácido
sulfúrico el más preferido. De manera apropiada, la relación molar
de H_{2}O_{2} con respecto a ClO_{3}^{-} que se introduce
en el reactor es de alrededor de 0,2:1 a alrededor de 2:1,
preferiblemente de alrededor de 0,5:1 a alrededor de 1,5:1, y del
modo más preferido de alrededor de 0,5:1 a alrededor de 1:1. El
clorato de metal y el ácido clórico siempre contienen cloruro como
impureza, pero también es completamente posible introducir más
cloruro en el reactor, tal como cloruro de metal o ácido
clorhídrico. No obstante, con objeto de minimizar la formación de
cloro es preferible mantener baja la cantidad de iones cloruro que
se introduce en el reactor, de manera apropiada por debajo de 1%
molar, preferiblemente por debajo de 0,1% molar, más preferiblemente
menos que alrededor de 0,05% molar, y del modo más preferido menos
que alrededor de 0,02% molar de Cl^{-} de ClO_{3}^{-}.
En una realización particularmente preferida, se
introducen en el reactor clorato de metal alcalino y agua
oxigenada, en forma de disolución acuosa
pre-mezclada, por ejemplo una composición como la
que se describe en el documento WO 00/76916, que se incorpora en la
presente memoria a modo de referencia. Dicha composición puede ser
una disolución acuosa que comprende de alrededor de 1 a alrededor de
6,5 moles/litro, preferiblemente de alrededor de 3 a alrededor de 6
moles/litro de clorato de metal alcalino, de alrededor de 1 a
alrededor de 7 moles/litro, preferiblemente de alrededor de 3 a
alrededor de 5 moles/litro de agua oxigenada y al menos uno de un
coloide protector, un captor de radicales o un agente complejante
con base de ácido fosfórico, en la que el pH de la disolución
acuosa es de forma apropiada de alrededor de 0,5 a alrededor de 4,
preferiblemente de alrededor de 1 a alrededor de 3,5, y del modo
más preferido de alrededor de 1,5 a alrededor de 3. Preferiblemente,
al menos está presente un agente complejante basado en ácido
fosfórico, preferiblemente en una cantidad de alrededor de 0,1 a
alrededor de 5 mmoles/litro, y del modo más preferido de alrededor
de 0,5 a alrededor de 3 mmoles/litro. Si está presente un coloide
protector, preferiblemente su concentración es de alrededor de
0,001 a alrededor de 0,5 moles/litro, y del modo más preferido de
alrededor de 0,02 a alrededor de 0,05 moles/litro. Si está presente
un captor de radicales, preferiblemente su concentración es de
alrededor de 0,01 a alrededor de 1 moles/litro, y del modo más
preferido de alrededor de 0,02 a alrededor de 0,2 moles/litro. Las
composiciones particularmente preferidas comprenden al menos un
agente complejante basado en ácido fosfórico que se escoge en el
grupo formado por ácido
1-hidroxietiliden-1,1-difosfónico,
ácido
1-aminoetano-1,1-difosfónico,
ácido aminotri(metilenfosfónico), ácido etilen diamino
tetra(metilenfosfónico), ácido hexametilen diamino
tetra(metilenfosfónico), ácido dietilentriaminodifosfónico,
ácido N,N-dimetil aminodimetil difosfónico, ácido
aminometil difosfónico o sus sales, preferiblemente sales de sodio.
Coloides protectores útiles incluyen compuestos de estaño, como
estannatos de metales alcalinos, particularmente estannato sódico
[Na_{2}(Sn(OH)_{6}]. Eliminadores útiles
de radicales incluyen ácidos piridinacarboxílicos, como ácido
piridina-2,6-dicarboxílico. De
manera apropiada, la cantidad de iones cloruro se encuentra por
debajo de 50 mmoles/litro, preferiblemente por debajo de alrededor
de 5 mmoles/litro y del modo más preferido por debajo de alrededor
de 0,5 mmoles/litro.
En caso de utilizar ácido sulfúrico como
alimentación, es preferible que la concentración sea de alrededor
de 70 a alrededor de 96% en peso, y del modo más preferido de
alrededor de 75 a alrededor de 85% en peso y preferiblemente a una
temperatura de alrededor de 0 a alrededor de 80ºC, y del modo más
preferido de alrededor de 20 a alrededor de 60ºC, ya que de este
modo es posible operar el proceso de forma considerablemente
adiabática. Preferiblemente se introduce de alrededor de 2 a
alrededor de 6 kg de H_{2}SO_{4}, y del modo más preferido de
alrededor de 3 a alrededor de 5 kg H_{2}SO_{4} por cada kg de
ClO_{2} producido. De manera alternativa, se puede utilizar la
cantidad equivalente de otro ácido mineral.
La reacción neta resultante de la generación de
dióxido de cloro se puede describir mediante la fórmula:
El mecanismo exacto es complejo y se cree que
implica una primera reacción entre clorato y cloruro (incluso si no
se añade por separado, siempre está presente en cantidad suficiente
como impureza en el clorato) para dar dióxido de cloro y cloro,
seguida de una reacción de cloro con agua oxigenada para dar de
nuevo cloruro. No obstante, teniendo en cuenta la reacción neta,
normalmente el agua oxigenada es considerada agente reductor que
reacciona con los iones clorato.
La reducción de iones clorato para dar dióxido
de cloro da lugar a la formación de una corriente producto en el
reactor, que normalmente comprende tanto un líquido como una espuma
y que contiene dióxido de cloro, oxígeno y, en la mayoría de los
casos, algunas sustancias químicas de alimentación que permanecen
sin reaccionar. El dióxido de cloro y el oxígeno pueden estar
presentes disueltos en el líquido y en forma de burbujas de gas.
Cuando se emplean como sustancias químicas de alimentación clorato
de metal y un ácido mineral, a continuación la corriente producto
da lugar a dióxido de cloro y oxígeno, contiene una sal de metal del
ácido mineral y normalmente también algún clorato de metal restante
y ácido mineral. Se ha comprobado que es posible lograr un grado de
conversión de iones clorato para dar dióxido de cloro de alrededor
de 75% a 100%, preferiblemente de alrededor de 80 a 100% y del modo
más preferido de 95 a 100%.
\newpage
De manera apropiada, la temperatura en el
reactor se mantiene por debajo del punto de ebullición de los
reactantes y de la corriente producto a la temperatura
predominante, preferiblemente de alrededor de 20 a alrededor de
80ºC, y del modo más preferido de alrededor de 30 a alrededor de
60ºC. De manera apropiada, se mantiene la presión en el interior
del reactor en condiciones ligeramente subatmosféricas,
preferiblemente de alrededor de 30 a alrededor de 100 kPa
absolutos, y del modo más preferido de alrededor de 65 a alrededor
de 95 kPa absolutos.
El reactor puede comprender uno o varios
recipientes, dispuestos por ejemplo verticalmente, horizontalmente
o inclinados. Los reaccionantes se pueden alimentar al reactor
directamente o mediante un dispositivo mezclador independiente.
Convenientemente el reactor es preferiblemente una tubería o
recipiente sustancialmente tubular de flujo continuo y lo más
preferiblemente comprende medios para mezclar los reaccionantes de
modo sustancialmente uniforme. Dichos medios pueden comprender un
disco o similar provisto de aberturas y colocado en el interior del
reactor, introduciéndose el clorato de metal y el agua oxigenada
aguas abajo del disco, al tiempo que se introduce un ácido aguas
arriba del disco, se fuerza el flujo a través de las aberturas y
posteriormente se mezcla con el clorato de metal y el agua
oxigenada. Se ha comprobado que dicha configuración aporta una
mezcla uniforme y una operación estable al proceso, así como también
capacidad para variar la velocidad de producción mientras que se
mantiene la eficiencia química, en particular en reactores colocados
considerablemente en vertical, con dirección de flujo principal
ascendente. No obstante, también es posible simplemente introducir
uno de los reactantes, por ejemplo el ácido, en el interior de la
tubería de alimentación de otro reactante o mezcla de reactantes,
por ejemplo una mezcla de clorato de metal y agua oxigenada.
Preferiblemente, la longitud del reactor (en la
dirección de flujo principal) usado es de alrededor de 50 a
alrededor de 800 mm, y del modo más preferido de alrededor de 350 a
alrededor de 650 mm. Se ha comprobado que resulta favorable emplear
un reactor considerablemente tubular con un diámetro interno de
alrededor de 25 a alrededor de 300 mm, preferiblemente de alrededor
de 70 a alrededor de 200 mm. Resulta particularmente favorable
utilizar un reactor considerablemente tubular que tenga un relación
preferida de longitud con respecto a diámetro interno de alrededor
de 12:1 a alrededor de 1:1, y del modo más preferido de alrededor de
8:1 a alrededor de 4:1. En la mayoría de los casos el tiempo de
permanencia medio en el reactor es de alrededor de 1 a alrededor de
1000 segundos, preferiblemente de alrededor de 2 a alrededor de 40
segundos.
El eductor crea una fuerza de succión que
arrastra la corriente producto, que incluye cualquier líquido, gas
terminal de espuma que se encuentre en él, con el fin de provocar el
flujo en el interior del eductor y mezclar con el agua motriz para
formar una disolución diluida que contenga dióxido de cloro. Se
fuerza el flujo del agua motriz de manera, al menos parcialmente,
espiral o helicoidal empleando los medios apropiados, tal como un
dispositivo alabeado, acanaladuras internas o similar, que puede ser
integral o independiente de la boquilla y que puede estar dispuesto
en su interior o aguas arriba. La boquilla puede ser de cualquier
tipo y puede comprender uno o varios orificios.
De manera apropiada el eductor puede además
comprender, en la dirección de flujo de la boquilla, una cámara de
succión, a cuyo interior se transfiere la corriente producto
procedente del reactor y un dispositivo venturi, a través del cual
se extrae en su caso la disolución acuosa diluida que contiene
dióxido de cloro. También pueden utilizarse eductores con más de
una boquilla.
Se ha comprobado que el flujo, al menos
parcialmente, espiral o helicoidal del agua motriz aumenta la
capacidad de producción de dióxido de cloro para un flujo dado de
agua motriz, permitiendo de este modo la obtención de una
disolución producto con mayor concentración de dióxido de cloro que
la que se obtenía anteriormente mediante separación de gas de
dióxido de cloro a partir del medio de reacción y posterior
absorción en agua, etapas que no es necesario llevar a cabo en la
presente invención. De este modo, es posible producir disoluciones
acuosas que contienen de alrededor de 1 a alrededor de 4 g/litro de
dióxido de cloro, preferiblemente de alrededor de 1,5 a alrededor
de 3,5 g/litro de dióxido de
cloro.
cloro.
El proceso de la invención resulta
particularmente apropiado para la producción de dióxido de cloro a
pequeña escala, por ejemplo de alrededor de 0,1 a alrededor de 100
kg/h, preferiblemente de alrededor de 0,1 a alrededor de 50 kg/h en
el reactor. Para muchas aplicaciones, se prefiere una velocidad de
producción de dióxido de cloro de alrededor de 0,1 a alrededor de
25 kg/h, y del modo más preferido de alrededor de 0,5 a alrededor
de 10 kg/h en el reactor. Normalmente, una unidad típica de
producción a pequeña escala incluye un único reactor, aunque es
posible colocar varios, por ejemplo hasta alrededor de 15 o más
reactores en paralelo, por ejemplo un haz de tubos.
La invención además se refiere a un aparato para
producir dióxido de cloro de acuerdo con el proceso descrito
anteriormente. El aparato comprende un reactor provisto de tuberías
de alimentación para iones clorato, agua oxigenada y ácido, estando
el reactor conectado a un eductor provisto de una boquilla para agua
motriz y medios para provocar que el agua motriz fluya a través del
eductor de forma, al menos parcialmente, espiral o helicoidal. El
reactor y el eductor están fabricados de materiales resistentes al
agua oxigenada, clorato de sodio, ácido sulfúrico y dióxido de
cloro.
Realizaciones preferidas del aparato resultan
evidentes a partir de la descripción anterior del proceso y de la
siguiente descripción referida a los dibujos. No obstante, la
invención no se encuentra limitada a las realizaciones mostradas en
los dibujos y abarca muchas otras variantes dentro del alcance de
las reivindicaciones.
La Fig. 1 muestra un diagrama de proceso
esquemático de la presente invención. La Fig. 2 muestra
esquemáticamente un reactor. La Fig. 3a y 3b muestran
esquemáticamente un eductor y medios para provocar que el agua
motriz fluya de forma, al menos parcialmente, espiral o
helicoidal.
\vskip1.000000\baselineskip
En referencia a la Fig. 1, se introduce ácido
sulfúrico en el reactor tubular 3 dotado de insuflación de aire
vertical a través de la tubería de alimentación 1 y una disolución
acuosa pre-mezclada de clorato de sodio y agua
oxigenada a través de la tubería 2. En el reactor 3, se mezclan las
corrientes de alimentación y se hacen reaccionar para formar una
corriente producto de líquido, espuma y gas que comprende dióxido de
cloro, oxígeno, sulfato de sodio y algo de ácido sulfúrico y
clorato de sodio restantes. Se introduce agua motriz en el eductor
6 a través de la tubería de alimentación 5 y se genera una presión
ligeramente sub-atmosférica que provoca la salida
de la corriente producto al exterior del reactor 3 a través de la
tubería 4 hacia el interior del eductor 6, donde se mezcla con el
agua motriz para dar lugar a la formación de una disolución
producto acuosa diluida. Esta disolución diluida contiene dióxido de
cloro y el otro componente procedente del reactor 3 y es extraída
en forma de producto final a través de la tubería 8. El sistema de
control de proceso que incluye un Controlador Lógico Programable
(PLC), un analizador 9 de dióxido de cloro, un transmisor de
presión (PT) y un transmisor de flujo (FT), controla las bombas de
alimentación 10 para la entrada de sustancias químicas en el
reactor 3 y para la entrada de agua motriz en el eductor 6.
En referencia a la Fig. 2, se coloca un disco de
distribución 21 provisto de aberturas en la parte inferior del
reactor 3, pero encima de la entrada de la tubería de alimentación 1
de ácido sulfúrico. La tubería de alimentación 2 de clorato de
sodio pre-mezclado y disolución de agua oxigenada
termina en una boquilla de distribución 20 colocada en el centro
del corte transversal del reactor, justo encima del disco de
distribución. A continuación, se pulverizan las disoluciones de
clorato de sodio y de agua oxigenada sobre el corte transversal en
el interior del reactor 3, al tiempo que el ácido sulfúrico fluye en
sentido ascendente a través de las aberturas del disco de
distribución y se mezcla con el clorato de sodio y agua oxigenada,
por encima del disco de distribución 21. Una vez que se ha
producido la mezcla, comienza la reacción generadora de dióxido de
cloro y se crea la corriente producto de líquido, espuma y gas,
corriente que es extraída a través de la salida 22 en la parte
superior del reactor 3.
En referencia a las Figs. 3a y 3b, el eductor 6
comprende una cámara de succión 25, una boquilla de orificio 26 con
un inserto 27 (mostrado en la Fig. 3b en una vista a través de la
boquilla) que comprende dispositivos alabeados 28 y una sección de
venturi 29. Se suministra agua motriz desde la tubería de
alimentación 5 a través de la boquilla 26 y del inserto 27. Los
dispositivos alabeados 28 del inserto 27 provocan que el agua fluya
de forma, al menos parcialmente, espiral o helicoidal a través de la
cámara de succión 25, donde se mezcla con la corriente producto que
fluye a través de la tubería 4 del reactor 3 (véase Fig. 1) para
formar una disolución que contiene dióxido de cloro diluido que
abandona el eductor 6 a través de la sección de venturi 29. El
flujo a través del eductor crea una presión subatmosférica
suficiente para provocar que la corriente producto procedente del
reactor fluya hacia el interior del eductor.
De manera apropiada, el equipamiento del
proceso, incluido el reactor 3 y el eductor 6, están fabricados de
materiales resistentes al agua oxigenada, clorato de sodio, ácido
sulfúrico y dióxido de cloro. Dichos materiales incluyen, por
ejemplo, vidrio, tántalo, titanio, plástico reforzado con fibra de
vidrio, plásticos fluorados, como PCDF [poli(fluoruro de
vinilideno)], CPCV [poli(cloruro de vinilo)], PTFE
[poli(tetrafluoroetileno)], PFA (polímero de
perfluoroalcoxi), ECTFE (etilenclorotrifluoroetileno) o FEP
(etileno-propileno fluorado), o el uso de estos
materiales como material de recubrimiento de un material
estructural, como acero o acero inoxidable. Plásticos fluorados
apropiados se comercializan bajo las marcas Kynar®, Teflon® o
Halar®.
La invención se ilustra con más detalle por
medio del siguiente ejemplo.
\vskip1.000000\baselineskip
Se produjo dióxido de cloro de acuerdo con la
invención en el aparato mostrado en las Figuras. Se introdujo de
forma continua en un reactor tubular 3 vertical de diámetro interno
75 mm y longitud 610 mm ácido sulfúrico al 78% en peso y una
disolución acuosa de 40% en peso de clorato de sodio y 10% en peso
de agua oxigenada, estabilizada con un agente complejante basado en
ácido fosfónico. Se mantuvo el reactor a una temperatura de
alrededor de 40-50ºC y una presión absoluta de
alrededor de 84 kPa (alrededor de 17 kPa por debajo de presión
atmosférica), creándose la presión sub-atmosférica
proporcionando un eductor 6 con agua motriz a una presión absoluta
de 790 kPa.
A modo de comparación, se produjo dióxido de
cloro de la misma forma con la única excepción de que el eductor
empleado no comprendía ningún inserto para la boquilla, lo que
significaba que el agua motriz fluía de forma, al menos
parcialmente, espiral o helicoidal.
\newpage
Los resultados se muestran en la tabla
siguiente:
Parece que el proceso de la invención aporta un
aumento importante tanto en la velocidad de producción de ClO_{2}
como en la concentración de ClO_{2} en la disolución de producto
final que se extrae del eductor.
Claims (18)
1. Un proceso para producir dióxido de cloro de
forma continua que comprende las etapas de:
introducir iones clorato, ácido y agua oxigenada
en forma de disoluciones acuosas en un reactor;
reducir los iones clorato en el reactor hasta
dióxido de cloro, dando lugar de este modo a la formación de una
corriente producto en el reactor que contiene dióxido de cloro;
introducir agua motriz en un eductor que
comprende una boquilla;
hacer fluir el agua motriz a través de la
boquilla y provocar que fluya a través del eductor de forma, al
menos parcialmente, espiral o helicoidal, en el que el eductor crea
una fuerza de succión que hace fluir la corriente producto desde el
reactor hasta el interior del eductor, provocar la mezcla con el
agua motriz y de este modo dar lugar a la formación de una
disolución acuosa diluida que contiene dióxido de cloro, y;
extraer del reactor la disolución acuosa diluida
que contiene dióxido de cloro.
2. El proceso de la reivindicación 1, en el que
se provoca que el agua motriz fluya a través del eductor de forma
considerablemente espiral o helicoidal.
3. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-2, en el que se provoca que el
agua motriz fluya de forma, al menos parcialmente, espiral o
helicoidal, por medio de dispositivos alabeados colocados en el
interior o aguas arriba de la boquilla del eductor.
4. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-2, en el que se provoca que el
agua motriz fluya de forma, al menos parcialmente, espiral o
helicoidal, por medio de acanaladura en la parte interna o aguas
arriba de la boquilla del eductor.
5. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que el eductor comprende
además, en la dirección de flujo de la boquilla, una cámara de
succión, a cuyo interior se transfiere la corriente producto
procedente del reactor, y una sección venturi, a través de la cual
se extrae la disolución acuosa diluida que contiene dióxido
de
cloro.
cloro.
6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-5, en el que se introducen
iones clorato en el reactor en forma de disolución acuosa que
comprende un clorato de metal y se introduce el ácido en el reactor
en forma de ácido mineral.
7. El proceso de la reivindicación 6, en el que
el ácido mineral es ácido sulfúrico.
8. El proceso de la reivindicación 6, en el que
se introducen en el reactor clorato de metal alcalino y agua
oxigenada en forma de disolución acuosa
pre-mezclada.
9. El proceso de la reivindicación 8, en el que
la disolución acuosa pre-mezclada comprende de
alrededor de 1 a alrededor de 6,5 moles/litro de clorato de metal
alcalino, de alrededor de 1 a alrededor de 7 moles/litro de agua
oxigenada, al menos un coloide protector, un captor de radicales o
un agente complejante basado en ácido fosfónico y que tiene un pH
de alrededor de 0,5 a alrededor de 4.
10. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, en el que la cantidad de iones
cloruro que se introduce en el reactor está por debajo de 1% molar
de Cl^{-} del ClO_{3}^{-}.
11. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, en el que la corriente de
producto del reactor que contiene dióxido de cloro comprende un
líquido y una espuma.
12. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, en el que se mantiene la
temperatura en el interior del reactor de alrededor de 30 a
alrededor de 60ºC.
13. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-12, en el que se mantiene una
presión absoluta en el interior del reactor de alrededor de 30 a
alrededor de 100 kPa.
14. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-13, en el que el reactor es una
tubería o recipiente con aire insuflado considerablemente
tubular.
15. El proceso de la reivindicación 14, en el
que el reactor está colocado considerablemente en forma
vertical.
16. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 14-15, en el que el reactor
comprende un disco o similar provisto de aberturas y dispuesto en
el interior del reactor, y se alimenta un clorato de metal y agua
oxigenada aguas abajo del disco, al tiempo que se alimenta ácido
aguas arriba del disco y se hace fluir a través de las aberturas y
posteriormente se mezcla con el clorato de metal y el agua
oxigenada.
17. El proceso de la reivindicación 15, en el
que la dirección principal de flujo es en sentido ascendente.
18. Un aparato para producir dióxido de cloro de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
1-17, que comprende un reactor provisto de tuberías
de alimentación para iones clorato, agua oxigenada y ácido, estando
el reactor conectado a un eductor provisto de un boquilla para agua
motriz y medios para provocar que el agua motriz fluya a través del
eductor de forma, al menos parcialmente, espiral o helicoidal, para
crear una fuerza de succión que provoque el flujo de la corriente
producto desde el reactor hacia el interior del eductor, la mezcla
con el agua motriz, en el que el reactor y el eductor están
fabricados de materiales resistentes al agua oxigenada, clorato de
sodio, ácido sulfúrico y dióxido de cloro.
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