合成氧化剂的设备.pdf

在此公开了一种合成高铁酸盐的设备，包括多个容纳起始物的容器102；测量所述起始材料的剂量的测量单元；将所述测定剂量的所述起始材料混合的混合器；反应室，在其中所述被混合的起始材料发生反应，从而生成高铁酸盐；以及排放器，从中获得所述高铁酸盐；其中所述排放器位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。

1、  一种合成高铁酸盐的设备，包括：
至少一个容纳起始材料的容器；
测量所述起始材料的剂量的测量单元；
混合起始材料的混合器；
反应室；以及
排放器；
其中所述排放器位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。

2、  根据权利要求1所述的设备，其中所述多个容器包括三个容器。

3、  根据权利要求2所述的设备，其中一个容器用来容纳铁盐、氧化剂和碱的每一个。

4、  根据权利要求3所述的设备，其中所述铁盐从下组中选择：硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、溴化铁、溴化亚铁、硫氰酸铁、硫酸亚铁、磷酸铁、磷酸亚铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、氧化铁、氧化亚铁、碳酸氢铁、碳酸氢亚铁、碳酸铁、以及碳酸亚铁。

5、  根据权利要求3所述的设备，其中所述铁盐是氯化铁。

6、  根据权利要求3所述的设备，其中所述氧化剂包括以下中的至少一种：亚盐离子、岩盐离子、次卤酸根离子、全卤酸根离子、臭氧、过氧化单硫酸钾盐、单过硫酸氢钾盐、卤素、过氧化物、超氧化物、高酸、高酸盐、以及卡罗酸。

7、  根据权利要求3所述的设备，其中所述氧化剂是次氯酸钠。

8、  根据权利要求3所述的设备，其中所述碱从下组中选择：氢氧化物、氧化物、磺酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、氢硫化物、磷酸盐、醋酸盐、重碳酸盐、以及碳酸盐。

9、  根据权利要求3所述的设备，其中所述碱是氢氧化钠。

10、  根据权利要求1所述的设备，其中所述测量单元包括流量计。

11、  根据权利要求1所述的设备，其中所述测量单元包括天平，在将各起始材料引入到所述反应室之前，所述天平测量各起始材料的重量。

12、  根据权利要求1所述的设备，其中所述混合器包括至少一个喷射器。

13、  根据权利要求1所述的设备，其中所述混合器包括至少一个机械混合器304。

14、  根据权利要求1所述的设备，其中所述反应室包括反应容器和反应回路。

15、  根据权利要求1所述的设备，还包括所述反应室内的浓度测量单元。

16、  根据权利要求15所述的设备，其中所述浓度测量单元是分光光度计。

17、  根据权利要求1所述的设备，还包括温度控制单元。

18、  根据权利要求17所述的设备，其中所述温度控制单元包括热交换器。

19、  一种合成高铁酸盐的设备，包括：
至少一个容纳起始材料的容器；
测量所述起始材料的剂量的装置；
混合所述起始材料的装置；
反应室；以及
排放器；
其中所述排放器位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。

20、  一种合成高铁酸盐的设备，包括：
容纳起始材料的装置；
测量所述起始材料剂量的装置；
混合所述起始材料的装置；
使所述起始材料发生反应从而生成高铁酸盐的装置；以及
将所述高铁酸盐从设备中清除的装置；
其中所述清除装置位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。

合成氧化剂的设备
技术领域
本发明涉及一种用来配制溶液中的氧化剂的设备。更具体地，本发明涉及一种合成高铁酸盐的设备。
背景技术
高铁酸盐是一种强氧化剂，可以与多种无机的或有机的还原剂和基质发生反应(R.L.Bartzatt，J.Carr，Trans.Met.Chem.，第11卷(110)，414-416页(1986)；T.J.Audette，J.Quail，和P.Smith，J.Tetr.Lett.，第2卷，279-282页(1971)；D.Darling，V.Kumari，和J.BeMiller，J.Tetr.Lett.，第40卷，4143页(1972)；以及R.K.Murmann和H.J.Goff，J.Am.Chen.Soc.，第93卷，6058-6065页(1971))。高铁酸盐可以在合成有机物研究中用作选择性的氧化剂，能够氧化/清除来自水介质和非水介质的各种有机和无机化合物，并能够消除水介质和非水介质中的许多污染物。
高铁酸盐尤其适合于水处理，因为它提供了将高铁酸盐从溶液中自我清除的合适机理。在所有的氧化反应中，最终的铁产物都是形成氢氧化低聚物的无毒高铁离子。最终，形成絮结物和沉淀物，它们将悬浮的颗粒物质清除。
因此，高铁酸盐的使用为目前的水、废水和污水处理方法提供了一种安全、便利、通用且便宜有效的替代方法。在这点上，高铁酸盐是一种环保氧化剂，是其他氧化剂的可行替换品，尤其是铬酸盐和氯，它们对环境有影响。氧化铁，通常被认为是铁锈，是高铁酸盐还原反应的铁产物。因此，高铁酸盐具有“对环境安全”的氧化物的特性。虽然高铁酸盐的氧化反应看起来与因MnO₄^-和CrO₄^2-而被人们所知的那些类似，但是高铁酸盐在其氧化过程中，表现出更高的官能团选择性，所述更高的官能团选择性在其氧化中具有更高的反应速率，且通常会反应生成更干净的反应产物。
公开号为No.2002/0155044A1、2002年10月24日公开、标题为“合成氧化剂的方法及其运用”的美国专利申请，描述了生成高铁酸盐的过程以及使用高铁酸盐的方法。该公开出版物也描述了可用来合成高铁酸盐的通用设备。但是，在该技术中需要靠近使用地点的、合成高铁酸盐的有效设备。
发明内容
在此公开了一种配制设备，更具体地，公开了一种合成高铁酸盐的设备。在一个实施例中，所述设备包括至少一个容纳起始物的容器；测量所述起始物的剂量的测量单元；用来混合所测剂量的所述起始物的混合器；反应室，在其中所述被混合的起始物发生反应，从而生成高铁酸盐；以及排放器，从中获得所述高铁酸盐；其中所述排放器最好是位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。
图1示出了本发明的设备的实施例中的系统，通过该系统将给入的反应物引进本发明的设备中。
图2示出了本发明的设备实施例中的测量室。
图3示出了混合室的实施例。
图4示出了反应室的实施例。
图5示出了温度控制单元的实施例。
图6示出了本发明的设备的实施例。
本发明公开了一种合成高铁酸盐的设备。该设备能合成高铁酸盐，并可用来最优化地执行公开号为2002/0155044A1、2002年10月24日公开、标题为“合成氧化剂及其运用的方法”的美国专利申请的过程和方法，该美国专利申请被全文引用合并在此，包括所有的附图。
在某些实施例中，所公开的设备位于靠近使用地的生成地。如在此使用的术语“生成地”指的是生成高铁酸盐的设备所位于的地点。在此示例的一个实施例中，生成地包括生成高铁酸盐的反应室。术语“使用地”或“处理地”指的是高铁酸盐与即将被它氧化、合成、消毒、清洁、电镀、压缩、吸附、沉淀或凝结的对象地接触地。
通常在此可互换地使用术语“极接近”和“接近”。这些术语用来指生成地和使用地的相对位置。当这两个地点之间的距离允许高铁酸盐在其分解半衰期中通过该距离时，这两个地点彼此靠近。分解“半衰期”被看作是一半材料进行分解所花费的时间。任何给定高铁酸盐合成物的半衰期都取决于生成和/或存储高铁酸盐的条件。因此，例如，温度、碱的浓度、氧化剂的浓度、杂质的存在、或搅拌都容易影响高铁酸盐合成物的半衰期。但是，本技术领域的人员可使用常规的技术来轻松测量半衰期。因此，在交付时当使用地的高铁酸盐的浓度等于或者大于生成地的高铁酸盐浓度的一半时，生成地就“靠近”使用地。根据半衰期和交付所要求的时间来定义生成地和使用地之间的距离，而不仅仅是根据物理位移。因此极靠近的生成地和使用地之间的物理位移可随着两个地点之间待交付的高铁酸盐合成物的半衰期以及交付合成物的速率而变化。因此，影响高铁酸盐传输速率的因素和影响半衰期的因素都会影响两个极靠近地点所允许的最大物理位移。影响高铁酸盐传输速率的因素包括但不限于传输中所使用的泵产生的压力、传输中所使用的管道的温度、以及传输中所使用的管道的尺寸。
在某些实施例中，所公开的设备生成包括铁盐和氧化剂的反应混合物。“铁盐”指的是包括处于氧化态而不是零的铁原子的化合物。本发明的方法所使用的铁盐可以在原处生成，也就是，在将元素铁引入到混合室之前将它化学氧化或电化学氧化，或者在混合室内进行氧化。铁盐中的铁原子的氧化态大于零，最好是+2或+3，虽然这种氧化态在铁原子从其起始氧化态转换到最终的+4或更高的氧化态过程中只是暂时实现的。
在某些实施例中，铁盐处于水溶液中。但是，本发明的实施例包括铁盐溶于溶剂而不是水中的那些实施例。较佳地，溶解铁盐的溶剂是出现氧化剂或高铁酸盐不会进行氧化的溶剂。在某些实施例中，所公开的铁盐是固态、结晶态、或者粉末状，溶解在包括氧化剂的溶液中。在某些的实施例中，铁盐以固态、结晶态、或者粉末状被提供并溶解在包括氧化剂的溶液中，在其它的实施例中，氧化剂和铁盐以固态、结晶态、或者粉末和水或者其它溶剂被提供添加到其混合物中。
在某些实施例中，可从下组中选择铁盐，该组包括硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、溴化铁、溴化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、磷酸铁、磷酸亚铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、氧化铁、氧化亚铁、碳酸氢铁、碳酸氢亚铁、碳酸铁、碳酸亚铁、以及与有机化合物结合的铁或亚铁离子，例如乙二胺四乙酸(EDTA)或聚合体、或者其组合。预期所有不同形式的铁和亚铁氧化物都可用在本发明的方法中。
“氧化剂”是一种氧化其它化合物、自身降价的化合物。在某些实施例中，氧化剂包括以下中的至少一种：亚盐离子、岩盐离子、次卤酸根离子、全卤酸根离子、臭氧、过硫酸氢钾制剂、卤素、过氧化物、超氧化物、高酸、高酸盐、以及卡罗酸(Caro’s acid)或者它们的组合。在本说明书中，术语“OXONE”指的是过氧化单硫酸钾盐或者单过硫酸氢钾，或者它们的混合物。
其它的实施例包括但不限于包括从下组中选择的亚盐离子的氧化剂，该组包括次氯酸盐离子、次溴酸盐离子、以及次碘酸盐离子。在本发明的其它实施例中，氧化剂包括从下组中选择的岩盐离子，该组包括亚氯酸盐离子、亚溴酸盐离子、以及亚碘酸盐离子。在本发明的其它实施例中，氧化剂包括从下组中选择的卤酸盐离子，该组包括氯酸盐离子、溴酸盐离子、以及碘酸盐离子。本发明的某些其它实施例包括从下组中选择的全卤化盐离子的氧化剂，该组包括高氯酸盐离子、过溴酸盐离子、以及高碘酸盐离子。
在某些实施例中，生成高铁酸盐的方法包括向混合物中添加碱。所述碱包括氮盐基或从下组中选择的离子：氢氧化物、氧化物、磺酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、氢硫化物、磷酸盐、醋酸盐、重碳酸盐、以及碳酸盐或者它们的组合。“氮盐基”从无环氨和环状氨中选择。氨盐基的例子包括但不限于，氨水、氨基化合物、甲胺、羟氨、三甲胺、三甲基胺、三乙胺、三乙基胺、苯胺、四氢化吡咯、氮杂环己烷、以及嘧啶，或者它们的盐。
根据本发明的一个实施例，图1示出了将给入的反应物引进本发明的设备中的系统。提供了多个容器102来存储即将在合成高铁酸盐时使用的给料。图1示出了本发明的一个实施例，其中需要三个容器102，分别容纳铁盐、氧化剂和碱。但是在本发明的实施例中也可以使用多于三个或少于三个容器102。例如，在某些实施例中，不使用碱，因此仅需要两个容器102。在其它的实施例中，铁盐为固态，因此不需要容纳铁盐的容器102。类似地，在某些实施例中，在合成过程中使用附加的试剂，因此，使用附加的容器102。
各容器102连接到软管或者导管108上。在本说明书全文中，“软管”或“导管”可互换使用。“软管”或“导管”管道，通过它材料，例如起始物或反应混合物或产物从设备的一个部分流到设备的另一个部分。本发明的设备的软管或导管可以是柔性的或刚性的，可使用本技术领域的任何已知材料制造，例如金属，如铝、钢、铜或类似物，或者聚合物，如塑胶、PVC、聚乙烯或类似物或者橡胶。
软管108与泵104相连，泵104将试剂从容器102中抽出，送入本发明的设备中。泵104可以是手动泵或自动泵。在某些实施例中，泵104配备有流量计，该流量计能够测量通过它的流体体积。在其它的实施例中，泵104配备有电子信号设备，该电子信号设备既能显示通过它的流体体积，也能将体积信息发送到设备的控制部分内的处理器，如下文所述。本技术领域已知的有各种自动和手动泵，可用在本发明的设备中。
软管108可以非常短，因此泵104连接到容器102上。在这些实施例中，软管108接入容器102，从而将容纳在其中的材料清除。在其它的实施例中，软管108有几英寸或及英尺长，因此泵104距离容器102较远。因此，在某些实施例中，几个泵104可位于设备内的一个位置，每一个都通过软管108与容器102相连。在其它的实施例中，每个泵104直接连接到容器102上。
流经泵104的流体通过软管110输送到混合室202(图2)。在某些实施例中，阀106可控制通过软管110的流量。在其它的实施例中，在泵104与混合室202之间的路径上没有出现阀106。
各容器102也可配备软管114，可通过软管114将附加的材料引入到容器102中。因此，在一个实施例中，本发明的设备整体都位于盒体内，软管114的开口最好从盒体中突出，以允许设备的操作者在使用设备的过程中、当起始材料耗尽时，向各容器102中添加更多起始材料。
另外，各容器102包括排放器112，排放器112最好便于从容器102中清除材料。较佳地，被清除的材料不会被引入到设备中。排放器112可以带有阀，该阀可手动操作或自动操作。
本发明的某些实施例包括其中提供了测量室的那些实施例。测量室在图2中示出。在这个实施例中，试剂被泵104从容器102中抽出，流过导管110和可选的阀106，流过导管208，流入容器202。容器202可以设有多个开口206，允许材料进入容器。开口206可位于容器202的顶部，或者位于容器202的侧部。在某些实施例中，开口206位于容器202的底部。
在某些实施例中，容器202可以设有其它的开口218，开口218通过导管或风管220与外界相连。导管或风管220可以配备风扇。开口218及其相关的导管或风管220的目的是将任何有害的气体或气味从容器202及其附近清除。
在某些实施例中，容器202位于天平204上。当材料被添加到容器202中时，天平204测量所添加的材料的重量。操作者可根据多种因素计算各种特殊的合成中需要添加多少起始材料，所述因素包括例如，起始物的材料。天平204可以有显示装置，显示所添加材料的重量。天平204也可直接或间接地与泵104进行电子通信，这样在已经输送了预定重量的起始材料后，泵104切断起始材料的流入。
在其它的实施例中，天平204可直接或间接地与阀106或210中的任何一个进行电子通信，从而切断起始材料流入容器202。在其它的实施例中，天平204的读取通过手动完成，当操作者确定足量的起始材料已经被输送到容器202中时，操作者手动停止流入容器202中的材料。容器202也可配备阀212，如果多于期望量的材料被添加到容器202中，阀212可用来使容器202中的材料排出。一旦已经向容器202输送了足够的材料，接下来材料会在本发明的设备中向下传输以进行混合。
在某些实施例中，当泵104配备有流量计时，则不需要容器202和天平204。在这些实施例中，材料直接从泵104中流出、经过导管110、流入混合或反应室。
图3示出了混合室302的实施例。起始材料通过导管110和可选的阀106流入腔室302。腔室302设置有多个开口310，开口310的数量取决于待使用的起始试剂的种类数。在某些实施例中，腔室302可带有大量开口310，从而可适应添加多种试剂。任何不使用的开口310都可被关闭。
与容器202的情况相同，在某些实施例中，容器302可以有另一个开口312，开口312通过导管或风管314与外界连接。导管或风管314可配备有风扇。所述风扇可以是与导管或风管220所连接的相同或不同的风扇。开口312及其相关的导管或风管314的目的是将任何有害的气体或气味从容器302及其附近清除。
容器302还可配备混合器304。混合器304可以是通过旋转混合容器302内的材料的机械混合器。在其它的实施例中，混合器304是搅拌器。在其它的实施例中，混合器304是喷射器。在另外的实施例中，混合器304是槽内混合喷射器、湍流喷嘴、静态混合器、扩散器、分散器、或者文丘里管。机械混合器是本技术领域已知的，且任何机械混合器都落入本发明的范围内。在其它的实施例中，没有混合器304。相反，容器302配备有泵318，泵318可在一处将材料从容器302中清除，在另一处将材料重新引入到容器302中。在泵318的上游可设有阀，例如，阀320，或者在泵318的下游设有阀，例如，阀322，从而更好地控制通过泵的流量。也可采用其它混合模式。
在某些实施例中，容器302配备有温度控制装置。在一个实施例中，温度控制装置是环绕容器302的护套，特定温度的流体，液体或气体，流过该护套，从而将容器302以及容纳在其中的混合物加热或冷却。本技术领域目前已知的或日后研发的温度调节装置均落入本发明的保护范围内。
容器302配备有阀308，如果由于任何原因不需要混合物时，容器302内的反应混合物可通过阀308被排出。否则，反应混合物可流经导管324、流入反应室，导管324可选择性地配备阀306。
如在此所使用的，术语“反应混合物”指的是合成高铁酸盐的起始材料混合在一起以后所获得的混合物。
在某些实施例中，本发明的设备没有混合容器302。在这些实施例中，混合室是导管。例如，导管110汇聚形成导管324。材料流入导管324促使材料混合在一起。在某些实施例中，导管324的内部设置有材料，这些材料可促使导管324内没有这些材料时发生的紊乱的幅度更大。附加的紊乱会促使导管324内的材料混合在一起。
图4示出了反应室的实施例。反应混合物通过导管324和可选择的阀306进入反应室。可使用泵404来将反应混合物吸入反应室。一旦足够量的反应混合物已进入反应室，阀306即可关闭。然后泵404通过反应室使反应混合物循环。
反应室包括反应容器402。容器402配备有多个开口412，开口412的数量取决于设备的特殊配置以及对这些开口的需求。容器402包括至少一个开口412。任何不使用的开口310都可被关闭。
与容器202和302的情况相同，在某些实施例中，容器402可以有另一个开口420，开口420通过导管或风管422与外界连接。导管或风管422可配备有风扇。所述风扇可以是与导管或风管220或314所连接的相同或不同的风扇。开口420及其相关的导管或风管422的目的是将任何有害的气体或气味从容器402及其附近清除。
容器402还可配备混合器410。混合器410可以是机械混合器，如上所述。选择性地，容器402可配备有与泵318类似的泵系统以进行混合。在其它的实施例中，混合器410是喷射器，该喷射器在反应混合物通过其中时促使反应混合物混合。
在一个实施例中，当阀416、418、428和408保持关闭时，阀306和426是打开的。一旦足够量的反应混合物已经进入容器402，阀306关闭，阀408打开，泵404仍然起作用。因此，反应混合物经过阀408、泵404、阀426、开口412、喷射器410，进入容器402，然后再次重复该循环。这种回路可被称为反应回路。在某些实施例中，设有旁通回路，该旁通回路从开口412的上游连接到阀408的下游。一旦使用旁路，可从反应回路中取消容器402，反应回路可包括导管回路。
在一个实施例中，反应室配备有测量装置424，测量装置424可测量反应混合物中的某些成分的浓度。该测量可在任何给定的时刻检测生成的高铁酸盐的浓度、起始材料的浓度、或者溶液中杂质的浓度。测量装置424可位于设备内的任何位置，例如，沿着反应回路，在反应容器内，在排放器432处，或者位于设备内的其它位置。
测量可以是自动的或手动的。在某些实施例中，测量装置424可包括分光光度计，当溶液流过分光分度计时，仪表发出特殊波长的光，所述特殊波长的光通过一部分反应混合物，然后被检测器检测到。然后检测器测量溶液发出或吸收的一个或多个特殊波长。然后将这些值与已知的数据库比较。通过这种比较，可计算溶液内的特殊成分的浓度。使用分光分度计来计算浓度的方法在本技术领域是熟知的。分光分度计可以是IR、拉曼(Raman)、UV、或者可视分光分度计、或者任何本技术领域已知的其它分光分度计。
在另一个实施例中，当溶液流过本发明的设备时，测量装置424可测量溶液的氧化能力。例如，当溶液与还原剂反应时，可化学地测量氧化能力，当溶液被电流还原时，可电化学地测量氧化能力。
也可手动测量一种或多种成分的浓度。在这些实施例中，操作者取出一部分循环溶液，并测量特定成分的浓度。可使用本技术领域已知的技术测量成分的浓度。
在某些实施例中，需要控制反应混合物的浓度。在这些实施例中，阀416和418可打开，从而使反应混合物通过温度控制回路进行循环，如图5所示，其中混合物的温度上升到预定值、或者降低到预定值、或者保持为预定值。
在其它的实施例中，温度调节装置将导管或软管周围的空气加热或冷却，反应混合物通过该导管或软管，从而将反应混合物加热或冷却。在其它的实施例中，温度调节装置是围绕反应室或混合室的护套，特定温度的流体，液体或气体，流过所述护套，从而将反应混合物加热或冷却。本技术领域目前已知的或日后研发的温度调节装置均落入本发明的保护范围内。
在一个实施例中，如图5所示，温度调节装置是热交换装置，冷水或热水循环通过该热交换装置，从而将反应混合物加热或冷却。当阀416和418打开，阀426关闭时，温度控制单元变成反应回路的一部分。反应混合物流过阀416，并通过开口508进入热交换装置516。在此，根据反应混合物与热交换器516之间的温差，反应混合物可升温或冷却。然后反应混合物通过开口510从热交换器516中流出，并通过阀418继续流入反应回路。
在这个实施例中，温度控制单元还包括温度调节器502，温度调节器502可冷却或加热流经它的流体。一旦阀512是打开的，水、空气或任何其它合适的流体即通过导管514进入温度调节器502。一旦温度调节器502内部的流体温度已经通过冷却或加热达到某一预定的温度，接下来流体通过阀518引入到热交换器516。流体通过开口504进入热交换器516，通过开口506流出热交换器516，从而回流到热调节器502。
在某些实施例中，可自动调节反应混合物的温度。例如，设备可沿着反应回路(见图4)设有温度计或者热电偶430。温度计430可位于沿反应回路的任何位置。设备操作者可将温度设置成任何期望的设置。当反应混合物的温度不是所期望的设置时，温度计430可发送使阀415和416打开、阀426关闭的信号。温度调节器502开始打开，直至反应混合物的温度已经达到期望的设置。在这点上，阀415和416自动关闭，阀426打开，从而将温度控制单元从反应回路中除去，或者温度控制单元仍保留在反应回路中，从而保证在操作中保持恒温。
在其它的实施例中，阀415和416以及包括阀426的那部分反应回路不存在。在这些实施例中，温度控制单元是不变的，是构成反应回路的必需的部分。在这些实施例中，如果自动实现温度调节，当需求出现时，温度计430打开温度调节器502。
在其它的实施例中，如果需要，可手动调节温度。在这些实施例中，操作者可监控温度计430，并决定是否需要调节温度。当这样的需求出现时，操作者可通过温度控制单元手动引入反应混合物，从而调节温度。一旦已经达到期望的温度，操作者可手动停止进一步的温度变化。
一旦反应混合物中的高铁酸盐的浓度或者反应混合物的氧化能力已经达到了合适的水平，阀428打开，至少一部分反应混合物从开口432(见图4和图6)处的反应回路中排出。因此，本发明的设备的开口432所处的地点靠近使用地。
图6示出了本发明的设备的实施例。在这个实施例中，设备容纳在盒体或笼体中，主要是为了美观的目的，因此看不到各种导管和软管及容器。各容器102的给料管从容器604中突出。从中获得最终产物的阀428和排放器432也从容器604中突出。
另外，在这个特殊的实施例中，上述的各种排放器，例如112、212和308汇聚在一起，从而形成从容器604中突出的总排放器(未在图6中示出)。因此，如果在设备的操作中，在任何点上需要排放不适合的反应混合物或起始材料，操作者都能够完成，而不会污染排放器432。在其它的实施例中，当污染没有影响时，在此所提及的废弃排放物流入排放器432，这样容器604中只有一个排放器。
如上所述，本发明的某些实施例与本发明的设备自动进行的操作有关。对于这些实施例，在容器604的外部提供控制面板602。控制面板602提供了操作者为控制部分输入数据的方法、以及从控制部分接收数据的方法。控制部分是使设备进行自动处理的部分。
通过控制面板602上的各种输入装置，操作者可控制某些参数。例如，操作者可确定用来合成的各种起始材料的量、反应混合物在反应回路中循环的时间长度或者在反应室中停留的时间长度、高铁酸盐的最终浓度或者反应混合物在排放前的最终氧化能力、反应混合物的温度、或者因合成需要或可能被控制的任何其它参数。操作者也可输入高铁酸盐的合成速率。例如，根据特定的需要，操作者可确定是连续合成高铁酸盐还是分批合成高铁酸盐。如果即将连续合成高铁酸盐，操作者可确定在排放器432处获得高铁酸盐的速率。如果即将分批合成高铁酸盐，操作者可确定分批的次数和/或合成每批之间的时间间隔。
在某些实施例中，可提供单独的控制部分。因此，第一控制部分可控制混合过程，第二部分可控制反应过程。在某些实施例中，单独的控制部分可彼此通信。
在某些实施例中，可以为生产系统的流动速率、温度、压力、以及产量各方面提供单独的控制部分。在某些实施例中，各单独控制部分可彼此通信，从而控制整个系统。
可通过多个不同的用户界面来操作控制部分。用户界面可以是监控器、个人数字助理(PDA)或类似物。用户界面可通过有线/无线通信、局域网(LAN)、广域网、电话连接、因特网、调制解调器、路由器或类似物与生产系统连接。
控制部分可包括用来接收数据和输出命令的至少一个处理器。控制部分可包括软件和硬件。控制部分可包括模/数(A/D)转换器和数/模(D/A)转换器。控制部分可包括数据的获取。
所述控制部分可以预编程，从而产生预期的结果。在一个实施例中，用户可将期望的输出特性输入系统，控制部分控制系统部件产生期望的结果。选择性地，用户可输入溶液成分的质量和温度，从而产生不同的输出。
如上所述，混合部分和反应部分可包括传感器和阀。在某些实施例中，传感器和阀与控制部分通信，从而产生有某些期望特性的最终产物。在某些实施例中，传感器和阀可以是气动的，以机械地控制系统。在某些实施例中，传感器和阀可以是电动的。在某些实施例中，系统可包括气动和电动传感器和阀的组合。
如果使用了一个以上的控制部分，每个控制部分可以有单独的控制面板602。在其它的实施例中，几个控制部分的各输入/输出装置都包括在一个控制面板602中。
在某些实施例中，本发明的设备接收与被氧化产物的状态相关的信息，例如，水处理设备中的流出气/液流。该信息可以由操作者手动输入设备，或者通过产品流上的传感器自动输入设备。在每种情况下，确定产品流是否被高铁酸盐充分作用。如果需要更多的高铁酸盐，信息被传达给本发明的设备，并生成更多的高铁酸盐。如果产品流中引入了过多的高铁酸盐，那么使本发明的设备生成更少的高铁酸盐，或者停止高铁酸盐的生成。
“产品流”的意思是包含待氧化、合成、消毒、清洁、电镀、压缩、吸附、沉淀或凝结对象的物质。
在某些实施例中，两个单独的传感器确定特定产品流所需要的高铁酸盐的量。一个传感器位于高铁酸盐与产品流接触的上游。因此，例如，上游的传感器可位于支流进入使用地的位置或者其上游。上游的传感器确定产品流的特定情况所需要的高铁酸盐的量。
另一个传感器位于高铁酸盐与产品流接触的下游。因此，例如，下游的传感器可位于使用地，或位于支流流出使用地的位置或者其下游。下游的传感器确定进入产品流的高铁酸盐的量是否充足。
在某些实施例中，仅出现一个传感器，即上游或下游的传感器。在其它的实施例中，没有传感器。
在某些实施例中，对产品流进行视觉或化学测量的操作者可手动操作传感器。在其它的实施例中，可自动操作传感器。
在另一个方面，本发明涉及合成高铁酸盐的设备，所述设备包括至少一个容纳起始材料的容器；测量该起始材料的剂量的装置；混合起始材料的装置；反应室；以及排放器；其中该排放器位于靠近该高铁酸盐使用地的地点。
在另一方面，本发明涉及合成高铁酸盐的设备，该设备包括容纳起始材料的装置；测量起始材料剂量的装置；混合起始材料的装置；使该起始材料发生反应从而生成高铁酸盐的装置；以及将高铁酸盐从设备中清除的装置；其中该清除装置位于靠近所述高铁酸盐使用地的地点。
在某些实施例中，“容纳起始材料的装置”包括但不限于，漏斗、罐车、器皿、罐、导管系统、鼓状物、桶、包或者储蓄器。
在某些实施例中，“测量起始材料的剂量的装置”包括但不限于，压力传感器、体积传感器、量筒、重量天平、光学浓度传感器、质量流量计、或者体积流量计。
在某些实施例中，“混合起始材料的装置”包括但不限于，转子-定子、桨状搅拌器、叶状搅拌器、搅动器、分散器、静态极板、静态螺旋、涡轮、泵、喷射混合器、混合阀、叶轮、折流板、喷射器、罐混合喷射器、湍流喷嘴、静态混合器、扩散器、分散器、或者文丘里管。
在某些实施例中，“使起始材料发生反应的装置”包括但不限于，包括漏斗的反应容器、罐车、器皿、罐、导管系统、鼓状物、桶、包或者储蓄器，它们可以此包括蒸发器、热交换器、压缩器、冷凝器、冷却油、加热油或者煮器。
在某些实施例中，“将高铁酸盐从设备中清除的装置”包括但不限于，导管系统、阀、罐、器皿、储蓄器、桶、泵或者排放器。
以上详细描述了本发明的实施例。但是，将会理解，不管以上描述在文字上多么详细，本发明可用多种方法来实现。如上所述，应注意的是，当描述本发明的某些特征时，特定技术的使用不表示应重新定义此处的术语、从而将所述术语限制在本发明与那些术语相关的任何特征或方面的特定特征中。因此应根据附加的权利要求及其任何等同条件来确定本发明的范围。
其它实施例落入权利要求的范围内。