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二氧化氯发生器中用亚氯酸钠生成二氧化氯工艺分析
编辑:山东冠隆药业有限公司   发布时间:2017-05-10

1、生成技术
 

以亚氯酸钠为原料的二氧化氯生产方法统称为高纯发生方法,其二氧化氯发生器被称为高纯二氧化氯发生器。它包含两种:一种是与氯气(可以用HCl和NaClO反应来代替)反应,另一种是与盐酸反应。其反应方程式如下:            

2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl           

5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + H2O         

2NaClO2 + NaClO + 2HCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
           

从反应方程式可见,亚氯酸钠与盐酸反应氯的最大理论转化率只有80%,而与氯气反应氯的最大理论转化率可以达到100%,从而较大程度地节约亚氯酸钠原料用量。由于前几年国内亚氯酸钠原料的价格较高,导致二氧化氯的生产成本较高,推广应用较慢。然而目前随着技术的改进,亚氯酸钠的生产成本大副下降,而且市场上还有25%亚氯酸钠溶液供应,它更经济更安全。以亚氯酸钠为原料所产生的消毒剂中二氧化氯含量较高,一般在90%以上,该法已在发达国家已广泛应用。

 

2、工艺优劣
 

从反应方程式可见亚氯酸钠反应转化成二氧化氯,无氯气的产生,从而较大程度地节约亚氯酸钠原料的用量,潜在的副产物气体是氯气,其含量不足5%,其它的杂质离子在发生器的设计中可以得到很好的控制。实测二氧化率转化效率达95%以上。其系统都具有工艺简单、不需加温、设备容易操作及维护、产物中的二氧化氯纯度高达95%以上等优点。国外的二氧化氯发生器都是采用亚氯酸钠工艺,因为该工艺在反应柱中负压下瞬间反应完全,不需要盐酸过量,可能的副产物是亚氯酸根离子(ClO2-)和氯酸根离子ClO3-因为高纯二氧化氯发生器的投加量很低,所以这些副产物离子还不足以影响人体健康。

 

3、工艺副产物
 

对二氧化氯(ClO2)和其无机副产物ClO2-和ClO3-的毒性问题国内外学者已经进行了大量的研究。氯酸钠工艺由于反应不完全,导致大量的氯酸根离子进入水中,即使投加量很低也会使水中该指标偏高,而且其中的氯气副产物跟水中有机物反应会产生三氯甲烷等致癌有机物,直接危害健康。
          

通过实验测定亚氯酸钠工艺出口处的二氧化氯溶液,结果表明亚氯酸根离子(ClO2-)和氯酸根离子ClO3-的含量很低,二氧化氯纯度在95%以上。因此,在常规的水消毒浓度范围内,它们不会对人体造成不良影响,而且通过合理的优化,可以使它们在配水系统中的浓度降低到最小浓度。           
 

无论哪种工艺,在饮用水消毒中都要求二氧化氯的纯度大于90%以上,在实际应用中才能减少和控制三氯甲烷等致癌有机物的生成;美国环境保护署(USEPA)则明确要求二氧化氯发生器生产二氧化氯的纯度最少要大于95%。可见,在饮用水消毒中高纯二氧化氯发生器较复合二氧化氯发生器更适合。


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