二氧化氯在食品加工中消毒灭菌的应用
二氧化氯是一种高效强氧化剂，具有消毒、灭菌、防腐、除臭、保鲜，漂白等多种功能，现已被广泛应用于食品、医药、纸张、纺织品、空气净化、水处理等方面。在食品加工，尤其是对各种食品的灭菌消毒方面，国内外已经做了比较深入的研究和广泛的应用。
1944年二氧化氯首次作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布城的饮用水。20世纪80年代后期，二氧化氯作为食品消毒剂和饮用水灭菌剂得到了美国农业部(USDA)和美国环境保护局(EPA)的认可，1987年美国FDA批准作为食品加工设备的消毒剂。
世界卫生组织(WHO)认为该物质完全没有致癌、致畸型。把它排在安全消毒方法的首位，属A1级产品。二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的灭菌、保鲜、漂白剂，是氯制剂最理想的替代品，已在一些发达国家得到广泛的应用。近年来，我国也开始重视二氧化氯产品的推广和应用，国家化工部颁布了有关的行业标准(GB2776—1996)，我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760--1996)规定，食品添加剂二氧化氯仅用于瓜果、蔬菜的防腐保鲜，鱼类加工行业；以及稳定性二氧化氯溶液国家标准（GB/T20783-2006）和二氧化氯消毒剂卫生标准（GB 26366-2010）等。二氧化氯灭菌消毒机理
由于二氧化氯分子结构的特殊性：外层电子数目为19，有一个未成对电子，称之为“奇分子”，所以具有很强的氧化性。同时，二氧化氯对细胞壁有较好的吸附和透过性能，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、藻类、真菌等均有较好的杀灭作用，它优于氯制剂之处在于它与有机质的反应是氧化作用，不生成致癌、致畸、致突变的有机卤代物，因此，它的应用领域非常广泛。
在肉制品保鲜的研究
二氧化氯应用于酱鸭中有明显的杀菌作用。在酱鸭中使用浓度为100-200mg/L 的稳定态二氧化氯溶液处理2min，可有效抑制其中的微生物的生长和延长货架期，虽然使制品的过氧化值略微升高而使pH稍微下降，但所有指标均在安全范围内，并且对酱鸭的感官质量没有影响。
在果蔬表面致病菌的控制
果蔬在种植、收获、销售和贮运过程中都很容易被致病性微生物（大肠杆菌、芽孢杆菌、李斯特氏菌等）污染，特别是不需要经过烹饪就可以食用的果蔬，很容易危害到消费者的健康。二氧化氯可以杀灭果蔬表面的致病菌从而提高果蔬在食用时的安全性。8mg/L处理草莓120min可使其表面的沙门氏菌减少4.4log。用5mg/L处理苹果、莴苣、豆芽、草莓、哈密瓜15s可使其表面大肠杆菌0157：H7和李斯特菌的减少量均大于5log，3mg/L处理30min可以使青椒表面的李斯特氏菌减少6log。
在环境除臭中的应用
二氧化氯用于除臭。它已被制成产品用于家用医院、宾馆、车站、车间、集贸市场、禽畜养殖场等环境的消毒、防霉、除臭。二
氧化氯作为除臭剂与福尔马林、硫黄、酚类
及其它有机氯相比，不仅本身无味，用后亦无残留气味，食品、果蔬在库房内也无需迁出就可进行除臭消毒，使用方便、快速。将二氧化氯用于食品加工的下脚料及垃圾异味的去除，也取得良好的效果。
在饮料生产中的应用
饮料在生产过程中一般只进行一次杀菌，饮用时不再经过杀菌处理；饮料含有丰富的营养，是微生物生长的良好培养基，而且绝大多数饮料产品的生产过程操作复杂易受微生物的污染。所以微生物的控制在饮料生产中占有非常重要的地位，直接关系到消费者的身体健康和生命安全。二氧化氯在饮料生产中的应用主要体现在：①原料微生物的控制；②生产设备的杀菌。包括管路系统的杀菌和工器具、容器、设备、生产线的杀菌；③生产环境的空气、地面、墙壁的杀菌；④操作人员的手、服装、织物、运奶车、靴池等消毒。
在食品包装工业中的应用研究
食品除了本身可能含有致病菌，或者本身被致病菌感染以外，也会因为食品包装容器、包装材料上带有某些致病菌而受污染．因此在对食品进行灭菌消毒的同时，对其包装容器、包装材料的灭菌消毒也非常必要。二氧化氯以其优越的物理化学性能和良好的绿色环保卫生安全特性已被一些欧美发达国家指定为食品包装中专用灭菌消毒剂，在食品包装工业中已经得到了广泛应用。Han等对二氧化氯对储存果汁的容器灭菌消毒效果研究中，发现在温度为28.5℃、相对湿度为93%、作用时间为10min的情况下，8mg/L浓度的二氧化氯溶液可以杀死容器表面≥1.3x 106cfu/mL的布氏乳杆菌：在温度为11.2℃、相对湿度为93%，作用时间为30min的情况下，可以杀死2.8x 106cfu/mL 的肠膜状明串珠菌；在温度为11.5℃，相对湿度为89%，作用时间为30min的情况下，可以杀死44.0x104cfu/mL的念珠菌和酵母菌以及2.4x104cfu/mL的散囊菌和青霉菌。二氧化氯在食品加工行业中的应用前景
二氧化氯是Al级安全消毒剂，具有很强的杀菌能力；同时杀菌过程不产生有害物质，不影响食品的风味和外观品质，是目前国际上公认的性能优良的食品保鲜剂。世界上许多国家将其广泛用于食品加工的各个领域，取得了良好的效果。随着技术的发展和研究的深入，稳定性二氧化氯在我国的食品加工领域中必将得到越来越广泛的应用，其前景非常广阔。此外，鉴于二氧化氯的刺激性气味，它还可以用于食品生产、加工、储藏中的驱虫和防虫，建议有关部门对这方面的研究更加深入一些，将二氧化氯更加广泛地应用于食品加工的各个方面。
二氧化氯的制备及注意事项 一、原理：氯酸钠+盐酸法（全盐酸法或开斯汀法）。 反应方程式： NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O 副反应为： 2NaClO3+6HCl= 3Cl2+2NaCl+3 H2O 通过理论计算可知： NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O 106.5/1.56 +74/1.1= 67.5/1+ 35.5/.53+ 58.5/.87+ 18/.27 产生1吨二氧化氯需用1.56吨氯酸钠、1.1吨氯化氢同时产生0.53吨氯气、0.87吨NaCl和0.27吨水。 换算成氯酸钠溶液（1吨氯酸钠固体配2吨水），比重为1260kg/m3 （20℃）体积为3.67m3。氯化氢换算成盐酸（31%），比重为1160 kg/m3 （20℃）体积为3.45m3。 二、运行中的注意事项： 1、反应温度：因为现场发生二氧化氯为化学反应，反应为吸热反应，所以对反应釜内温度要求较高。据有关资料显示，反应釜内反应温度在50℃时原料转化率为50%。在71℃时，原料转换率86%。当80℃时反应速度过快以副反应为主，氯气量大于二氧化氯量。在现操作面板显示的温度为88℃—85℃为水浴温度不能真实代表反应釜内温度，特别在秋、春季当未点炉时，夜间氯库温度在-4—-5℃，
点炉后氯库白天温度9℃，夜晚5℃。而反应釜与水浴加热间隔着厚厚的PVC塑料板和聚四氟涂层（传热性不好），这一时期的加热如不及时，出液管温度会明显下降（反应效率特别低）。建议对原料和进气加热，以弥补发生器加热量不足的问题，提高反应效率，降低副产物的产生量。 2、进气量的控制： 进气的作用主要四个方面： （一）使原料充分混合，提高原料转换效率。 （二）进气可降低二氧化氯的浓度，防止二氧化氯在发生器上部聚集发生爆炸。 （三）进气量的大小决定反应釜的液位，据厂家提供的资料，反应时间不应低于30min，但反应30min后，原料转换没有明显提高。在实际运行中应根据生产条件，适当延长反应时间以提高转换效率。 （四）二氧化氯具有遇曝气即从溶液中逸出的特性，可降低反应液中的二氧化氯含量，防止因反应液内二氧化氯含量超30%发生的爆炸。 3、原料的进料量： 通过理论计算可知： 3.67 ：3.45 （溶液体积比）。 但厂家规定1：1。酸过量，主要提高氯酸钠转换率，防止未反应的氯酸钠进入出厂水污染水质。在实际工作中要严格掌握原料进料比例，防止因进料比例不当，而导致的原料转换率低，并产生大量副产物污染水质和生产成本的不必要增加。
二氧化氯（ClO2）是汉弗莱·戴维于1811年发现的。根据浓度的不同，二氧化氯是一种黄绿色到橙黄色的气体，分子量67.45，具有与氯气相似的刺激气体，760mmHg时沸点11℃，熔点－59℃，比重为3.09g/L。空气中的体积浓度超过10％便有爆炸性，但在水溶液却是十分安全的。二氧化氯在水中的溶解度是氯的5倍，20℃、10kpa分压时达8.3g/L，在水中溶解成黄色的溶液。与氯气不同，它在水中不水解，也不聚合，在PH2-9范围内以一种溶解的气体存在，具有一定的挥发性。 二氧化氯（ClO2）中含氯52.6％，Cl-1→CL＋4的氧化过程中有5个电子转移，故其当量有效氯为52.6％×5＝263％，这表明ClO2氧化能力是Cl2的2.5倍左右。ClO2与Cl2很大的不同是ClO2是一种强氧化剂，而不是氯化剂，不产生氧化反应。因此，二氧化氯与酚反应不产异味很大的氯苯酚，二氧化氯与腐殖质及有机物反应几乎不产生发散性有机卤化物（TOX），不生成并抑制生成有致癌作用的三卤甲烷（THM），二氧化氯不与氨及氨基化合反应。二氧化氯作为一种强氧化剂，它能有效破坏水体中的微量有机污染物，如苯并芘、葸醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氢及有机硫化物、氧化有机物时不发生氯代反应。由于ClO2高效、安全、无毒，在美国，ClO2用于饮用水处理已超过50年。 二氧化氯在自来水厂的应用 二氧化氯在自来水厂的应用工艺有两种情况，一是取代氯气作为消毒剂，二是作为预氧化剂。(二氧化氯作为消毒剂、二氧化氯作为预氧化剂) 设计参数 项目预氧化最终消毒剂二氧化氯用量mg/L 1-2 0.5-1 设备选型 由于自来水厂的供水量较大，从降低运行费用和自动化控制的角度考虑，宜选用高效复合（HB）系列二氧化氯发生器。 火力发电厂的生产系统十分庞大，涉及不同专业（锅炉专业、汽轮机专业、电气专业、热工控制专业、计算机专业、化学专业、燃料专业、继电保护、环境保护、暖通专业等）、不种类型的设备上万台，主要包括输煤系统、燃烧系统、汽水系统和电气系统。主要辅助设备有冷凝器、给水加热器、各种水泵、磨煤机、除氧器及各种测量控制设备。设备的完好运行是电厂生产技术的关键所在，也是生产安全可靠的基本保证条件之一。生产系统中任一台设备的缺陷故障，都有可能影响安全生产。 凝汽器是火力发电厂的大型换热设备，其作用是将汽轮机做功后
二氧化氯的使用范围和使用方法 一、二氧化氯在各种行业中的应用 （一）水处理行业 1、饮用水消毒： 美国和西欧几乎所有的水厂均已用二氧化氯取代氯气进行消毒，其特点是：消毒后水口味好、安全无毒，既能降低毒性物质，又不产生致癌物，使用便利、安全、综合费用较低。由于我国生产工艺落后、产品质量差、以及技术开发目前难以形成产业化，而进口的成本又高，为此二氧化氯在我国水处理应用上远远落后发达国家。 目前随着国家建设部相关扶持政策的出台，各地水厂必将强制性淘汰传统消毒剂在饮用水的应用，这就给稳定二氧化氯在饮用水行业的迅速推广带来契机。可以预见，对于生活质量快速提高13亿人口的中国，稳定二氧化氯作为饮用水消毒剂是最佳替代品，其消费量将是巨大的。 2、在工业循环冷却水处理方面： 工业循环水PH值呈碱性，氯制消毒剂在应用中受PH值影响杀菌能力大大降低，长期应用产生抗药性，不仅用量越来越大，而且还需要几种消毒剂交替使用，即使如此，也难以达到理想效果。而二氧化氯是靠强氧化能力破坏微生物细胞赖以生存的酶，阻止蛋白质的合成过程，从而将其分解杀死。因此二氧化氯没有抗药性，且杀菌广谱。如在华北制药总厂终试后，现年用量已超过六十吨。因投加量小，药效维持时间长、不产生抗药性、消毒费用低，克服了用几种消毒剂交替使用带来的麻烦及对环境污染等缺点，经济效益及社会效益显著。 3、在游泳池水处理的应用： 游泳作为全民健身运动项目，随着人民生活水平提高，成为人民最喜爱的项目。而水质的好坏是游泳者最关心的问题，氯系消毒剂在消毒游泳池水的同时，产生很大的刺激性气味，特别是室内游泳池，游泳者往往眼发红、头发变黄，而且二氧化氯消毒游泳池水，则不产生刺激性气味，而且参祛除异味，净化水质，还有增氧效果，使游泳池室内空气清新池水湛蓝，我公司生产的稳定二氧化氯在九运会的实际应用，结果再次表明，其优良效果是其它消毒剂无可比拟的，且降低了综合运行费用。 目前我国游泳池大量使用的消毒产品是：三氯异氰尿酸钠，市场价9千元/吨，一个标准室内泳池一年水处理药剂费用在4~8万元。而二氧化氯消毒剂在水中稳定，不挥发，药效时间长，加药次数大大减少。因此水处理费用可省1.5~3万元，随着2008年申奥成功，我国将有更多、更高档游泳场馆对外营业，传统的消毒剂必然淘汰、而绿色无毒的二氧化氯消毒剂必然是首选，用量很大。 4、工业污水、医院、城市生活污水处理：
稳定性二氧化氯的制备方法 二氧化氯不仅可用于纸浆、纺织品漂白等，还是一种广谱、高效的理想消毒剂，可广泛用于水处理、杀菌消毒、食品防腐、空气净化等领域[1]，被世界卫生组织列为 A1 级安全消毒剂。目前，生产二氧化氯主要有电解法和化学法两类[1,2]。电解法即离子膜法，其生产设备复杂、一次性投资较大、运行费用高、易损坏，故应用较少。应用最多的是化学法，包括还原法和氧化法两类。还原法根据所选用还原剂可分为四类：(1) HCl 为还原剂[3]；(2) NaCl 为还原剂； (3) 醇为还原剂[46]；(4) SO2为还原剂。氧化法用氧化剂氯气[7]或酸（盐酸、碳酸等）氧化亚氯酸钠来产生 ClO2。Roensch 等[8]将二氧化碳气体通入到亚氯酸钠溶液中，制备了高安全性的二氧化氯溶液，其特点是投资少、工艺简单、易于控制、应用领域广。 二氧化氯是一种呈黄绿色或桔黄色的气态物质(冷凝时为红色液体，沸点 284K)，具有一种同氯气相似的强刺激性气味，气体浓集到分压 6.66kPa 以上时有爆炸性。二氧化氯在水中溶解度很大，但其水溶液很不稳定，对光很敏感，是一种难以储存、运输的危险物质。它的这种特点使其在很长的时间内只能现场配制、现场使用，不利于散户使用，严重阻碍了其推广应用。由于二氧化氯不与水发生化学反应，也不以二聚和多聚状态存在，因此可将其稳定在惰性溶剂或某些固态物质中，形成一定浓度的液态或固态稳定性二氧化氯。 1 稳定性二氧化氯溶液的制备方法 稳定性二氧化氯溶液无色、无味、无腐蚀、不易燃、不挥发、不分解，性质稳定，便于储存和运输。其中 pH 对二氧化氯溶液的稳定性有较大的影响[4]，pH 越大，溶液的稳定性越好，保存期越长。根据溶液 pH 的大小，液态稳定性二氧化氯可分碱性和中性两种制剂。 1.1 碱性条件下稳定性二氧化氯溶液的制备 现在市场上普遍使用的是碱性的稳定性二氧化氯水溶液，其主要制备原料均为氯酸钠。根据所用还原剂的不同，其制备方法可分为以下两种。 1.1.1 以甲醇为还原剂制备稳定性二氧化氯溶液[46]生产装置包括反应器、冷凝器、吸收和负压产生装置。以氯酸钠为氧化剂，甲醇为还原剂(物料比 NaClO3/CH3OH=1/0.05～1)，在浓度为26%～33%的硫酸介质中进行反应，甲醇连续滴加，生成的二氧化氯气体用 1%～3%的 NaOH溶液(或 5%～8%的 Na2CO3溶液)与 0.5%～1.5%的 H2O2溶液进行稳定和吸收。该装置由水力喷射器产生 99.3～100.5kPa 的负压，保证反应器和吸收装置在负压条件下运行，循环吸收液在必要条件下采用冷却水冷却，控制吸收液温度在30℃以下，最终可制成 pH 为 8.2～9.2、ClO2含量在 2.0%以上的稳定性二氧化氯水溶液。本生产工艺与现有生产技术相比具有甲醇连续加料、原料利用率高、设备投资少、二氧化氯浓度高等优点。 1.1.2 以盐酸为还原剂制备稳定性二氧化氯溶液[3]生产装置包括发生器、纯化器、吸收塔、水射器和残留罐。以氯酸钠为氧化剂，盐酸为还原剂，亚氯酸钠为纯化剂。将氯酸钠配制成 25%～40%的水溶液，并与盐酸(物料比 NaClO3/HCl=1/0.7～1.4)在负压条件下向二氧化氯反应器中加料，将发生器中生成的二氧化氯和氯气的混合气体在负压条件下通过浓度为20%～40%的NaClO2水溶液进行纯化。将纯化的二氧化氯气体用浓度为 1%～3%的 NaOH 溶液(或浓度为 5%～8%的Na2CO3溶液)与浓度为 0.5%～1.5%的 H2O2混合溶液进行吸收。同时残液罐和纯化器顶部设有防爆塞，以保证生产过程的安全性。为保证生产过程的连续性，残液罐和纯化器与 ClO2的发生器的连接采用二级并联方式。 该工艺具有生产连续化、无残留液排放、不污染环境、设备投资少、占地面积少和二氧化氯浓
二氧化氯在给水处理中的应用 摘要：水是生命的源泉，水质的好坏关系到广大人民群众的身体健康。因此，水质化验在供水事业中起着至关重要的责任，要严把水质关。保证水质检验数据公正、准确、可靠，让广大人民群众喝上放心水。 关键词：消毒剂；二氧化氯；安全性； 目前，我县给水应用的消毒剂充液氯为主，但液氯消毒具有如下缺点：（1）氯会与水中腐殖酸类物质反应形成致癌的卤代烃；（2）氯会与水中的氨反应形成消毒效力低的氯胶；（3）氯在PH值较高时消毒效力大幅度下降等。为了满足人们对水质要求的不断提高，寻求能替代氯气的更安全而经济的消毒剂，成为今后给水处理的一个发展方向，其中二氧化氯引起人们的极大关注。它在一些发达国家的自来水厂已得到广泛应用。二氧化氯是一种氧化性消毒剂，其消毒作用不受PH值的影响，不与水中的氨、有机胺类及酸类反应，适用于碱性水处理。它对水中的有机物不产生作用，不形成潜在的致癌物质，对环境没有威胁，是一种具有高效、持久、广谱、无毒、安全等的消毒剂，同时由于二氧化氯生产技术和设备的不断完善，使用成本不断下降，将在今后大规模的给水处理中占主导地位。 1 二氧化氯的主要物理化学性质 二氧化氯在常温下是黄绿色至橘黄色气体，具有与氯气相似的刺激性气味；二氧化氯易溶于水，不易发生水解反应，水溶液在光照下会产生clo-2，和clo-3；二氧化氯溶液浓度大于10g/L时易发生爆炸。由于二氧化氯对压力、温度和光线敏感，不能压缩进行液化储存和运输，故只能现场制取和使用。 2 二氧化氯的制备及安全性比较 2.1 二氧化氯的制备 给水处理中二氧化氯的制备方法主要使用化学反应法，化学反应法可分为： （1）盐酸与亚氯酸钠反应 5Naclo2+4Hcl=5Nacl+4clo2+2H20 （2）盐酸与氯酸钠反应 2Naclo3+4Hcl=2Nacl+2clo2+cl2+2H2o （3）液气混合反应
二氧化氯生成 二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。沸点11℃，凝固点-59℃，易溶于水。液态或气态的二氧化氯都不安定，易挥发，易爆炸。早在1811年就由英国化学家Humphrey Davey 制得，但由于二氧化氯的不稳定性使得大规模的应用受到了限制。直到近十几年来才引起人们的极大关注，国外正在积极开发和研制各种新产品，扩大应用范围。目前国际上公认二氧化氯很有开发和应用的价值，市场前景广阔。但是，二氧化氯在我国的应用尚不够广泛，为此本文将介绍有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。 1 二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备 二氧化氯的制备 1.1.1化学法 ⑴氯酸钠还原法 以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,常用的还原剂和发生的化学反应如下: 方法 还原剂化学反应 Mathieson法 SO2+H2SO4 2NaCLO3+SO2+H2SO4══2CLO2+2NaHSO4 R1法 SO2+H2O 3NaCLO3+4SO2+3H2O══2CLO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCL R2法 NaCL+H2SO4 NaCLO3+NaCL+H2SO4══CLO2+?CL2+Na2SO4+H2O Solvey CH3OH+H2SO4 2NaCLO3+2H2SO4+3CH4OH══2CLO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O R5法 无水HCL NaCLO3+2HCL══CLO2+?CL2+H2O+NaCL 有机酸法 H2C2O4+H2SO4 2NaCLO3+H2SO4+H2C2O4══2CLO2+2CO2+Na2SO4+2H2O NO2 NaCLO3+NO2══NaNO3+CLO2 Na2SO3+H2SO4 2NaCLO3+Na2SO3+H2SO4══2CLO2+Na2SO4+H2O ⑵亚氯酸钠氧化法 A.与氯气反应 2NaCLO2+CL2══2CLO2+2NaCL B.与盐酸反应
综合法二氧化氯发生装置研发过程 河北普成电力技术有限公司 我公司生产的综合法二氧化氯发生装置主要由二氧化氯发生单元、存储单元、加药单元和控制单元组成，二氧化氯发生单元是整套装置的核心组件。二氧化氯发生单元主要由电解系统、反应系统和相关传输组件组成。存储单元主要由二氧化氯储罐、盐酸储罐和相关传输组件组成。加药单元主要由加药泵和相关传输组件组成。控制单元主要由动力柜、整流柜、控制柜和相关安全控制组件组成。 一、我公司二氧化氯发生装置-发生单元的发展历程 1、电解部分的研发过程 前四代产品的电解部分（电解槽）为单一箱式结构，即电解单元（极板组，一般为四组）浸泡在一个充满电解液的箱体内，与箱体通称电解槽。外壳和极板组壳体一般情况下使用PP材料加工。在电解槽内完成含低浓度氯酸钠的电解液的电解，并形成含高浓度氯酸钠电解液。采用的电解电压相对较高（50-90伏），电流较小（一般500A以下）。 理论和大量的实践证明，这种电解槽的布置方案存在缺陷，极板会在短时间内电腐蚀失效，虽然进行大量的结构优化不能解决这一问题。同时由于PP材料对氧化性介质（次氯酸和二氧化氯）的耐蚀性较差，腐蚀后的材料碎末污染电解液，堵塞极板，加快极板的腐蚀。见附图1至图3。 在大量试验的基础上，研制出新一代电解槽结构，新结构电解单元与氯酸钠生成部分分离，彻底解决了极板的腐蚀和堵塞问题，解决了外壳腐蚀泄露问题，保证了电解部分的使用寿命。见附图5至图6。
图1 极板堵塞 图2 极板变形、腐蚀 图3 电解槽内PP 板的腐蚀 图4 ClO 2反应器内PP 板的腐蚀 图5 电极板无变形、杂质 图6 电解槽内无腐蚀、杂质
二氧化氯在水厂的应用 二氧化氯 一、性质： （一）物理性质： ①、二氧化氯ClO2摩尔质量为67.453g/mol是在自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团整体存在的少数化合物之一。ClO2熔点-59℃，沸点11℃。常温下是黄绿色或橘红色气体，ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气，有窒息性臭味，当溶液中ClO2浓度高于30%或空气中大于10%，易发生低水平爆炸，在有机蒸气条件下，这种爆炸可能变得强烈。 ②、二氧化氯不稳定、受热或遇光易分解成氧和氯。 ③、二氧化氯气体易溶于水，其溶解度约是Cl2的5倍，溶解中形成黄绿色的溶液，具有与Cl2近似的辛辣的刺激性气味。 （二）化学性质： ①二氧化氯系一强氧化剂，其有效氯是氯气的2.6倍，与很多物质都能发生强烈反应，二氧化氯腐蚀性很强。 ②二氧化氯能与很多无机和有机污染物发生氧化反应其中包括铁、锰、硫化物、氰化物和含氮化物等无机物以及酚类、有机硫化物、多环芳烃、胺类、不饱和化合物、醇醛和碳水化物以及氨基酸和农药等有机物反应。 ③、在2-30℃内测定亚硝酸盐和4-甲基酚的阿累尼乌斯图给出了很好的线性关系，每升高1℃其表现速率常数分别增加4%和7%。 二、二氧化氯的消毒机理及特性： 二氧化氯对微生物的灭活机理：先进入微生物体内，然后破坏微生物体内的酶和蛋白质以达到灭活微生物的目的，但二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，特别是在低浓度时更加突出。二氧化氯主要通过两种机理灭活微生物，（一）、是二氧化氯与微生物体内的生物分子反应。（二）、是二氧化氯影响微生物的生理功能。 三、影响二氧化氯消毒效果的因素： 1、水温：与液氯消毒相似，温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。在同等条件下，当体系温度从20℃降到10℃时，二氧化氯对隐孢子虫的灭活效率降低了4%。温度低时二氧化氯的消毒能力较差，大约5℃时要比20℃时多消毒剂31%～35%。 2、pH值：适应范围宽。ClO2分解是pH和OH-浓度的函数： 当 pH值＞9时 2 ClO2+2 OH-= ClO2- + ClO3-+H2O （岐化反应） 3、悬浮物：悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物的接触，从而不利于二氧化氯对微生物的灭活。 4、二氧化氯投加量与接触时间： 二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增高而提高，消毒剂对微生物的总体灭活效果取
二氧化氯(ClO2)是如何制取的 我国自八十年代引进国外二氧化氯产品并开始研究其生产工艺以来，经过十几年的时间，不仅有了国产二氧化氯产品，而且生产工艺有了较大的提高，对二氧化氯作为氧化消毒剂的问题出也有了相当的认识和应用。随着产品的广泛应用，促进了产品剂型的发展，目前已有二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯、以及片剂等固态二氧化氯产品。现将用于消毒的二氧化氯剂型情况综述如下。 1.二化氯发生器 1.1二氧化氯的性质和制备 二氧化氯是氯的氧化物，具有与氯气类似的刺激性气味，分子式ClO2，分子量67．457，熔点-59°C，沸点11°C，在室温下以气体形式存在，为一种黄绿色气体。浓度增加时，颜色变为橙红色，气体二氧化氯极不稳定。二氧化氯易溶于水，在20°C下溶解度为107．98mg/L，可制成不稳定的液体，其液体和气体对温度、压力和光均较敏感，当空气中的含量高于10%时，火花即可引爆[1]，二氧化氯是一种不稳定的化合物，在水中可变成HClO2和HClO3．，在室温下每天约有2-10%的离解率[2]，因此不利于大批量制备和运输，一般多在使用场所现用现制备。 二氧化氯发生器制备二氧化氯的方法主要有电解法和化学法，电解法使用广泛的是隔膜电解法，以食盐为原料，在电场的作用下生成含有二氧化氯，次氯酸钠、双氧水、臭氧的混合溶液，二氧化氯的浓度一般仅为10-30%左右，大多为氯气。化学法主要有以氯酸钠和亚氯酸钠为原料的两类发生二氧化氯的方法。在氯酸钠法生产二氧化氯过程中，若用氯离子作还原剂，则制得的二氧化氯存在纯度低的缺点，而亚氯酸钠法制得的二氧化氯比例高，一般在90%以上。 1.2设备和杀菌性能 国外引进的发生器主要有Tetraralent公司、RioLindo公司、德国的Prominent等，李玲文等[3]报道了Tetraralent公司的二氧化氯协同消毒器的协同杀菌作用，该发生器利用电解食盐溶液，同时产生二氧化氯、氯气、臭氧和双氧水，溶于水中，协同杀菌，其杀菌效果优于上述任何一种消毒剂，实验结果还说明，电解槽的电解电压、电流、电解质浓度及阳极有效面积对消毒器的产气量都有影响。宦彭成等[4]对美国VulcanRioLindaT140二氧化氯发生器作了消毒效果观察，发生器发生的二氧化氯浓度可调节在2000-300mg/L，杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌1mg/L3分钟，杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢125mg/L5分钟，破坏HBsAg125mg/L2分钟，能量实验的最低浓度为400mg/L，25%与50%小牛血清保护菌液，则可影响杀菌效果，发生器在低浓度时（10mg/L），对铜片、碳钢片、铝片呈轻度腐蚀，对不锈钢片基本不腐蚀。 1.3在消毒上的应用 目前二氧化氯发生器主要用于对饮用水消毒和污水处理等，传统饮用水消毒使用的氯消毒剂在处理原水时会有大量的卤代烃产生，包括三卤甲烷如氯仿以及氯代酚和二氯乙腈等有机卤代物[9][10][11]，氯仿已被美国国家肿瘤研究所确认为致癌物质[12]，氯代酚和二氯乙腈等同样也具有致癌或致突变作用，而二氧化氯产物是强氧化剂。在水中对有机物的氧化降解不会象用氯消毒剂那样产生氯化产物，在用二氧化氯替代氯用作水处理的研究中表明[13]，用氯气处理后的水中三卤甲烷的含量比用二氧化氯高100%，因此二氧化氯的使用可大大降低三氯甲烷的生成，另外它还能氧化水中的铁、锰、镁离子以及硫化物。不和水中的酚类反应，不会产生不愉快气味[14]，因而二氧化氯是一种有前途的可替代氯的水消毒剂。目前越来越多的欧洲发达国家已把二氧化氯杀菌效果优于氯，长江水加二氧化氯0．5mg/L，作用30分钟。闵行水投入1．0-1．5mg/L，作用30分钟，都可达到消毒标准，细菌数<30个/ml，甚至达到未检出，并可较好地除水中的铁、锰、酚。水中基本上无三卤甲烷生成，
二氧化氯泡腾片、粉剂解密 现在作为易于应用的商品出现的二氧化氯制剂大多是泡腾片和粉剂，在溶于水的过程中产生的二氧化氯，一般能产生2-10%的二氧化氯。 问题一：泡腾片及粉剂是由什么组成的？它是由亚氯酸钠、酸性活化剂、发泡剂、稳定剂、填充剂等组成，你在百度上基本是查不到的，这个大家都理解。 问题二：泡腾片及粉剂除了产生2-10%的二氧化氯外，其余>90%产生的又是什么呢？它会产生的又是什么呢？它会产生部分氯气、残留部分未反应的次氯酸钠和废酸，以及不反应的发泡剂、稳定剂、填充剂。而氯气是公认的剧毒物，次氯酸钠具有强刺激、腐蚀性、且是“三致物质”，废酸具有腐蚀性，而其余的发泡剂等则是无用物质。这些在百度上也基本查不到。 问题三：泡腾片及粉剂该怎么用？ 中国的此类厂家成千上万，各种品牌多如牛毛，原理大同小异，基于所产生的二氧化氯同样具有十分优异的特性，所以它在消毒、除臭、保鲜等领域应用十分广泛。二氧化氯本身十分安全，但泡腾片和粉剂等在通过反应制备二氧化氯的过程中所产生的有毒、有害物及废物注定了它只能粗放式使用，比如，在有开涌水面的水产养殖领域。在室外以及其他开放空间的消毒除臭等，而在您的家里，您的小水体、封闭的鱼缸内，在您的宠物身上应用时，您就必须小心；必须知道这其中的潜在危害了。所以当您醉心于它的功能时您须考虑用在什么地方。 二氧化氯的安全性 通常我们查阅资料时，得到的描述是二氧化氯是国际卫生组织（WHO）联合国粮农组织（FAO）公认的唯一无毒消毒剂、安全级别达到了A1级（食品安全级）。是的这些都是正确的，但必须明白，这些荣誉都是属于纯的二氧化氯，也就是二氧化氯本身，而不是通过反应只含有小部分二氧化氯的称为二氧化氯的东西。 二氧化氯自然界是不存在，它只能通过现配现制，而现在国内的制备工艺仍无法制得纯二氧化氯，而市面上作为商品的各种机型、含量则只有不到10%，其余90%则是有毒、腐蚀性、或废物，所以不能将二氧化氯的安全性与二氧化氯混合物的安全性相提并论，要客观、理性的从混淆视听的所谓科普中明白过来。这样才能知道你手中的二氧化氯泡腾片等该用在什么地方合适，这样才能保证自身、家人、宠物的安全。 二氧化氯在鱼缸中的应用及注意事项 二氧化氯有非常强大的消毒杀菌作用，它是目前所用的消毒剂中用最低浓度达到最好效果的消毒剂，对细菌、病毒、真菌（霉菌）原虫及细菌芽孢体均有良好的杀灭作用，且不耐药。对水中藻类，异味。臭味物质及其他有机物和无机物有中和作用，通过杀灭异养菌及自身氧化作用控制，降低氨氮水平，从而降低水毒性，改善水质、使水变得澄清透明，从而起到养护水质作用，因此把二氧化氯作为水质消毒、防治鱼病，和水质养护而用于水产养殖
饮用水中二氧化氯的应用 二氧化氯是一种水溶性的氧化剂，在美国有500多家水处理厂中使用。二氧化氯能迅速杀死细菌和病毒，它不与酚类反应生成有害的化合物，并且能降低或消除使用氯气易形成的致诱变和致癌的三卤甲烷。二氧化氯是一个稳定的自由单体，室温下以气体形式存在，易溶于水。在处理水时，二氧化氯加到水中以后，主要是被还原后生成亚氯酸根离子和氯离子，少部分也可形成氯酸根离子。二氧化氯可与水反应生成亚氯酸和氯酸。在通常情况下，二氧化氯不与有机物反应，除非那些有机物含有特殊的活泼性官能团，例如双键或酚环。在饮用水处理时，二氧化氯通常是在后面的步骤中加入，它常被用来控制有机氯化物如氯仿的形成。因为二氧化氯能迅速还原为亚氯酸根和氯离子，因而它不会与人体接触，在用二氧化氯处理过的水中，二氧化氯的含量应保持在1 ppm以下，最后从水龙头放出的水中，二氧化氯已经没有了，但它的一部分分解产物亚氯酸根仍将存在。 2.二氧化氯的应用 二氧化氯是一种水溶性的氧化剂，目前被广泛地用作漂白剂和消毒剂。1811年，Humphrey Davey用KCLO3水溶液和盐酸反应，首次合成并收集了二氧化氯气体。1834年，Watt和Burgess 发现了该化合物的漂白性。近二十世纪初，人们发现二氧化氯溶于醋酸稀溶液可用来漂白纸浆。但是直到本世纪三十年代，二氧化氯才得以安全且经济地大规模生产，开始了工业化的广泛应用。1944年，二氧化氯首次作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布城的饮用水。目前，在美国有大约400～500家工厂，在欧洲有500家水处理厂用二氧化氯作为饮用水消毒剂。 在美国，氯气首次用于水的消毒是在1915年左右，不久就发现通过饮水传染的疾病如霍乱，伤寒，肝炎等的发生率急剧降低。直至七十年代中期，人们才认识到氯气用于饮用水消毒对健康的不良影响。一些学者对加入水源的消毒剂形成的反应物进行了分析研究，发现用氯气处理原水时有大量的卤代烃生成，其中有三氯甲烷，如氯仿，和其它有机卤化物。氯仿已被美国国家肿瘤研究所确认为致癌物质。基于这个结论，饮用水的氯化所引起的对人体潜在的致癌性致诱变性就成了一个不容忽视的问题。 现在，选择可替代氯或减少用氯消毒剂正在研究中。二氧化氯是一种可取代氯气的消毒剂。二氧化氯是强氧化剂，可以和溶于水中的许多有机物及无机物反应，得到电子，生成亚氯酸根离子和氯离子。二氧化氯在水中会产生一系列的氧化产物，而不是象氯气消毒那样生成氯化产物。当二氧化氯在模拟水处理厂的条件下加入未经处理的原水中，确认没有三氯甲烷生成。用二氧化氯和氯气的混合物处理水，二氧化氯可大大降低由氯气产生的三氯甲烷量。在一项研究中，二氧化氯替代氯气作为单一的消毒剂用于一个小镇的水处理厂三个月后，测量二者使用时各自的三氯甲烷水平，发现用氯气处理后的三氯甲烷的含量比用二氧化氯高1700%，这清楚地说明了二氧化氯能大大降低三氯甲烷的生成。 3.二氧化氯的产生和测定 二氧化氯的产生有几种方法，要根据所需的量和纯度来选择。在大多数水处理厂，二氧化氯是通过氯水或氯气加入亚氯酸钠溶液来产生的。为了得到较高纯度的二氧化氯气体可以通过酸化的亚氯酸钠溶液和硫酸反应。将稀硫酸慢慢地加入亚氯酸钠溶液中，二氧化氯即产生，向溶解了二氧化氯的蒸馏水中鼓入空气或氮气，即可收集二氧化氯。
二氧化氯高效广谱消毒杀生作用于1944年美国尼加拉大瀑布水厂对原水脱色除嗅中获得成功后，对二氧化氯开始进行应用研究。随着人们对氯消毒过程产生的副产物有害研究深入，发现氯代产物氯仿、四氯化碳、氯乙烯、三氯乙烯、氯酚类后致癌作用，国际癌症研究中心认为致癌物质或潜在致癌物质，氯消毒工艺对人体健康有不可忽视的危害性。二氧化氯的不致癌性，对有害有毒物质的有效分解功能，应用二氧化氯取代氯消毒工艺，受到应有的重视。美国有300－400家大水厂应用二氧化氯取代氯的消毒工艺，欧洲国家更是在供水系统中广泛应用，并和臭氧、活性碳复合应用于供水系统全过程处理。二氧化氯发生器是二氧化氯广泛应用的主要方式，评价二氧化氯发生器的好坏，主要看发生器的二氧化氯转化率及有害副产物氯气发生量的多少。只有高转化率、发生气体中二氧化氯含量高、不发生或很少发生氯气不形成有害有机物、无需SO42-/HSO4-处理的发生器才是当前二氧化氯研究开发的方向。目前发达国家的小型化学法二氧化氯发生器均采用亚氯酸钠为原料发生，这类发生器的二氧化氯转化率高、纯度高、很少发生有害副产物氯气及其他有害物质。 1.亚氯酸钠发生二氧化氯实验 1.1 实验材料 亚氯酸钠溶液：取亚氯酸钠结晶（江苏响水县科斯达化工有限公司产，有效含量82%）400克加水至1000毫升，用ZBG12015—89中规定方法测NaClO2浓度（mol/L）。 24%盐酸溶液：取36%盐酸溶液（分析纯）稀释至24%浓度。 实验用水：非离子纯净水。 0.1mg电子分析天平 负压真空反应装量 微量滴定管：分度值为0.02ml 1.3 实验操作： 用100 ml移液管精确吸取亚氯酸钠溶液100 ml，吸取24%盐酸溶液100 ml，分别通过加液器加入三颈反应瓶内，常温下反应时间4分钟，反应压力-0.02Mpa，反应结束后立即加凉水定容至1250ml，按碘量法测定残留液亚氯酸钠含量。 反高原料 反应液 反应时间 （min） 残留液 转化率 （%）浓度 （mol/L） 投加量 （ml） M 浓度 （mol/L） 加水定 容量 （ml） M， NaClO2 3.65 100 0.365 4 0.05144 1250 0.0643 82.38 24%盐酸溶液等量投加 ClO2产量为16.01克 Cl2产量为0.69克 ClO2有效转化率为63.32% Cl2/ClO2为4.31% ClO2转化率=(M -M＇)/M×100%
二氧化氯消毒剂的应用范围有哪些 二氧化氯消毒剂因为其具有杀菌能力强，对人体及动物没有危害以及对环境不造成二次污染等特点而备受人们的青睐。二氧化氯不仅是一种不产生致癌物的广谱环保型杀菌消毒剂，而且还在杀菌、食品保鲜、除臭等方面表现出显著的效果。 二氧化氯还可以用于漂白，如纺织与造纸元采用氯气漂白的都可以用二氧化氯替代。 1、杀菌、消毒方面 ⑴对饮用水的消毒 二氧化氯是净化饮用水的一种十分有效的净水剂,其中包括良好的除臭与脱色能力、低浓度下高效杀菌和杀病毒能力。二氧化氯用于水消毒，在其浓度为0.5-1mg/L时，1分钟内能将水中99%的细菌杀灭，灭菌效果为氯气的10倍，次氯酸钠的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯还有杀菌快速，PH范围广（6-10），不受水硬度和盐份多少的影响，能维持长时间的杀菌作用，能高效率地消灭原生动物、孢子、霉菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三卤甲烷，能将许多有机化合物氧化，从而降低水的毒性和诱变性质等多种特点。 ⑵对空气的杀菌 空气中含有大量可以致病的细菌,特别是饮食业场所及食品加工厂生产车间空气中微生物种类和数量多而复杂，对于这些微生物普遍采用的是紫外线灭菌方式，但由于室内空气相对湿度大，紫外线杀菌效果并不理想。而二氧化氯制剂的灭菌能力强，分解迅速无残留，非常适于饮食业及食品加工业的有关场所的空气喷雾杀菌及消毒。此外,春秋两季是感冒、气管炎等传染病的多发季节，可以用二氧化氯对环境进行消毒，不但能杀灭病原微生物，还能消除异味，清新空气。因此，二氧化氯是十分理想的预防“非典”的环境消毒剂。 ⑶对厨房用具、食品机械设备的消毒 厨房用具、食品机械设备、容器等如果不经彻底的消毒，容易对食品造成污染，导致食物中毒的发生。用二氧化氯对厨房用具、食品机械设备、容器等进行消毒，可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球等。 ⑷在医疗领域 二氧化氯用于口腔含漱，可有效控制牙龈炎、牙斑菌和口臭，用作坐浴或冲洗，可防止多种疾病，等等。在1998年抗洪救灾中，抗洪战士用二氧化氯消毒液洗脸、坐浴、擦身、泡脚、泡洗内衣裤等，其神奇作用再次被验证。实践证明，二氧化氯对防治红眼病、皮肤病及除臭有良好效果。 [5]水产养殖、畜禽养殖的消毒：二氧化氯水产养殖药剂可用于治疗鱼、虾、蟹、甲鱼、蛙类等细菌性、病毒性疾病。对鲤、草、鳗、罗非鱼等的赤皮、烂腮、出血性败血病、肠炎、
. 关于二氧化氯在水厂使用的建议 随着水质标准的提高及水源微污染日益严重，二氧化氯必将替代氯气在水厂大量使用。 二氧化氯在水厂应用后将出现新的问题，为了更好的应用二氧化氯应加强以下几方面的工作。 ⒈加强操作人员技术水平。所以二氧化氯发生器的运行效率取决于操作人员的技术水平。由于二氧化氯须现场发生，发生器反应条包括原材料性质、发生器原理、应组织操作人员及管理人员进行系统的培训，（厂家没有运行方面的经验尤其用户使用目的各不相同，应编写相应的教件、操作要点等。）材及制定操作规程。⒉建立科学规范的管理体系。根据相应实际不象氯气投加时是简单的物理变化。由于二氧化氯现场发生是化学变化，发生器原料进料数复配过程的检测监督、情况应建立一套相应管理体系如原料质量的检测、量、发生器反应时间、发生器反应温度、发生器的清洗、计量泵的维护与校定、出口余量的检测标准等管理标准和管理手段。⒊针对二氧化氯的特点进行工艺改造。所以在应用时针对其特性相应的进行改造。由于二氧化氯的化学性质较氯气有很大不同， 自身分解等。预氧化时相应的调整投加例如低浓度杀菌效果突出、遇光分解、遇瀑气溢出、滤后投加二氧化氯应控制在清水池的停留时间缩短工艺流程时间，点多点投加，采取避光、接触时间）等措施。（保证30min ⒋针对二氧化氯发生器的情况及现场条件进行适应性改造。二氧化氯发生器的效率是厂家在标准条件下测定出来的，在生产实际工作中应达不到相 抓住影响效率的主要因素，实际工作中，应根据发生器的特点及本身实际工作条件，应条件。进行相应的进行调整、改造，使发生器在高效率状态下运行。如反应温度、反应时间等，从而提高效率，降低生产成本，提高水质。 5、投加量的限制及注意事项1m投加量不宜超过70%，所以ClO2、由于 1ClO2预氧化时向ClO2ˉ和ClO3ˉ的转化率为，如果超过必须采取副产物去除措施或投加辅助氧化剂以减少二氧化氯投加量。g/L时，可以引起藻类藻毒素的释放，所以高藻期尽1mg/L 2、由于二氧化氯预氧化投量超过（因复合型的产出物中含有一定量的量不要用二氧化氯预氧化由其复合型二氧化氯发生器。氯气，当蓝藻数量高时易产生异味。）所以当原水水温在11℃左右应及时调整投由气态变为液态，由于二氧化氯在11℃时， 3、℃，11等问题。（由于二氧化氯的沸点只有防止因二氧化氯形态的改变发生加量，‘黄水红水'它在水中可能是溶解的气体或与水作为溶剂的液体，这一点在水处理上非常重这就决定了 细菌和生物氧化效率、生产过消费者的感觉、要。这种差别对残余浓度的稳定性和持久性、程都是非常重要的。）亚氯酸钠法、盐酸法二氧化氯的影响因素采用亚氯酸钠和盐酸二氧化氯发生器的主要影响因素，如温度、压力、反应物浓度以 .. . 使发生器处于最佳工艺条件。及反应时间等因素对其产率和纯度的影响， 1、温度对反应的影响温度对反应的影响较大，反应温度过高，亚氯酸钠和盐酸在常温度下能够进行反应， 投加盐酸的速度会直接爆炸危险性也相应增加。在反应过程中，亚氯酸钠会发生分解反应，可以通过控制原料和工艺水影响反应器内的温度，应有效地控制投加盐酸的速度及投加量，这样有利于提高二氧化氯气体的产率和一2 5℃之间，温度把发生器的反应温度控制在1 9 纯度。（环境和原料温度不许低于10℃，当满负荷运行时环境和原料温度不许低于15℃。） 2、反应物浓度对反应的影响盐酸的浓度对反应的影响比较大，浓度增大，反应速度加快，副产物增加且反应不易 亚氯酸钠溶液的浓度对反应的影响也最佳的盐酸反应浓度为2 0% ;控制，易发生爆炸事故，。)
二氧化氯的制备和应用（一） 摘要：介绍了制备二氧化氯和各种方法及在水处理、食品、造纸等领域的应用，表明二氧化氯新产品的开发和应用具有广阔的前景。关键词：二氧化氯制备应用 二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。沸点11 c，凝固点-59C，易溶于水。液态或气态的二氧化氯都不安定，易挥发，易爆炸。 早在1811年就由英国化学家HumphreyDavey制得，但由于二氧化氯的不稳定性使得大规模的应用受到了限制。直到近十几年来才引起人们的极大关注，国外正在积极开发和研制各种新产品，扩大应用范围。目前国际上公认二氧化氯很有开发和应用的价值，市场前景广阔。但是，二氧化氯在我国的应用尚不够广泛，为此本文将介绍有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。 1 二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备 1.1 二氧化氯的制备 1.1.1 化学法 ⑴氯酸钠还原法 以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,常用的还原剂和发生的化学反应如下方法 还原剂 化学反应
Mathieson 法 SO2+H2SO4 2NaCL03+S02+H2SO4^ 2CLO2+2NaHSO4 R1法 SO2+H2O 3NaCLO3+4SO2+3H2S —2CLO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCL R2法 NaCL+H2SO4 NaCLO3+NaCL+H2SO—4—CLO2+?CL2+Na2SO4+H2O Solvey CH3OH+H2SO4 2NaCLO3+2H2SO4+3CH4O—H—2CLO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O R5法 无水HCL NaCLO3+2HC—L —CLO2+?CL2+H2O+NaCL 有机酸法 H2C2O4+H2SO4 2NaCLO3+H2SO4+H2C2O—4—2CLO2+2CO2+Na2SO4+2H2O NO2 NaCLO3+NO—2 —NaNO3+CLO2 Na2SO3+H2SO4 2NaCLO3+Na2SO3+H2SO—4—2CLO2+Na2SO4+H2O ⑵亚氯酸钠氧化法
◆综合法二氧化氯发生系统工艺描述 如图所示，综合法二氧化氯发生系统主要由如下几个子系统组成：氯酸钠电解系统，盐酸合成系统，二氧化氯发生系统，二氧化氯吸收系统。另外还有应急环保系统（包括氢气洗涤系统，氯气吸收系统） 1、氯酸钠电解系统： 将NaCl溶液通电，产生NaClO3，并产生H2。 反应式如下： NaCl + 3H2O + 电能→ NaClO3 + 3 H2 电解产生的浓NaClO3去二氧化氯发生系统，氢气去盐酸合成系统制备盐酸。 2、盐酸合成系统 来自氯酸盐电解系统的H2与来自二氧化氯吸收系统的稀氯气和外购的Cl2一同合成盐酸，盐酸送二氧化氯发生系统。 3、二氧化氯发生系统 反应式如下： NaClO3+2.24HCl→NaCl + 0.94 ClO2 + 0.65 Cl2 + 1.12 H2O 来自氯酸钠电解系统的浓氯酸钠溶液和来自盐酸合成系统的盐酸，在反应蒸发结晶器中发生反应，生成气体二氧化氯和氯气。同时溶液在真空状态下沸点降低，水蒸发为水蒸气，稀释二氧化氯使在爆炸极限以下。生成的NaCl在溶液中结晶析出，通过盐饼过滤机滤出，用浓氯酸盐液溶解变成稀氯酸盐溶液，然后再回流到氯酸盐电解系统。 4、二氧化氯吸收系统 从二氧化氯发生系统产生的二氧化氯、氯、水蒸气混和物经过二氧化氯吸收系统，用冷水吸收得到二氧化氯溶液，未被吸收的氯气进入盐酸合成系统。 ◆ 系统特点 1、不需外购和贮存氯酸钠、酸、甲醇等原料，只要用电和氯气，适合于原料来源不便的地方。 2、生产成本低。 3、允许生产负荷浮动大，即使系统的生产负荷降到设计能力的1/3，仍能保持其效率和系统的稳定运转。 4、没有废液排放，不产生酸性芒硝液体，利于环保。 5、系统中没有氯酸钠损失，而氯酸钠-硫酸-甲醇工艺随盐饼会损失部分氯酸钠。 6、与氯酸钠-硫酸-甲醇工艺相比，系统不易结垢，不用进行复杂的煮垢操作。 7、一次性投资较高。
二氧化氯的制备 二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。沸点11℃，凝固点-59℃，易溶于水。液态或气态的二氧化氯都不安定，易挥发，易爆炸。早在1811年就由英国化学家humphrey davey制得，但由于二氧化氯的不稳定性使得大规模的应用受到了限制。直到近十几年来才引起人们的极大关注，国外正在积极开发和研制各种新产品，扩大应用范围。目前国际上公认二氧化氯很有开发和应用的价值，市场前景广阔。但是，二氧化氯在我国的应用尚不够广泛，为此本文将介绍有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。 1 二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备 1.1二氧化氯的制备 1.1.1化学法 ⑴氯酸钠还原法 以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,常用的还原剂和发生的化学反应如下:
⑵亚氯酸钠氧化法 a.与氯气反应 2naclo 2+cl 2 ══2clo 2 +2nacl b.与盐酸反应 5naclo 2+4hcl══4clo 2 +5nacl+2h 2 o c.与硫酸反应 10naclo 2+5h 2 so 4 ══8clo 2 +5na 2 so 4 +2hcl+4h 2 o d.与酸化后的次氯酸钠反应 naclo+hcl══nacl+hocl hcl+hocl+2naclo 2══2clo 2 +2nacl+h 2 o 1.1.2电解法 目前仍采用亚氯酸盐电解氧化和氯酸盐电解还原法制备二氧化氯.此法较化学法制备的二氧化氯纯度高,但要求的电极材质高,电耗也较大.因此,目前在大规模的生产中,还无法与传统的化学法竞争.在饮用水消毒工艺中,也常用电解饱和浓度的食盐溶液制取二氧化氯,但反应过程中还伴生有氯气、臭氧、氢气等其他气体。 1.2稳定性二氧化氯的制备 稳定性二氧化氯是80年代为推广应用二氧化氯而开发的新型产品。它无色、无味、无毒、无腐蚀性，不易燃，不挥发。目前该产品的生产工艺主要是氯酸盐或亚氯酸盐经酸化作用，发生高纯度的二氧化氯气体，经空气或惰性气体稀释后，