二氧化氯发生器设备技术要点解析
二氧化氯（ClO2），是国际上公认的最新一代广谱、高效、安全、环保的杀菌消毒剂，具有杀菌效果好、见效快、残留少、不产生抗药性等优点。世界卫生组织（WHO）和世界粮食组织（FAO）将其列为A1级高效杀菌、消毒剂；欧美等发达国家也将其广泛应用于各领域的杀菌、消毒；我国卫生部也已批准其为饮用水等杀菌、消毒剂的首选，并可作为食品添加剂使用；另外，它还具有除藻、抗霉、防腐、保鲜、除臭等功能。ClO2具有强氧化能力及高效广谱杀菌能力，并且在饮用水消毒中不会产生卤代烷烃（THMs）等三致物质（致癌、致畸、致突变），在我国自来水净化中得到广泛应用。
由于ClO2的性质不稳定，容易发生爆炸，较难储存和运输，因此目前在净水应用中都是采用二氧化氯发生器现场制备ClO2的方法。本报告主要针对水厂净水工艺特点以及消毒技术现状，从二氧化氯制备方法和发生器开始介绍，然后降解二氧化氯发生器设备的技术要点解析，最后介绍我司—青岛巨川环保科技有限公司应用蔗糖法制备高纯ClO2的设备—蔗糖还原氯酸钠法高纯二氧化氯发生器。
1.二氧化氯的制备方法及发生器种类
二氧化氯发生器制备ClO2的方法主要有化学法和电解法，化学法又分为亚氯酸盐氧化法和氯酸盐氧化法。电解法是通过电解获得ClO2，但由于ClO2的纯度低，耗电量大，设备复杂等原因，目前一般都采用化学法制备ClO2。氯酸盐氧化法常用氯酸钠和盐酸制备，产生二ClO2和Cl2的混合物；此外，还有用H2O2、尿素、蔗糖等还原剂制备高纯ClO2的方法。亚氯酸钠氧化法反应条件温和，转化率和ClO2纯度高，但由于亚氯酸钠价格昂贵，又是高危化学品，因此应用受到限制。依据制备方法，分为不同二氧化氯发生器种类。其中，氯酸盐还原法的发生器有氯酸钠盐酸法二氧化氯发生器（行业内称为复合二氧化氯发生器又叫混合型二氧化氯发生器），过氧化氢法二氧化氯发生器（R11法，又是俗称的三元法二氧化氯发生器），蔗糖还原氯酸钠法高纯二氧化氯发生器（我司新研发的设备）；亚氯酸钠氧化法的发生器一般为亚氯酸钠盐酸法高纯二氧化氯发生器（行业内习惯称为高纯型二氧化氯发生器）。
新研发产品与行业内的复合及高纯二氧化氯发生器的对比，见表1，其中蔗糖还原氯酸钠法高纯二氧化氯发生器（JCT型）比普通的亚氯酸钠盐酸法高纯二氧化氯发生器便宜69%。
表1新研发产品与行业内的复合及高纯二氧化氯发生器的对比
氯酸钠盐酸法复合型二氧化氯发生器亚氯酸钠演算法高纯型二氧
化氯发生器
蔗糖还原氯酸钠法高纯二氧化
氯发生器（JCT型）
反应化学公式NaClO3+2HCl→ClO2+
1/2Cl2+NaCl+H2O
5NaClO2+4HCl→4ClO2+
5NaCl+2H2O
NaClO3+C12H22O11+H2SO4→
ClO2+CO2+Na2SO4+H2O
反应条件及产物氯酸钠和盐酸在50~80℃
条件下反应，反应生成二
氧化氯和氯气的混合物
(理论ClO2:Cl2=2:1，实际
1.1:1~1.4:1)
亚氯酸钠和盐酸在常温下反
应，反应只生成二氧化氯，
纯度达到95%以上
氯酸钠、蔗糖复合还原剂及
50%的硫酸自发式反应，反应
只生成二氧化氯，纯度达到
95%以上
特点原料来源方便，工艺简单反应需要加热，二氧化氯
纯度低，夹带有大量的Cl2反应条件温和，转化率和
ClO2纯度高亚氯酸钠价格昂
贵，且是高危化学品
高转化率；低成本；高纯度；
自发式反应，不需要加热；稀
硫酸浓度为50%（其他方法稀
硫酸浓度多为70%以上）
成本核算产生1g有效氯：
0.00342元/克
产生1g二氧化氯：
0.0276元/克
产生1g二氧化氯：
0.0085元/克
2.二氧化氯发生器设备技术要点解析
2.1如何选择二氧化氯发生器
对于二氧化氯发生器，我们最关心的就是两个问题：如何选择二氧化氯发生器；什么是好的二氧化氯发生器？
好的二氧化氯的发生器的评判标准：一是ClO2的纯度高。二是原料的转化率高。同时满足这两点才能称之为好的二氧化氯发生器。
好的二氧化氯的评判依据：一是检测ClO2和Cl2含量，二是检测ClO3-含量。常用的方法是五步碘量法，在实验室中采用滴定的方式测定ClO2、Cl2及ClO3-的含量。该方法测定结果准确，但是需要一定的实验室基础及会操作人员，在大部分使用单位较难实现。除了五步碘量法，使用单位可以采用对比法评判好的二氧化氯发生器。选择不同的厂家的发生器，如A厂家和B厂家同样产量的设备，以同样的进药量运行同样的时间，结果检测B厂家的余氯或是余二氧化氯高，那么很明显，B厂家的二氧化氯发生器比较好。
2.2发生器设备技术要点解析
因为现在市场上以复合型二氧化氯发生器居多，因此报告以复合型二氧化氯发生器为主，从六个方面探讨一下二氧化氯发生器设备的技术要点解析：1.反应温度；2.反应时间；3.药液混合方式；4.控制进药准确性5.安全性问题6.材料及配件质量控制
反应温度
对于复合型二氧化氯发生器，反应温度主要主要影响ClO2和Cl2的比例。
现在行内复合型二氧化氯发生器的加热温度一般是50~80℃，如果＜50℃，氯酸钠的转化率低，产量低；若温度过高，ClO2纯度下降，Cl2比例增加。
但是因为厂家不同、反应釜不同、加热方式，设备的大小不同等原因导致未有统一的最适温度。
我公司经过实践，建议采取反应液加热的方式，反应液在进入发生器前加热，到达发生器时能快速、充分反应，提高转化率，双重保证了温度的稳定。
反应时间
我们现在所说的反应温度，在行业内主要是指发生器设有几级反应。因为反应时间影响药液是否充分混合，进而影响到转化率的问题。因此反应釜的大小及反应级数影响药液的停留时间，药液是否能充分反应。经过我公司在生产实践中发现，复合法二氧化氯发生器只有一级反应是不能够保证足够的停留时间。因此，建议：500g以下的小设备至少采用二级反应，随着设备产量的增大，可以设置四级甚至是六级反应。
药液混合方式
充分混合的药液保证了高转化率，建议：增加负压曝气、吹热气的方式使药液快速充分混合，提高转化率
控制进药准确性
在二氧化氯发生器中，计量泵和背压阀共同控制进药准确性。
在二氧化氯发生器使用过程中，常见原料偏流和药液虹吸（即使计量泵不进药，进药管发生自动进药现象）。可能的原因：A.一种或多种原料缺料；B.计量泵损坏或发生气阻；C.计量泵背压阀故障；D.原料过滤器堵塞或管道不顺；
E.泵头松弛。
当一种或多种原料缺料时，一定会造成原料偏流现象，这里提醒用户在使用
