国产二氧化氯制备系统的研发及应用
- 格式:pdf
- 大小:793.09 KB
- 文档页数:7
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 + H2O106.5/1.56 +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。
二氧化氯发生技术的进展二氧化氯是一种优良的消毒剂和强氧化剂,被崇为第4代消毒剂,是世界卫生组织(WTO)和世粮农组织(FAO)推荐的A1级广谱、安全和高效消剂。
二氧化氯以其独特的氧化性能在纸浆漂、水处理和杀菌消毒等领域的应用不断增长。
作纸浆的漂白剂,其应用越来越普遍,至今还未发现种在成本、纸浆白度与强度方面超过稳定性二氧氯的替代品。
二氧化氯是强氧化剂,是取代氯气最佳水处理剂;也是理想的化学消毒杀菌剂。
许国家已先后颁布法令,推荐或强制在食品添加剂、疗卫生、水产养殖、饮用水处理或其他水处理领域诸多行业中使用稳定性二氧化氯。
二氧化氯在带压情况下极易爆炸,压缩或储存二氧化氯的诸多尝试,无论是单独或同其他气体结合,在商业上均未成功,因而通常在使用地点现场制造。
二氧化氯发生技术分为化学法和电解法,电解法由于其经济性的原因发展缓慢,而化学法已趋成熟,根据主要原料的不同又可分为亚氯酸盐法和氯酸盐法。
笔者主要介绍亚氯酸盐法和氯酸盐法发生二氧化氯的技术进展。
1 亚氯酸盐法该法以亚氯酸钠为主要原料,尽价格昂贵,但在酸性等温和条件下极易释放出二氧化氯,因而广泛用于小型二氧化氯发生器中。
目前,以亚氯酸钠为原料发生二氧化氯的方法主要有酸化法、氯气氧化法、过硫酸盐氧化法、二氧化碳法等,不同的方法化学反应方程式见表1。
采用亚氯酸盐法的二氧化氯发生器的产品纯度高,反应速度易于控制。
酸化法是实验室合成二氧化氯的常用方法,工艺简单,但反应缓慢,如德国ProMinent○RBello Zon和法国德格雷蒙公司的二氧化氯发生器。
Olin 自来水公司采用氯水溶液-亚氯酸盐技术,法国CIFEC和美国里约林达(Rio Linda)公司采用气体氯-亚氯酸盐技术。
而二氧化碳法需要催化剂,其中NaClO2的转化率大于85%,产品超纯。
加拿大斯特林纸浆化学品(Sterling Pulp Chemicals)公司开发的ECFTM技术,比普通二氧化氯发生器发生的二氧化氯纯度高,达98.4%,并且仅用NaClO2为原料,易于调节和控制。
二氧化氯的制备方法二氧化氯(ClO2)是一种重要的化学品,具有强氧化性和消毒能力,广泛应用于水处理、工业生产和医疗卫生等领域。
下面将介绍几种常见的二氧化氯的制备方法。
1.二氯化钠酸化法:将二次氯化钠固体(NaClO2)溶解在水中,然后加入酸(如盐酸)进行酸化反应。
反应过程中生成的二氯化钠(NaCl)被进一步氧化为二氧化氯。
反应方程式如下:4NaClO2+4HCl→4ClO2+2H2O+2NaCl此方法操作简单,并且生成的二氧化氯浓度较高。
2.氢氧化钠酸化法:将二氯化钠固体溶解在水中,然后加入氢氧化钠进行酸化反应。
反应过程中生成的二氯化钠被氧化为二氧化氯。
反应方程式如下:3NaClO2+2NaOH→2ClO2+NaCl+NaClO3+H2O该方法中,氢氧化钠作为酸化剂,同时产生了多余的氯酸钠(NaClO3)。
3.过硫酸盐法:将过硫酸钠固体溶解在水中,然后加入二氯化钠进行反应。
反应过程中生成的过硫酸钠(Na2S2O8)与二氯化钠反应生成二氧化氯。
反应方程式如下:2NaClO2+Na2S2O8+2H2O→2ClO2+2NaHSO4+NaCl该方法中,过硫酸钠作为氧化剂,在反应中被还原为硫酸钠(NaHSO4)。
4.氯酸钠酸化法:将氯酸钠溶解在水中,然后加入酸进行酸化反应。
反应过程中生成的氯酸钠被氧化为二氧化氯。
NaClO3+2HCl→ClO2+H2O+NaCl该方法操作简单,但由于氯酸钠的价格相对较高,制备成本较高。
总结:以上是几种常见的二氧化氯的制备方法,它们有各自的特点和适用范围。
在实际应用中需根据具体情况选择适合的制备方法,并注意操作安全。
二氧化氯是一种有毒气体,应严格控制其浓度和排放,防止对环境和人体健康造成危害。
二氧化氯的制取一、引言二氧化氯是一种强氧化剂,具有广泛的应用领域,如水处理、消毒、漂白等。
本文将介绍二氧化氯的制取方法及其工艺流程。
二、二氧化氯的制取方法1. 常温常压法常温常压法是制取二氧化氯的一种常用方法。
具体步骤如下:(1)将氯气通过液体二氧化硫中,生成氯气溶液。
(2)将氯气溶液通过激光照射或电解的方式,将氯气转化为二氧化氯气体。
(3)利用冷凝器将二氧化氯气体冷却成液态二氧化氯。
2. 高温高压法高温高压法是另一种常用的制取二氧化氯的方法。
具体步骤如下:(1)将氯气通过液体二氧化硫中,生成氯气溶液。
(2)将氯气溶液通过高温高压反应器,反应生成二氧化氯。
(3)利用冷凝器将二氧化氯冷却成液态。
三、二氧化氯的工艺流程1. 氯气制备氯气是二氧化氯制备的原料之一。
常见的氯气制备方法有电解法和氯化法。
其中,电解法是最常用的方法,通过电解食盐水或氯化铵溶液,产生氯气。
2. 二氧化硫制备二氧化硫是二氧化氯制备的另一个原料。
常见的二氧化硫制备方法有燃烧硫磺和矿石还原法。
其中,燃烧硫磺是最常用的方法,通过将硫磺燃烧产生二氧化硫气体。
3. 氯气溶液制备将氯气通过液体二氧化硫中,生成氯气溶液。
这一步骤可以在常温常压下进行。
4. 二氧化氯制备将氯气溶液通过激光照射或电解的方式,将氯气转化为二氧化氯气体。
这一步骤可以在常温常压下进行,也可以通过高温高压反应器进行。
5. 二氧化氯液体制备利用冷凝器将二氧化氯气体冷却成液态二氧化氯。
这一步骤可以在常温常压下进行。
四、二氧化氯的应用领域1. 水处理二氧化氯可以用于水处理,能有效杀灭水中的细菌、病毒和寄生虫等微生物,净化水质。
2. 消毒由于二氧化氯具有强氧化性,可以用于消毒。
它可以杀灭空气中的细菌、病毒,保持空气清洁。
3. 漂白二氧化氯也可以用于漂白过程。
它可以去除纸浆中的色素和杂质,使纸张更加白净。
五、结论二氧化氯的制取方法主要包括常温常压法和高温高压法。
其工艺流程包括氯气制备、二氧化硫制备、氯气溶液制备、二氧化氯制备和二氧化氯液体制备。
二氧化氯技术方案范文一、产品简介1.二氧化氯是新一代的广谱杀菌剂和高效氧化剂,已广泛应用于各种水处理。
与其它消毒剂相比,二氧化氯具有以下明显优点:广谱、高效、不受pH值和氨浓度的影响,尤其是不与水中的有机物产生消毒副产物,使消毒后的水中三卤甲烷的含量大大降低,成为水处理中安全、高效的消毒产品。
2.我单位自创立之初就致力于二氧化氯消毒技术的研究与开发,在二氧化氯的制备、分析、应用等方面积累了深厚的理论基础与丰富的实践经验。
公司开发的HB系列二氧化氯发生器,采用最新的发生工艺,具有运行费用低、操作简单、规格齐全、性能优良等优点。
发生器最低产量100g/h,最高可达15kg/h,并具有手动、电动、全自动等三大系列,可根据不同用户的需要提供最佳的消毒处理方案。
3.HB系列二氧化氯发生器可应用于自来水、高层建筑二次供水、游泳池水、食品加工用水、循环冷却水的杀菌、杀藻、除臭,以及医院污水、含氰含酚废水、印染废水等污水的净化和脱色处理。
4.二氧化氯发生器采用化学反应原理,亚氯酸钠水溶液与盐酸在负压条件下,经供料系统定量输送到反应系统中,形成一定浓度的二氯化氯混合消毒液,然后接入待处理水中。
5.化学法二氧化氯投药装置可根据加氯后检测的余氯信号变化自动调节计量泵的加药量,从而达到改变二氧化氯产气量及投加量的目的,避免二氧化氯的过量及欠量,做到经济高效。
消毒系统做到无需执守。
二、工作原理1.HB系列二氧化氯发生器,以盐酸和亚氯酸钠为原料,进行二氧化氯与氯复合消毒剂的生产,发生器的发生原理如下:55NNaaCCllOO222++44HHCCll==55NNaaCCll++44CCllOO222++22HH222OO2.原料消耗:生产1克二氧化氯消耗亚氯酸钠0.55g,盐酸1.3g,折合人民币约0.04元化学法二氧化氯发生器工艺流程图3.两种原料药剂分别通过相应的计量泵准确计量后,按比例投加到反应器中,反应器采用多级反应,可使转化率达90%以上,ClO2含量85%以上。
二氧化氯的工业制备二氧化氯是一种常用的强氧化剂,具有较强的杀菌消毒能力,在工业上被广泛应用于水处理、漂白剂生产等领域。
下面将介绍二氧化氯的工业制备过程。
一、工业制备二氧化氯的原理二氧化氯可以通过以下反应得到:2NaClO3 + 4HCl → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O + 2NaCl二、工业制备二氧化氯的步骤1. 选用合适的原料和设备。
通常使用氯酸钠(NaClO3)和盐酸(HCl)作为原料,同时需要选择合适的反应设备,保证反应的安全进行。
2. 混合原料。
按照一定的比例将氯酸钠和盐酸混合,形成反应物溶液。
通常采用连续进料的方式,即将氯酸钠和盐酸分别加入反应槽中,控制好进料速度和比例。
3. 反应生成二氧化氯。
混合原料后,通过控制反应温度和反应时间,使得反应物发生化学反应,生成二氧化氯。
4. 分离纯化二氧化氯。
由于反应产物中可能还包含其他气体或杂质,需要对反应产物进行分离纯化。
通常采用冷凝、吸附等方法,将二氧化氯从反应混合物中分离出来,得到纯净的二氧化氯。
三、工业制备二氧化氯的注意事项1. 安全操作。
由于二氧化氯具有较强的氧化性和毒性,操作人员应佩戴防护设备,并按照安全操作规程进行操作。
2. 控制反应条件。
反应温度、反应时间等条件的控制对于反应效果和产物纯度具有重要影响,需要合理调控。
3. 设备维护保养。
反应设备需要定期维护保养,防止设备老化或损坏对反应过程产生影响。
4. 废气处理。
二氧化氯反应产生的废气需要经过处理,避免对环境造成污染。
四、工业制备二氧化氯的应用领域1. 水处理。
二氧化氯具有较强的杀菌消毒能力,广泛应用于自来水、游泳池、污水处理等领域,可以有效杀灭细菌、病毒和藻类。
2. 漂白剂生产。
二氧化氯作为一种强氧化剂,可用于漂白剂的生产,如纸浆漂白、织物漂白等。
3. 化工原料。
二氧化氯还可以用作一些化工反应的氧化剂,参与有机合成反应等。
总结:工业制备二氧化氯是通过混合氯酸钠和盐酸,控制反应温度和时间,分离纯化产物等步骤完成的。
本技术提供了一种缓释二氧化氯的杀毒纳米材料及其制备方法和应用,属于消毒材料领域。
本技术通过将载体即以纳米二氧化硅作为主成分的多孔物质浸泡到含二氧化氯的溶液中,使二氧化氯吸附到二氧化硅的表面,过滤、干燥后,得到能够缓慢释放低浓度的二氧化氯,并能应用于人存在的环境中的灭菌杀毒纳米材料。
本技术提供的制备方法制备的材料在灭菌杀毒时,被吸附的二氧化氯与载体表面的物理吸附的水和化学吸附的水反应成大量的活性基团·OH,并同时缓慢释放二氧化氯气体,二者协同作用,使所述材料最终表现出高效优异的灭菌杀毒性能。
技术要求1.一种缓释二氧化氯的灭菌杀毒纳米材料的制备方法,包括以下步骤:将载体在含二氧化氯的溶液中浸泡,然后依次进行过滤和干燥,得到缓释二氧化氯的灭菌杀毒纳米材料;所述载体为以纳米二氧化硅作为主成分的多孔物质。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述载体的制备方法包括:将粒径为1~100nm的纳米二氧化硅溶胶、无水乙醇、去离子水按照体积比为(0.75~1.5):(1~3):(6~8)的比例混合得到混合溶液,调节所述混合溶液的pH值为7.4~7.6,之后进行干燥,得到载体。
3.根据权利要求1~2任一项所述的制备方法,其特征在于,所述载体的粒径为2~4mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含二氧化氯的溶液中二氧化氯的浓度为5~20wt%。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述含二氧化氯的溶液和载体的质量比为(21~26):10。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述浸泡的温度为24~26℃,浸泡的时间为18~26h。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述干燥为自然晾干。
8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到的缓释二氧化氯的灭菌杀毒纳米材料。
9.权利要求8所述缓释二氧化氯的灭菌杀毒纳米材料在灭菌杀毒方面的应用。
技术说明书一种缓释二氧化氯的杀毒纳米材料及其制备方法和应用技术领域本技术涉及消毒材料领域,尤其涉及一种缓释二氧化氯的杀毒纳米材料及其制备方法和应用。
二氧化氯的应用简介更新时间:09-9—4 15:18摘要:简单介绍二氧化氯在消毒领域及其他领域的应用关键词:二氧化氯消毒氧化一、概述二氧化氯的分子式为ClO2,是一种随浓度升高颜色由黄绿色到橙色的气体,具有与氯气相似的刺激性气味.二氧化氯易溶于水,溶解度约为氯气的5倍。
与氯不同,二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体形式存在,不发生水解反应.早期二氧化氯的研究主要集中于二氧化氯的漂白功能,因而被广泛应用于造纸、纺织等行业。
二十世纪七十年代中期以后,人们发现,传统的加氯消毒法会形成致癌的三卤甲烷等消毒副产物。
因此二氧化氯的应用不断增加,随着二氧化氯发生工艺的不断完善,二氧化氯在饮用水消毒、脱色除臭和工业循环冷却水杀菌灭藻以及工业废水、生活污水中有毒有害物质的降解净化方面都有了广泛的应用。
二、二氧化氯在消毒领域的应用综合现有的研究成果,二氧化氯作为水处理消毒剂,与其他消毒剂相比,主要具有如下五大明显优点:1)二氧化氯能直接氧化水中的腐殖酸(HA)或黄腐酸(FA)等天然有机物,不与其形成三卤甲烷等氯化物,能大大降低消毒后水中三卤甲烷(THMs)等氯化消毒副产物的含量。
2)二氧化氯与氯气不同,在水中不发生水解,不与水中的氨氮反应,因此其杀菌效率不受水落石出pH 值和水中氨氮浓度的影响。
3)二氧化氯能有效地氧化去除水中的藻类、酚类及硫化物等有害物质,对这些物质造成的水的色、嗅和味,具有比氯气更佳的处理效果,出水水质更好。
4)二氧化氯能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等。
5)能在水中维持较长时间的持续杀菌能力,具有可检出的残余量.因此,二氧化氯是被世界卫生组织确认的一种安全、广谱、高效的杀菌剂。
目前已广泛用于饮用水消毒、循环冷却水的杀菌灭藻、城镇生活污水及中水回用工程、医院污水消毒、游泳池水消毒、油田注井水处理等应用领域.三、二氧化氯在其他领域的应用二氧化氯的化学性质非常活泼,一般在酸性条件下具有很强的氧化性。
二氧化氯在自来水消毒中的应用摘要:氯在自来水消毒方面一直被广泛应用,并且其具有良好的消毒灭菌功效,但氯消毒会产生一些对人体有害的物质,因此对水消毒技术也有了更加深度的研究。
本文就此问题展开,较为系统地讲解了二氧化氯在自来水消毒中的应用,并着重介绍了二氧化氯消毒的优点。
关键词:饮用水消毒;优点;二氧化氯0引言生活饮用水采用氯消毒已有近百年历史,它在杀灭细菌病毒、和浮游生物等方面发挥了重要作用。
20世纪70年代中期,人们发现氯消毒会与水中有机质发生反应产生对人体有害的氯仿等有机卤代物等物质,因此引起世界各国高度重视,从而研究采用其它饮用水消毒措施。
但是在近期,人们发现氯会同水中的一些有机物质发生反应,产生对人体有害的三氯甲烷以及氯苯等有机氯化物。
这些物质对于人体是一种长期的危害,成为了世界人民关注的热点话题,各国政府纷纷开始寻找能够替代氯进行消毒的物质。
目前美国、加拿大已经开始使用二氧化氯对饮用水以及生活用水进行消毒。
而在意大利不仅仅是生活用水使用二氧化氯进行消毒灭菌,化工用水以及生产用水系统也开始使用二氧化氯,因为二氧化氯在生物污染的预防上也十分有效。
另外,德国大部分生活用水也已经使用了这种新型的消毒剂。
1二氧化氯性能及制备常温条件下,二氧化氯为带有浅绿色的黄色有毒气体,毒性比氯大,有辛辣味,高温、阳光直射、遇到电火花等易发生爆炸。
易溶于水,具有较弱的水解作用,其气体及液体状态不稳定,只能现场制备使用。
二氧化氯在处理微生物中,能够很好的氧化细胞中含硫基的酶,使得蛋白质中的氨基酸氧化分解失去功能,微生物死亡。
二氧化氯通过发挥强氧化性的作用高效杀死细菌。
其消毒作用和氯消毒比较接近,出水残留浓度比氯低,并且能够有效杀死细菌、藻类、芽孢等,具有很好的杀菌效果。
并且二氧化氯能够在pH值在6-10中保持杀菌性能的不变,能够适应较广的范围,液氯的范围则相对较小,并且二氧化氯和水中的杂质反应的速度也比氯快,具有很强的杀菌性能,并且在实际操作上也较为安全简便。
二氧化氯的制备方法及发生装置袁耀平(北京海德威水处理公司 北京 100044) 摘 要 通过对现有二氧化氯的制备方法及发生装置研究比较,探讨开发适合商业性小规模分散用户使用的一种新的二氧化氯发生装置。
关键词 二氧化氯;二氧化氯稳定液;二氧化氯发生装置1 前言二氧化氯(ClO2)是汉弗莱・戴维于1811年发现的。
根据浓度不同,它是一种从黄绿色到橙红色的气体,具有与氯气相似的刺激性气味。
沸点11℃,易溶于水(溶解度约为氯气的5倍),易溶于四氯化碳等液体。
二氧化氯中含氯为52.6%,因此Cl+4→Cl-1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%,这表明二氧化氯的氧化能力是Cl2的2.5倍左右。
它被广泛用于饮用水、医院污水、工业循环冷却水、工业废水、纸浆漂白、水产养殖、家禽宰杀、室内卫生、啤酒制造等领域的消毒、灭菌、除藻、防腐、保鲜、氧化及漂白脱色等。
由于其具有不受pH值影响,不生成三卤甲烷致癌物,不与氨及氨基化合物反应,处理过的水体不引起染色体致突变等优点,而被世界卫生组织(W HO)、美国食品药物管理局(FDA)和美国环境保护署(EPA),确认是一种安全、高效、广谱型消毒杀虫剂〔1〕,应用前景良好。
但二氧化氯受紫外线照射或受热后会渐渐分解,空气中体积浓度超过10%便有爆炸性,使其生产、运输和贮存都较为困难。
通常需要现场发生,就地使用。
市场上二氧化氯制备方法常见有二种,一种是二氧化氯稳定液,另一种是二氧化氯发生器。
2 二氧化氯稳定液的制备稳定性二氧化氯为无色、无味、无毒、无腐蚀性、不易燃、不挥发、不易分解、性质稳定、便于贮存。
使用时用酸性活化剂活化即可。
制造上一般是用亚氯酸盐经过酸化,产生高纯度的二氧化氯气体〔2〕。
反应式如下: 3ClO-2+2H+→2ClO2+ClO-+H2O再经吸收处理后,将其稳定在惰性溶液中。
惰性剂有碳酸钠、氢氧化钠、过硼酸盐、过碳酸钠、硼酸盐、双氧水等。
二氧化氯用于造纸厂水净化系统造纸厂从碱性或重型抄纸中获得了巨大的利润,但同时许多工厂也面临生物迅速生长的困扰,尤其在白水系统愈加封闭的情况下。
这不仅导致纸机效率下降和腐蚀加快,而且纸张洞眼等质量问题也较为严重。
在温度为40-50°C、白水系统封闭运转的工厂中,小型二氧化氯系统具有光明的应用前景。
纸机试验说明,Ekahemicals公司的ClO2发生器作为经济有效的腐浆防治剂是一种明智的选择。
欧洲的几个工厂已经证实ClO2在防止微生物膜的产生和减少细菌方面具有有效作用。
使用ClO2进行水处理的有点有:●杀菌效果不受PH值的影响;●可提供能抑制细菌再生的残留的残留物;●可去除和防止微生物膜的形成;●可氧化铁,锰和硫化物;●不产生AOX和THM(三卤代甲烷)等有毒有机卤化物;●细菌对ClO2没有抵抗力;●在工厂废水中不残留任何有毒的最终物质。
ClO2用于可能会产生微生物污染的部位,包括清水、供水、生产用水、废水、冷却水以及白水等。
1、问题的出现一些好氧菌和孢子在细胞周围产生黏液层或者包囊。
多聚糖构成的黏液层保护细胞不受温度和PH值变化以及养分缺乏等条件的损害。
但腐浆很容易吸附在硬物表面并形成沉积。
细小纤维和胶粒在微生物膜上的黏附加速了沉积物的生长,纸厂每年都会耗用大量杀菌剂处理这些沉积物。
杀菌剂有一定的积极作用,但也带来许多问题。
典型的氧化杀菌剂(如HOCl、HOBr、过氧酸和ClO2)和非过氧化性杀菌剂(如异二样噻唑、戌二醛和苯乙酮)都可以用来控制微生物的生长。
#hc360分页符#2、ClO2的特性ClO2是一种明亮的黄绿色气体,易溶解但不易水解。
ClO2气体或水溶液不能运输。
因此,一般在现场制备,但是,ClO2纯水溶液十分稳定。
无光照和污染时,低温下ClO2纯水溶液可以在液体罐或空容器中安全放置几天。
ClO2的反应特性与HOCl和HOBr等强氧化酸有很大不同。
溶解在水中的ClO2依然是气体,所以在PH值10以下时ClO2的消毒能力保持性对稳定。
纸浆漂白用二氧化氯制备系统发展史自1811年英国化学家汉弗莱·戴维(Humphvy David)用硫酸将氯酸钾酸化制得二氧化氯气体以来,近两百年间,二氧化氯的制备与应用已进入了一个飞速发展的时期,它以其优良的氧化性与漂白性广泛地渗入了农产品加工、造纸、制革和纺织业、循环冷却水和废水处理,油类和燃气工业、水产养殖业以及医疗场所等领域中的应用在逐年增加。
在1881年以前,有不少人制备出了二氧化氯,如米隆,他于1843年用盐酸将氯酸钾酸化获得一种黄绿角气体,随即将这一气体吸收在碱性溶液中,获得亚氯酸盐(以及次氯酸盐),但制备出的气体中的二氧化氯并没有被识别。
直至1881年卡扎罗利﹒舍恩拉科才鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。
上世纪20年代,德国曾备出较纯的二氧化氯,德国生物学家艾里克·施米德(Eric Schmidt)于1921年在制备木片标本时,使用二氧化氯溶去木素而剩下碳水化合物后,发现木片标本被漂白了,于是二氧化氯作为纸浆的漂白剂有了初步的认识,但因制造工艺复杂、毒性大、成本高、产品不稳定、易爆炸、腐蚀性强,当时尚未大量工业应用。
直到1930年马蒂逊(Methieson)制碱公司研究成功工业生产二氧化氯的方法(以SO2做为还原剂还原用硫酸酸化的氯酸钠制备ClO2),1940在美国首次实现工业化生产二氧化氯,但生产的二氧化氯是用于生产亚氯酸钠,1946年加拿大和瑞典的纸浆厂开始用二氧化氯使用漂白剂漂白纸浆。
1946年加拿大拉普逊(Rapson)教授发明了制备二氧化氯新法(R1),并同年在加拿大魁北克和瑞典实现工业化生产。
R1法仍采用马蒂逊法的SO2还原NaClO3制备氯酸钠,与马蒂逊法不同的是拉普逊法没有向反应体系中加入硫酸,而是利用SO2被氧化氯后生成的硫酸来维持反应体系的酸平衡。
此法副反应多,产品不纯,其使用与推广受到了限制。
后来,教授又开发成功R2法,R2法的还原剂氯化钠还原用硫酸酸化后的氯酸钠,生成二氧化氯与氯气的混合气体,二氧化氯用冷冻水吸收,剩余的氯气用石灰乳吸收制备漂白液。
国产二氧化氯制备系统的研发及应用穆超银(成都锦兴绿源环保科技有限公司都江堰市611830)
摘要:本文介绍了二氧化氯的物化性质及漂白机理,阐述了国内外二氧化氯制备的方法和发展历程。对国产二氧化氯制备系统的工艺技术及应用进行了探讨。首套国产二氧化氯制备系统的成功运行,填补了国内空白,打破了国外公司长期垄断中国二氧化氯制备系统的局面,为加快造纸装备的国产化和造纸工业的跨越式发展做出了贡献。关键词:二氧化氯、制备方法、研发、造纸装备、国产化
1二氧化氯及其化学性质二氧化氯是国际公认的强力广谱的消毒剂和高效环保的漂白剂,广泛用于水处理净化消毒、纸浆漂白、卫生防疫、食品保鲜等领域。它以独有的特性和卓越的功效被誉为环境友好产品。二氧化氯是黄绿色具有窒息性臭味的有毒气体,分子式CLO。,分子量67.5,熔点-59℃,沸点11℃,具有强氧化性,氧化能力是氯气的2.63倍。二氧化氯气体易溶于水,水溶液在阴凉、避光和密封条件下较为稳定,当溶液或空气中二氧化氯浓度高于10%时,易发生低水平爆炸,二氧化氯在遇光、遇热、高浓度、重金属、铁锈、电火花、有机物时易分解,分解成氯气和氧气。它不能被浓缩也不适合储存运输,只能现配现用。
2二氧化氯漂白的机理及优势二氧化氯是通过游离基放出原子氧对木素发色基团进行氧化来实现漂白。由于二氧化氯的氧化电位高于木素发色基团,低于纤维,因此,具有优良的选择性漂白特性。在漂白过程中对纸浆木质素的去除率高而对纤维损伤较小,它能低成本,高效率地将纸浆漂至高白度,同时还能维持纸浆的高强度。使用二氧化氯漂白的纸张白度高、白度稳定、不返黄,纸张强度高、柔性好,采用二氧化氯漂白可使漂白废水中所含的可吸附有机卤化物(AOX)很少,漂白废水色度和毒性低,对环境的污染小。二氧化氯漂白技术是目前世界上公认的环保、高效的纸浆漂白方法,又称无元素氯漂白工艺(简称ECF技术),在欧美发达国家得到普遍应用,二氧化氯在漂白方面的优越性是其它任何漂白剂都无法比拟的。二氧化氯是纸浆厂改造和新建纸浆厂首选的优良漂白剂。
3国内外二氧化氯制备的方法及发展历程1811年英国化学家汉弗里・戴维(HumphreyDavid)发现了二氧化氯。1930年美国马缔逊化学品公司研制成功二氧化氯生产工艺,首次实现了工业化生产。1946年加拿大拉普逊教授发明了制备二氧化氯的新方法,命名为R系列,并开始应用于纸浆漂白。1951年美国阿崃德公司开发出索尔维(Solvery)法,以甲醇为还原剂。我国从1966年开始,化工部天津化工研究设计院就进行二氧化氯制备系统的研发,由于当时设备和仪表的腐蚀问题未得到解决使研究中止。2000年至2004年山东山大华特科技股份有限公司联
5台科研设计、机械制造及造纸企业研制二氧化氯制备系统.因工艺路线选择不合理而终止。成都锦兴绿源环保科技有限公司自1996年开始从事二氧化氯发生技术及其产品的研发,先后研制成功复合洁、高纯浊水处理专用一氧化氧发生器,2006年二氧化氯制备系统中试取得成功,2009年9月26日酋套国产二氧化氯制备系统次开车成功,填补了国内卒白。20lO年8月28日第二套国产二氧化氯制备系统又一次开车成功,结束了中国不能牛产二氧化氯制备系统的历史。二氧化氯是由氯酸盐在酸性介质中与一种还原剂反应生成的,反应可以在常压条件下进行,也可以在真空条件下进行。其反应原理:C103+盯+R(还原剂);C102+H扣使用不同的酸和还原剂及不同的副产品利用方法便形成了不同的二氧化氧制各方法.分别称为RI~R13法(参见下图),所采用的酸为盐酸或硫酸,j丕原剂主要有氧化钠、二氧化硫、甲醇、双氧水、盐酸等。目前,国内外主要采用氯酸钠甲醇还原法和综合法制备二氧化氯。
、一、王艺方法,,一7二氧化氯制备方法的分类图4二氧化氯制备系统二氧化氯制各系统是集化工、机械、电器、仪表、控制等于一体的二氧化氯生产装置。由于该系统同时具有强氧化剂、强酸、高温、剧毒和易爆的特征,因此对工艺技术、设备材质、测量仪表及控制技术要求更加苛刻。4.1甲醇还原法二氧化氯制备系统以甲醇为还原剂,在硫酸和水的介质中还原氧酸钠生成二氧化氟。制各原理:6NaCL0,+4HzS0,+CH]0B-6CL02+2N‰H(SO{)2+C02+SH20该系统主要由供料系统、反应系统、吸收系统、冷砾系统、芒硝过滤系统、尾气处理系统、控制系统和安全保护系统组成。4.1.1工艺技术根据二氧化氯的物理化学性质和制备的技术特征,经过反复对比和验证,采用快速混合、真空浓缩、结晶分离和母液循环工艺制备二氧化氯,该工艺技术先进、生产能力及反应效率高、原料转化率高、运行成本低、产量变化易于调节、产品纯度高。使用先进可靠的DCS控制系统,精确控制工艺参数、原料投加比例、二氧化氯产量和浓度,实现了装置运行的高度自动化,操作简单,运行管理方便。采用真空浓缩结晶工艺从母液中提取芒硝,母液全部返回系统中重复使用,达到既降低生产成本,又减少污染物排放的目的,对环境不产生任何影响。根据物料性质和使用温度的不同分别选用钛材、乙烯基酯树脂FRP、聚四氟乙烯及不锈钢等耐腐蚀材料。该系统全部使用进口高品质仪表及阀门,实现了设备长期连续稳定运行。为确保系统安全可靠运行,系统设置了故障联锁停机、自动终止化学反应、自动泄压等多级安全保护系统。4.1.2工艺流程磕酸槽车一..-JI..一
C102制备工艺流程方框图一如上图所示,氯酸钠、甲醇和硫酸溶液按比例送入发生器,发生器在一定的温度和压力条件下运行,通过母液循环泵使母液在发生器与再沸器之间循环,氯酸钠溶液从循环泵进口前加入,硫酸和甲醇从再沸器出口加入。随着原料的加入发生反应生成C102气体和酸性芒硝。系统内的水同时被蒸发,水蒸汽作为C102气体的稀释剂。从发生器排气管出来的C102混合气体进入间冷器,大部分的水蒸汽被冷凝,C102气体浓度得到提高。经过冷却的C102气体进入吸收塔,用7℃的冷冻水吸收,调节冷冻水的流量以获得所需浓度(109/L)的C102溶液。系统产生的尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的C102后排入大气。副产品酸性芒硝悬浮液用泵送入真空转鼓过滤机,分离出芒硝晶体,母液和滤液返回发生器重复使用。酸性芒硝晶体落入溶解槽,用热水溶解接近饱和溶液(约30%),再用泵送至碱回收车间黑液回
7收系统利用。也可采用复分解法制得商品芒硝。该系统的主要设备有发生嚣、再沸器、间冷器,循环泵、吸收塔、过滤机、蒸汽喷射器等4.1.3技术经济指标原科及动力清耗表消耗定额序号名称规格
备注
(/tcl仉)
氯酸钠100{l计i.65t
2硫酸10帏计1.Ot3甲醇100%计016t冷冻水5~7℃100tltCl啦lOg/L二氧化氯
5密封水0.35肝a(g)3t/tCl如30~32℃工艺用电380V240kWh/tCl“不舍玲冻机和照明7低压蒸汽04肿a(g)4St/tel晚
8中压蒸汽1O-12MPa(g)3Ot/tcl幔
9仪表用气0.6k口a(g)
3∞0/tcl如
41.4系统特点该系统的主要特点是投资较少、运行成本较低、操作简单、管理方便、产品纯度高、反应速度快、运行及停止快速方便、二氧化氯收宰高,但副产品较多。4.1_5应用领域甲醇还原法二氧化氯制备系统适合交通便利、投赍少、电力紧缺和二氧化氯需求量不大的用户。4.2综合法二氧化氯制备系统以氯化钠为原料电解生成氯酸钠,再与盐酸反应生成二氧化氯、氯气和氯化钠。副产品氯化钠返回到电解槽生产氯酿钠,氯气与电解氯化钠生威的氢气台成生成盐酸,如此周而复始形成闭路循环制备系统(参见原理图)。反应原理:NaCLO一2HCL:cLO±+O.5CIn+NaCL+H20NaCL+3H20=NaC如+3H2
CLf}1t2=2HCL综合掊制备系统主要由氯酸钠电解单元,盐篓塞一戤囤
生单元组成。删
综台涪脯鲁幕统原理圈4.2.1工艺技术421工艺技术综合法是用盐酸代替甲醇还原法的硫酸和甲醇,与氯酸钠反应生产二氧化氯、氯气和氯化钠,并利坩二氧化氯制备产生的副产品氯气和氯化钠生产所需的原料氯酸钠和盐酸,实现了无需外购氯酸钠、硫酸、甲醇和没有副产品外排的低成本循环运行。本系统集二氧化氯发生、氯酸钠电解及盐酸合成于一体,仅需补充少量氯气即可制各二氧化氯,运行成本更低。生产过程除二氧化氯溶液外,无其它副产品产生,对环境不造成任何污染。该系统采用高效真空循环反应工艺和完善的联锁保护装置,确保运行稳定可靠。使用DCS控制系统,精确检测和控制生产过程,易于操作,便于管理。4.2.2上艺流程
综合法制备系统工艺渲程国氯酸钠电解单元:氯酸钠是生产二氧化氯的原料.它是电解槽通过电解盐水得到的产物。在电解槽中的氯化钠和水经过一系列反应后堆终生成氯酸钠和氢气,反应式如下:NaCI+3H,O—§‰NaCIO,+3H,t
氯化钠来源于二氧化氯发生单元的稀氯酸钠溶液中的氯化钠,副产物氢气用于台成盐酸。电解生成的浓氯酸钠溶液从反应器溢流进入浓氯酸钠喂料槽,然后用泵输送到二氧化氯芨生单元。氢气离开气液分离器后经过冷却,一部分进八盐酸合成单元,另一部分经氢气洗涤塔洗涤后捧空。氧酸钠电解单元的主要设备包括氯酸钠反应器、电解槽、冷却器、气液分离器、整流器、阴极保护装置、氨气吹扫系统。