二氧化氯發(fā)生器中用亞氯酸鈉生成二氧化氯工藝分析
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1、生成技術(shù)
以亞氯酸鈉為原料的二氧化氯生產(chǎn)方法統(tǒng)稱為高純發(fā)生方法，其二氧化氯發(fā)生器被稱為高純二氧化氯發(fā)生器。它包含兩種：一種是與氯氣（可以用HCl和NaClO反應(yīng)來代替）反應(yīng)，另一種是與鹽酸反應(yīng)。其反應(yīng)方程式如下：
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + H2O
2NaClO2 + NaClO + 2HCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
從反應(yīng)方程式可見，亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)氯的最大理論轉(zhuǎn)化率只有80%，而與氯氣反應(yīng)氯的最大理論轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到100%，從而較大程度地節(jié)約亞氯酸鈉原料用量。由于前幾年國內(nèi)亞氯酸鈉原料的價格較高，導(dǎo)致二氧化氯的生產(chǎn)成本較高，推廣應(yīng)用較慢。然而目前隨著技術(shù)的改進(jìn)，亞氯酸鈉的生產(chǎn)成本大副下降，而且市場上還有25%亞氯酸鈉溶液供應(yīng)，它更經(jīng)濟(jì)更安全。以亞氯酸鈉為原料所產(chǎn)生的消毒劑中二氧化氯含量較高，一般在90%以上，該法已在發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用。
2、工藝優(yōu)劣
從反應(yīng)方程式可見亞氯酸鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化氯，無氯氣的產(chǎn)生，從而較大程度地節(jié)約亞氯酸鈉原料的用量，潛在的副產(chǎn)物氣體是氯氣，其含量不足5%，其它的雜質(zhì)離子在發(fā)生器的設(shè)計中可以得到很好的控制。實測二氧化率轉(zhuǎn)化效率達(dá)95%以上。其系統(tǒng)都具有工藝簡單、不需加溫、設(shè)備容易操作及維護(hù)、產(chǎn)物中的二氧化氯純度高達(dá)95%以上等優(yōu)點。國外的二氧化氯發(fā)生器都是采用亞氯酸鈉工藝，因為該工藝在反應(yīng)柱中負(fù)壓下瞬間反應(yīng)完全，不需要鹽酸過量，可能的副產(chǎn)物是亞氯酸根離子（ClO2-）和氯酸根離子ClO3-因為高純二氧化氯發(fā)生器的投加量很低，所以這些副產(chǎn)物離子還不足以影響人體健康。
3、工藝副產(chǎn)物
對二氧化氯（ClO2）和其無機副產(chǎn)物ClO2-和ClO3-的毒性問題國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。氯酸鈉工藝由于反應(yīng)不完全，導(dǎo)致大量的氯酸根離子進(jìn)入水中，即使投加量很低也會使水中該指標(biāo)偏高，而且其中的氯氣副產(chǎn)物跟水中有機物反應(yīng)會產(chǎn)生三氯甲烷等致癌有機物，直接危害健康。
通過實驗測定亞氯酸鈉工藝出口處的二氧化氯溶液，結(jié)果表明亞氯酸根離子（ClO2-）和氯酸根離子ClO3-的含量很低，二氧化氯純度在95%以上。因此，在常規(guī)的水消毒濃度范圍內(nèi)，它們不會對人體造成不良影響，而且通過合理的優(yōu)化，可以使它們在配水系統(tǒng)中的濃度降低到最小濃度。
無論哪種工藝，在飲用水消毒中都要求二氧化氯的純度大于90%以上，在實際應(yīng)用中才能減少和控制三氯甲烷等致癌有機物的生成；美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）則明確要求二氧化氯發(fā)生器生產(chǎn)二氧化氯的純度最少要大于95%?？梢?，在飲用水消毒中高純二氧化氯發(fā)生器較復(fù)合二氧化氯發(fā)生器更適合。
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