二氧化氯的發(fā)生技術(shù)
二氧化氯的發(fā)生方法主要有兩種——化學(xué)法和電解法,電解法發(fā)生ClO2技術(shù)因其耗電量大,運行費用高,二氧化氯含量低,故障率高等缺陷,目前在市場上和使用中已逐漸被淘汰,在此就不再做介紹。其中化學(xué)法發(fā)生二氧化氯的技術(shù)已趨成熟,化學(xué)法分為亞氯酸鈉法和氯酸鈉法兩種。
一、亞氯酸鈉法制備二氧化氯
亞氯酸鈉(NaClO2)的摩爾質(zhì)量為90.442g/mol,Cl原子的標(biāo)準(zhǔn)氧化態(tài)是+3。純NaClO2為白色晶體或結(jié)晶狀粉末,有微吸水性,且易溶于水。
NaClO2具有氧化性,它在弱堿性溶液中是非常穩(wěn)定的,然而在強堿性中加熱,它會分解成ClO3―和Cl―。酸性條件下,ClO2-分解成ClO2、ClO3―和Cl―。
鹽酸-亞氯酸鈉反應(yīng): 5 NaClO2+4 HCl = 4 ClO2+5 NaCl+2 H2O
二、氯酸鈉法制備二氧化氯
氯酸鈉(NaClO3),無色或白色粒狀晶體,有咸味,溶于水和乙醇。氯酸鹽法置備ClO2,可采用的還原劑除二氧化硫(SO2) 和甲醇(CH3 OH)外,還有草酸(H2 C2 O2 ,)雙氧水(H2 O2 )、檸檬酸(C6 H8 O7 ),鹽酸(HCl)和甲酸(HCOOH)及其對應(yīng)的鹽、單糖(C6 H12O6)、雙糖等,還有醇類如乙醇、丙醇、異丙醇以及多元醇如丙二醇、丙三醇、乙二醇等。
以氯酸鹽為原料化學(xué)合成法生產(chǎn)ClO2有十幾種方法,基本上都是通過在強酸介質(zhì)存在下還原氯酸鹽這一途徑制得的。按還原劑的不同可分為4類:
(1)二氧化硫為還原劑的方法有馬蒂遜(Mathieson)法,大曹法、霍爾斯特(Holst)法、佩爾松(Person)法和R1法;
(2)以鹽酸為還原劑的方法有開斯汀(Kesting)法、日曹法、凱密迪(Chemetics)法和R5法;
(3)以甲醇為還原劑的方法有索爾維(Solvey)法和R8法;
(4)以氯化鈉做還原劑的方法有R2法和R3法(單容法,SVP)。
例如氯酸鈉-鹽酸反應(yīng):
2 NaClO3+4 HCl = 2 ClO2+Cl2+2 NaCl+2 H2O
二氧化氯的應(yīng)用范圍
□ 醫(yī)院污水殺菌消毒
□ 高層供水的二次消毒
□ 中水回用的消毒、除臭、脫色
□ 市政污水殺菌消毒、除臭、脫色
□ 污水處理廠殺菌、消毒
□ 城鎮(zhèn)自來水廠殺菌消毒
□ 游泳池水、景觀水殺菌消毒
□ 含氰、含酚廢水的無害化處理
□ 印染行業(yè)污水的脫色漂白處理
□ 石油注井水的殺菌消毒、除垢
□ 各種供水系統(tǒng)的消毒、除鐵、除錳、除味、脫色
□ 循環(huán)冷卻水殺菌、滅藻、粘泥剝離