详细介绍:
衡阳饮用水消毒设备性质
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销售二部 王振勇 18663605838
二氧化氯是1811年由Humphrey Davey发现的,最初的应用是造纸业的除色和漂白。二氧化氯可以被看成是亚氯酸和氯酸的混合酸酐,在常温下为带有浅绿的黄橙色(浓度高时为红色)、是有辛辣味的有毒气体,刺激性比氯气更大。高浓度或长期接触二氧化氯会引起肺气肿等呼吸系统病变。
二氧化氯相对密度为3.09g/L,熔点-59.5℃。液态二氧化氯为红褐色,相对密度约为1.6,分子式为ClO2,分子量为67.46,具强氧化性,属易燃易爆品。二氧化氯在空气中8小时工作安全浓度<0.1mg/L, 爆炸浓度为10%。
二氧化氯分子较小,易挥发,其单质的液态和气态极不稳定,遇到电火花、阳光直射、冲击摩擦、高压(大于40kPa)或加热至60℃以上时,极易发生爆炸(液态二氧化氯比气态更容易爆炸)。当遇到易燃还原物质如与有机物质、氨、甲烷、硫化氢和PH3接触时会爆炸,而空气中和水中二氧化氯的浓度过高(分别超过10%和30%)时也会爆炸。所以工业生产中常用空气或惰性气体将二氧化氯稀释成8%--30%的浓度。当二氧化氯溶液的浓度在10g/L以下时,基本上没有爆炸危险。
二氧化氯易被硫酸吸收但不与硫酸反应,还能溶于冰醋酸和四氯hua碳之中。
二氧化氯易溶于水,浓度大约是氯气的5--10倍。在4℃时1体积水可溶解20体积的二氧化氯,水溶液的颜色为黄绿色,随浓度的增加而转成橙红色。饱和溶液的浓度为5.7%,25℃时在水中的溶解度为81.06mg/L。二氧化氯在水中是纯粹的溶解状态,基本不发生水解反应,二氧化氯分子以自由基单体存在,不水解,也不构成二聚体或多聚体的形态,所以它的消毒作用受水的pH影响极小,在水中扩散迅速。
二氧化氯的水溶液极易挥发,不稳定,通常会产生歧化反应,生成次氯酸盐和氯酸盐:
2ClO2+2OHClO2+ ClO3+H2O --
在二氧化氯发生器的原料液的计量输送设备中,其计量泵是有很大作用的,一方面是计量输送原料液的流量,使它定量加注到反应器里面,以保证原料能够按比例完成反应;另一方面是通过提供液体流动的压力,来让它在反应后直接加注到带压管网水体中。由此可以看出计量泵是长期运行的动力设备,它质量的好坏,是决定二氧化氯发生器能否长期、稳定、正常运行的关键。
温度对于二氧化氯发生器来说很重要,因此在进行反应的时候需要注意一些温度问题。
由于现场产生二氧化氯是一种化学反应,该反应同时也是吸热反应,因此它对反应釜里面的温度要求很高。根据相关实验证明,如果二氧化氯发生器的反应釜里面的反应温度在50℃时原料转化率是50%。在71℃时,原料转换率86%。在80℃时会因反应速度过快而以副反应为主,最终导致氯气产量大于二氧化氯产量。
因此使用二氧化氯发生器进行反应的时候一定要注意对温度的控制,如果出现温度下降,可以通过对原料和进气加热的方式来解决发生器加热量不足的情况,以提高反应效率,降低副产物的产生量。
二氧化氯的制备方法较多,主要可分为化学法(还原法和氧化法)和电化学法(电解法)两大类。
还原法 还原法的原理是在酸性介质中用还原剂还原氯酸钠而得到二氧化氯,主要用于工业规模化生产。采用的还原剂有二氧化硫、甲醇、盐酸等。
A)硫酸法 还原剂为二氧化硫,因酸性介质为硫酸而得名,反应式如下:
2NaClO3+SO2 2ClO2+NaSO4
B) 甲醇法:还原剂为甲醇,反应介质为硫酸,反应式为
6NaClO3+H2SO4+CH36ClO2+5H2O+6Na HSO4+CO2
本法设设备简单,操作方便,但甲醇的成本较高,且产品中常混有甲醇,对纯度和消毒的安全范围有一定影响。
C)盐酸法 还原剂为盐酸中的氯离子,酸性条件也由盐酸提供。反应式为:
2NaClO3+4HCl 2Cl02+Cl2+NaCl+2H2O
本法的特点是反应的产物氯化钠的氯都可以回收利用用于二氯化氯的再生产,系统封闭性好。当反应温度较高(约70℃)时可以获得较高的转化率和较纯的产品。
盐酸法是目前欧洲和我国的主要的工业生产方法之一国内有单位采用该工艺开发小型的二氧化氯发生装置,使生成的二氧化氯和氯在负压下进入纯化器,用亚氯酸钠还原混合气中的氯生成二氧化氯。如果使纯化后的二氧化氯进入含有稳定剂(主要成份为碳酸钠的过氧化氢)的吸收器,就可以制备稳定的二氧化所发溶液。
此外,二氧化氯的制备方法还有过氧化氢法、氯酸钠-甲醇法、氧化法、电化学法、紫外线辐射法等。
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