二氧化氯消毒液的制備工藝

1、氧化氯消毒液的制備工藝氧化氯是一種黃綠色具有刺激性氣味的氣體。沸點11C，凝固點-59C,易溶于水。液態(tài)或氣態(tài)的二氧化氯都不安定，易揮發(fā)，易爆炸。早在 1811年就由英國化學家Humphrey Davey制得，但由于二氧化氯的不穩(wěn)定性使得大規(guī)模的應用受到了限制。直到近十幾年來才引起人們的極大關注，國外正 在積極開發(fā)和研制各種新產(chǎn)品，擴大應用范圍。目前國際上公認二氧化氯很有 開發(fā)和應用的價值，市場前景廣闊。但是，二氧化氯在我國的應用尚不夠廣 泛，為此本文將介紹有關二氧化氯的各種制備方法及在各領域中的應用。氧化氯及穩(wěn)定性二氧化氯的制備 1.1 二氧化氯的制備 1.1.1 化學法氯酸鈉還 原法以氯酸

2、鈉為原料制備二氧化氯時 , 常用的還原劑和發(fā)生的化學反應如下： 方法還原劑化學反應 Mathieson 法 SO2+H2SO4 2NaCLO3+SO2+H2Se4 2CLO2+2NaHSO4 F法 SO2+H2O 3NaCLO3+4SO2+3H2O 2CLO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl法RNaCL+H2SO4 NaCLO3+NaCL+H2Se4CLO2+?CL2+Na2SO4+H2O Solvey CH(H2SO4 2NaCLO3+2H2SO4+3CiH4OH 2CLO2+2NaHSO4+HCHO+2H2法)R水 HCL NaCLO3+2HGtCLO2+?CL2+H2O+Na有機酸

3、法 H2C2O4+H2SO4 2NaCLO3+H2SO4+H2CEO4 2CLO2+2CO2+Na2SO4+2H2O NO2 NaCLO6+NCNaNO3+CLO2 Na2SO3+H2SO4 2NaCLO3+Na2SO3+H2 2CLO2+Na2SO4+H亞氯酸鈉氧化法A.與氯氣反應 2NaCLO2+Ct2 2CLO2+2NaCL B與鹽酸反應 5NaCLO2+4HCt 4CLO2+5NaCL+2H2O 與硫酸反應 10NaCLO2+5H2S 8CLO2+5Na2SO4+2HCL+4H2O 化后的次氯酸鈉反應 NaCLO+HNaCL+HOCL HCL+HOCL+2NaCLO22CLO2+2Na

4、CL+H2O 1.1.2電解法目前仍采用亞氯酸鹽電解氧化和氯酸鹽電解還原法制備二氧化氯 .此法較化學法制備的氧化氯純度高 ,但要求的電極材質(zhì)高 ,電耗也較大 .因此,目前在大規(guī)模的生產(chǎn)中,還無法與傳統(tǒng)的化學法競爭 . 在飲用水消毒工藝中 ,也常用電解飽和濃度的食鹽溶液制取二氧化氯 , 但反應過程中還伴生有氯氣、臭氧、氫氣等其他氣 體。1.2 穩(wěn)定性二氧化氯的制備穩(wěn)定性二氧化氯是 80 年代為推廣應用二氧化 氯而開發(fā)的新型產(chǎn)品。它無色、無味、無毒、無腐蝕性，不易燃，不揮發(fā)。目 前該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝主要是氯酸鹽或亞氯酸鹽經(jīng)酸化作用，發(fā)生高純度的二氧 化氯氣體，經(jīng)空氣或惰性氣體稀釋后，通入穩(wěn)定劑溶液中

5、吸收而成。穩(wěn)定劑主 要指碳酸鈉、過碳酸鈉、硼酸鈉、硅酸鈉等。近年來，發(fā)達國家相繼開發(fā)了固 體穩(wěn)定性二氧化氯。據(jù)報道，將硅酸鈣與二氧化氯穩(wěn)定液混和，硅酸鈣吸附溶 液中二氧化氯后可制得固體二氧化氯。除硅酸鈣外，分子篩、硅膠等多孔性物 質(zhì)也可吸附二氧化氯制固體二氧化氯。 2. 二氧化氯和穩(wěn)定性二氧化氯的應用2.1 工業(yè)和飲用水處理工業(yè)冷卻水和廢水中存在的微生物對設備產(chǎn)生微生物誘 導腐蝕，造成很大的經(jīng)濟損失。為抑制微生物的生長和繁殖，需在水處理系統(tǒng) 使用殺生劑。二氧化氯就是一種新型的有效殺生劑。它對工業(yè)水中存在的主要 菌種具有強的殺滅作用，較傳統(tǒng)的氯氣殺生劑有以下優(yōu)點：用量省，殺菌效 果好，作用快。殺

6、菌效果不受 PH值的影響，因此特別適合于合成氨等堿性水處理系統(tǒng)。殺菌的同時不會產(chǎn)生有機氯致癌物，符合環(huán)保要求。二氧化 氯的氧化性強于氯氣，能除去工業(yè)廢水中的氰化物、酚類、硫化物和惡臭物質(zhì)。降低能耗和處理費用雖然生產(chǎn)1kg的二氧化氯需耗能11.6kwh，而產(chǎn)生 1kg的氯氣為2kwh,但對于工業(yè)冷卻水，二氧化氯的日投加量約為氯氣投加量的幾十分之一，甚至幾百分之一，因此從總的成本核算二氧化氯比氯氣更經(jīng) 濟。下表列出了國外合成氨廠用氯法和二氧化氯法處理冷卻水的情況，通過兩 種方法的比較可見，用二氧化氯取代氯氣作為工業(yè)冷卻水的殺生劑可以取得更好的經(jīng)濟效益。氯法和二氧化氯法處理冷卻水工廠循環(huán)水量（t h

7、-1）氯投加量 kg/d 二氧化氯投加量 kg/d 二氧化氯法較氯法節(jié)能 kwh 二氧化氯法較氯法節(jié)約費用元/ 天 1 3300 104 2.3 144 139 26840 544 11 952 758注：氯氣按 2 元/ 千克計 , 二氧化氯按 30 元/ 千克計國外二氧化氯在工業(yè)水處理系統(tǒng)的應用始于 上世紀七十年代 .穩(wěn)定性二氧化氯產(chǎn)品的問世 , 為其在工業(yè)水處理的應用創(chuàng)造了 條件。在使用時 , 其投加方式和測試系統(tǒng)與氯相同 , 有望不久的將來 , 在我國用氧化氯代替氯氣處理工業(yè)水。 1944 年美國首先采用二氧化氯處理飲用水， 到目前已有 400 多家水廠應用二氧化氯。在歐洲自 1850

8、 年開始用二氧化氯處 理飲用水以來，目前已發(fā)展成數(shù)千家水廠在使用。二氧化氯除對一般的細菌有 殺滅作用外，對孢子、甲型和乙型肝炎病毒等也有很好的殺滅作用。二氧化氯 還可除臭、除味、脫色、除鐵、除錳，減少水中致癌物的形成，因此是理想的 飲用水消毒劑。 2.2 造紙工業(yè)二氧化氯是一種優(yōu)良的漂白劑，目前在北美、西 歐和日本幾乎全部用它代替氯氣來漂白紙漿。它作為漂白劑，能徹底去色素和 雜質(zhì)，效果極佳。本身性能柔和，不損傷纖維，迄今為止，還未發(fā)現(xiàn)有其它漂 白劑可與之媲美。據(jù)報道，造紙工業(yè)使用穩(wěn)定性二氧化氯還能有效地驅(qū)散紙漿 中的粘液及無機沉積物，從而消除紙漿中固體塊狀的形成，提高紙張質(zhì)量。2.3 食品工業(yè)

9、世界衛(wèi)生組織將穩(wěn)定性二氧化氯列為 IA 級高效安全消毒劑，在 國外已廣泛用于食品工業(yè)。利用穩(wěn)定性二氧化氯浸泡肉類、海鮮可殺死體內(nèi)病 菌，且不會使蛋白質(zhì)改性，故能有效地延長貯藏期，達到保鮮效果。穩(wěn)定性二 氧化氯也可用于魚蝦類飼養(yǎng)水的消毒、牛奶場，食品加工設備、管道、貯槽、 混合槽等的殺菌。在食品生產(chǎn)車間的墻體涂料中添加適量的穩(wěn)定性二氧化氯，6 個月可使頭可有效防止生霉。 2.4 其他方面在醫(yī)學上穩(wěn)定性二氧化氯可用于醫(yī)療器械消 毒、隱形眼鏡片消毒，殯儀館尸體防腐。還可治療白發(fā)癥，治療 發(fā)幾乎全部變黑。日本開發(fā)也了一系列固體二氧化氯新產(chǎn)品，如將二氧化氯加 入各種表面活性劑制成殺菌洗滌劑，去污能力遠遠超過了普通洗衣粉，而且可 殺死各類傳染病菌，深受家庭主婦青睞。在室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)中，裝入少量固體二 氧化氯產(chǎn)品，可保持室內(nèi)空氣清新。此外，它還可以用于