制備二氧化氯有哪些方法？
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2018-01-13 14:55
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二氧化氯的生產(chǎn)方法分為電解法和化學(xué)法兩種。? 其在工業(yè)上用量大（如紙漿漂白等），生產(chǎn)規(guī)模也大。生產(chǎn)的方法也很多，其中有Persson法、Kesting法等。? 在水處理上的應(yīng)用的電解法，是將食鹽溶液電解，產(chǎn)生ClO2、Cl2、O3及H2O2混合氣體、食鹽溶液電解裝置中電解槽是由不銹鋼圓筒和塑料圓筒組成。不銹鋼內(nèi)壁與塑料筒之間的部分為陰極室，不銹鋼筒為陰極。塑料筒體內(nèi)部為陽(yáng)極室，陽(yáng)極室內(nèi)有陽(yáng)極和
二氧化氯的生產(chǎn)方法分為電解法和化學(xué)法兩種。
其在工業(yè)上用量大（如紙漿漂白等），生產(chǎn)規(guī)模也大。生產(chǎn)的方法也很多，其中有Persson法、Kesting法等。
在水處理上的應(yīng)用的電解法，是將食鹽溶液電解，產(chǎn)生ClO2、Cl2、O3及H2O2混合氣體、食鹽溶液電解裝置中電解槽是由不銹鋼圓筒和塑料圓筒組成。不銹鋼內(nèi)壁與塑料筒之間的部分為陰極室，不銹鋼筒為陰極。塑料筒體內(nèi)部為陽(yáng)極室，陽(yáng)極室內(nèi)有陽(yáng)極和中性電極，以高密度石墨為中性電極。金屬陽(yáng)極表面涂有一層有較低氧化電位的金屬氧化物，陽(yáng)極室與陰極室由離子膜隔離開。電解后陰極室得到燒堿溶液，陽(yáng)極室得到含有氯、二氧化氯、過(guò)氧化氫、和臭氧的混合消毒劑。
此法以食鹽為原料電解生成的復(fù)合消毒劑，原材料易得且低廉，產(chǎn)品純度低，其中二氧化氯僅占10%左右，大多數(shù)為氯氣。電極、隔膜的使用壽命不長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用高。因此，該法目前已逐漸被化學(xué)法所取代。
在水處理上的應(yīng)用比較多的是化學(xué)法，是以氯酸鈉或亞氯酸鈉為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)來(lái)制取ClO2方法。與電解法的綜合比較如下。
根據(jù)以上的比較可知，亞氯酸鈉工藝應(yīng)是水處理用小型二氧化氯發(fā)生裝置的主流工藝，這主要是由于其原料轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品純凈、產(chǎn)品調(diào)節(jié)方便的原因。
化學(xué)法以NaClO3為原料時(shí)，產(chǎn)生ClO2的基本反應(yīng)式為：
NaCIO3+酸化劑+還原劑→CIO2+CI2+鈉鹽+H2O
式中的酸化劑可用HCl或H2SO4，催化及還原劑有SO2、NaCl、HCl、Cl2、H2O2、CH3OH、Na2SO4等。鈉鹽的酸根視所用酸化劑而定。氯酸鈉法的工藝流程見圖2-4-11
圖2-4-11 CIO2的制備流程（以氯酸鈉為原料）
①-NaClO3進(jìn)口；②-酸化劑進(jìn)口；③-還原劑進(jìn)口；④-沖洗水進(jìn)口；⑤-進(jìn)水口；⑥-ClO2溶液出口；⑦-水射器；⑧-反應(yīng)柱；⑨-增壓泵；⑩-止回閥
以NaClO3為原料時(shí)，主要有兩種方法，一種是與HCl反應(yīng)；另一種是與Cl2反應(yīng)，反應(yīng)式如下；
5NaCIO2+4HCI→4CIO2+5Naci+2H2O
2NaCIO2+CI2→2CIO2+2NaCI
亞氯酸鈉的工藝流程見圖2-4-12。
圖2-4-12 CIO2制備流程（以亞氯酸鈉為原料）
①-NaClO2進(jìn)口；②-Cl2或HCl進(jìn)口；③-沖洗水進(jìn)口；④-進(jìn)水口；⑤-ClO2溶液出口；⑥-水射器；⑦-反應(yīng)柱；⑧-增壓泵；⑨-止回閥
固體的二氧化氯產(chǎn)品大都是以亞氯酸鈉為主要原料生產(chǎn)的。
目前市場(chǎng)上發(fā)生裝置產(chǎn)生的ClO2純度變化很大。這里有很多原因，如反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不高，反應(yīng)物的殘留和發(fā)生各種副反應(yīng)，使得ClO2與一定量的ClO2-、ClO3-、Cl-、Cl2共存，只能稱為氯制劑。要提高ClO2純度必須優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)步驟和提高發(fā)生器系統(tǒng)的科技含量。實(shí)踐證明，ClO2純度達(dá)到95%以上，轉(zhuǎn)化率達(dá)70%以上的ClO2發(fā)生器是完全能夠做到的。
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