[發明專利]一種復合二氧化氯生產裝置及其生產方法

無效

• 申請號: 200810039595.6
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN101314461A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 樊金紅;徐文英;馬魯銘;吳德禮;王紅武
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B11/02
• 分類號: C01B11/02;C25B1/26
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于復合二氧化氯制備技術領域，具體涉及一種復合二氧化氯的生產方法。

背景技術

消毒是水處理過程的一個關鍵步驟，它的主要作用是殺滅水中的病原細菌和其它對人體健康有害的微生物，水處理中常見的消毒劑主要包括4種：Cl₂、RNH₂Cl、O₃和ClO₂。

有關專家對水處理中常用的4種消毒劑進行了比較，指出殺菌能力為：O₃＞ClO₂＞Cl₂＞RNH₂Cl；消毒持久性順序為：RNH₂Cl＞ClO₂＞Cl₂＞O3；對環境危害性為：Cl₂＞RNH₂Cl＞ClO₂＞O₃；成本費用為：O₃＞ClO₂＞RNH₂Cl＞Cl₂。因此，二氧化氯是4種常用殺菌消毒劑中綜合性能最好的，其安全性被世界衛生組織列為A1級，是一種公認的氯系消毒劑最理想的更新換代產品。

二氧化氯的制備方法按其所用的原料和工藝特點，大致可將其分為：氯酸鹽還原法、亞氯酸鹽氧化法和電解法。

氯酸鹽還原法是目前工業上主要采用的方法，根據所用的還原劑、工藝條件和后處理的不同，該法又主要可分為以下多種方法：

①以氯化鈉為還原劑的方法

2NaClO₃+2NaCl+2H₂SO₄→2ClO₂+Cl₂+2Na₂SO₄+2H₂O

②以鹽酸為還原劑的方法

NaClO₃+2HCl→ClO₂+1/2Cl₂+H₂O+NaCl

該方法最大的缺點是在二氧化氯產生的同時還有約占二氧化氯產量一半的氯氣產生，由于氯氣的大量存在，從嚴格上講，已經失去了投加二氧化氯的最基本的意義，即降低水中三氯甲烷的含量；由于氯酸鈉的轉化率在實際運行中通常不足50％，這使得在投加量較高時，大量未反應的氯酸鈉進入配水系統中，這不但是原料浪費的問題，而且使水中剩余的ClO₃^-的濃度較高，造成二次污染；并且，氯酸鈉是炸藥和火柴的原料，它的管理儲存不僅要滿足化學危險品的要求，還要滿足炸藥原料的管理要求。

亞氯酸鈉氧化法被稱為高純二氧化氯發生方法，該方法又分為以下幾種：

①氯氣氧化法：2NaClO₂+Cl₂→2ClO₂+2NaCl

②自氧化法：5NaClO₂+4HCl→4ClO₂+5NaCl+2H₂O

③次氯酸鹽氧化法：2NaClO₂+NaOCl+2HCl→2ClO₂+3NaCl+H₂O

不管哪一種方法，從反應方程式可見亞氯酸鈉反應轉化成二氧化氯，無氯氣的產生，從而較大程度地節約亞氯酸鈉原料的用量。尤其是以亞氯酸鈉和氯氣為原料的二氧化氯發生器的最大理論轉化率可達100％，但氯氣容易發生爆炸，儲存運輸也比較困難。

隔膜電解食鹽方法制取二氧化氯是80年代后期開發出來的新工藝，它以食鹽水為電解質，電解槽由不銹鋼圓筒和塑料圓筒組成。不銹鋼內壁與塑料筒之間的部分為陰極室，不銹鋼圓筒為陰極。塑料筒體內部為陽極室，陽極室內有陽極和中性電極，中性電極選用高密度石墨。陽極室與陰極室由離子隔膜隔開。目前采用該方法制取的二氧化氯純度較低，一般在30％以下，同時混有Cl₂、H₂O₂、O₃等，且氯氣的含量較高，從理論上說產品用于消毒實踐中，不可避免會有氯化消毒副產物的產生。

發明內容

本發明在電解食鹽水產生氯氣、次氯酸鈉的基礎上，提供一種復合二氧化氯的生產方法。