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二氧化氯制备研究及发展趋势

发布时间:2021-09-02 访问量: 0

摘要:二氧化氯是一种黄绿色的气体,其具有刺激性气味,且和臭氧、氯气味道相似,其凝固点为 -59℃,沸点为11℃,其易溶于水,并以纯粹的溶解气体形式存在于水中,其不容易产生水解反应。当受到光照照射或是较高温度情况下,会产生 ClO 2 - 和 ClO 3 - ,而且其受热也非常容易分解,产生氧和氯,所以在存放时应当要将其放在阴凉部位,防止阳光直射。除此之外该气体会对人体健康产生威胁,具有和氯气类似的毒性,会对人体的呼吸器官以及眼睛造成侵蚀,如若次气体浓度较高,还会侵入人体的中枢神经,严重的还会导致人死亡。当前国家所规定在空气中二氧化氯浓度不得超过0.3mg/m 3 。

1、二氧化氯的性质

二氧化氯是一种黄绿色的气体,其具有刺激性气味,且和臭氧、氯气味道相似,其凝固点为 -59℃,沸点为11℃,其易溶于水,并以纯粹的溶解气体形式存在于水中,其不容易产生水解反应。当受到光照照射或是较高温度情况下,会产生 ClO 2 - ClO 3 - ,而且其受热也非常容易分解,产生氧和氯,所以在存放时应当要将其放在阴凉部位,防止阳光直射。除此之外该气体会对人体健康产生威胁,具有和氯气类似的毒性,会对人体的呼吸器官以及眼睛造成侵蚀,如若次气体浓度较高,还会侵入人体的中枢神经,严重的还会导致人死亡。当前国家所规定在空气中二氧化氯浓度不得超过0.3mg/m 3

2、二氧化氯制备研究

于二氧化氯性质较为活泼,所以不容易进行运输与存储,所以,通常都是采取现场制备方式来进行。一般情况下都是应用化学反应原理的二氧化氯发生器来制备,且结合实际使用原料类型可以划分成亚氯酸钠工艺与氯酸钠工艺

2.1、氯酸钠工艺

该工艺的原料主要是盐酸与氯酸钠,反应式为 NaClO 3 +2HCl=ClO 2 +1/2Cl 2 +NaCl+H 2 O。但是经过大量实验结果显示,在此工艺中,二氧化氯有效转化率仅约1/2,并且极易受到盐酸浓度以及反应温度所影响,因此,只有要维持反应温度在70℃左右并且增加盐酸浓度方可以有效提升二氧化氯的转化率,不过如此一来就会大大增加了盐酸过剩量以及副产物氯气产率,导致反应产物中氯气含量增多。而因为存在大量氯气,导致水中三氯甲烷含量减少,加上其转化率仅有1/2,所以致使在增加投加量同时,由需要没有发生反应的氯酸钠进入水中,存在较多 ClO 3 - 在水中,产生二次污染。

2.2、亚氯酸钠工艺

2.2.1 亚氯酸钠加盐酸工艺该 工 艺 原 理 在 于 5NaClO3 +4HCl=4ClO2 +1/2Cl2 +5NaCl+2H2O。此工艺所生产二氧化氯纯度不低于95%,具有较高产率,且无需加温,设备易操作与维护,工艺简单。但是此工艺成本略高,由于其本质是氧化还原反应,所以在理论上来说,

会存在20% 亚氯酸钠还原为 NaCl,所以实际上其转化率最高仅有约80%,使得成本大大增加。此外,因为需要到大量盐酸,所以需要使用较多空间来进行原材料存储,占地面积较大。

2.2.2 亚氯酸钠加氯气工艺该工艺原理在于2NaClO2 +Cl2 =2ClO2 +2NaCl。其具有以下几方面优点 :第一,反应中盐酸可以使用氯气来替代,使得亚氯酸钠转化率得到有效提升,减少运行成本,而且还能防止在运输、存储以及投放环节对患者环境所产生影响,提升设备自动化运行程度。第二,此工艺能够结合具体需求来单独添加氯气或是单独生产二氧化氯,可以切实满足水质变化需求。第三,使用该项工艺所生产二氧化氯其 pH 值与中性想接近,所以能够长时间进行存储且不会出现歧化反应。

3、稳定性二氧化氯溶液制备

一般先是将纯度较高二氧化氯气体制作出来,随后将其吸收至含有稳定剂水溶液当中,便能获得稳定性二氧化氯水溶液。通常情况下稳定剂可分为有机与无机两种,其中又以无机盐应用较广。

3.1、使用无机盐稳定制备剂

把获得二氧化氯气体通过稳定过硼酸钠、硼酸钠、过碳酸钠、碳酸钠水溶液中吸收,让二氧化氯含量达到2%~5%,通常情况下其稳定时间能够达到20多d。

3.2、使用有机盐稳定制备剂

根据1 ∶ 1的比例将硅酸钙和液体稳定性二氧化氯混合,或是使用多孔物质,如硅胶、分子筛来吸收二氧化氯气体,将其制作成为分装或颗粒状等多种固体稳定性二氧化氯产品,其稳定性要更强。

4、二氧化氯发展趋势

二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂最理想的替代品,在世界发达国家已得到广泛的应用。世界卫生组织WHO及联合国粮食农业机构FAO一起组成的食品添加物专家委员会JECFA对该产品的安全性进行了评审,其安全等级ADI(人体摄取容许基准)为A1级消毒剂(即便被食用也很安全)。是消毒技术中唯一获此认证者。世界卫生组织(WHO)和美国环境组织(EPA)、中国卫生部等,公认二氧化氯为新时代绿色消毒剂,具有无三效(无致癌、无致畸、无致突变性),有三效(广谱、高效、快速)和除臭、保鲜、除藻、漂白的奇特功能,已编入卫生法规进行使用。

四川雅诗吉生物科技有限公司位于成都高新技术开发区,隶属于四川齐力科技集团,是一家集科研、生产、销售和服务于一体的高科技生物环保企业。致力于推动公共卫生事业的发展,为改善生态环境、保护人类生命健康做贡献。公司主要从事空气净化、物表消毒、食品保鲜、水产养殖动保、植物病虫害防止等方面的产品研制及其应用开发。

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