二氧化氯相关应用和与CL2,次氯酸钠比较.

二氧化氯（ClO2）是汉弗莱·戴维于1811年发现的。根据浓度的不同，二氧化氯是一种黄绿色到橙黄色的气体，分子量67.45，具有与氯气相似的刺激气体，760mmHg时沸点11℃，熔点－59℃，比重为3.09g/L。空气中的体积浓度超过10％便有爆炸性，但在水溶液却是十分安全的。二氧化氯在水中的溶解度是氯的5倍，20℃、10kpa分压时达8.3g/L，在水中溶解成黄色的溶液。与氯气不同，它在水中不水解，也不聚合，在PH2-9范围内以一种溶解的气体存在，具有一定的挥发性。

二氧化氯（ClO2）中含氯52.6％，Cl-1→CL＋4的氧化过程中有5个电子转移，故其当量有效氯为52.6％×5＝263％，这表明ClO2氧化能力是Cl2的2.5倍左右。ClO2与Cl2很大的不同是ClO2是一种强氧化剂，而不是氯化剂，不产生氧化反应。因此，二氧化氯与酚反应不产异味很大的氯苯酚，二氧化氯与腐殖质及有机物反应几乎不产生发散性有机卤化物（TOX），不生成并抑制生成有致癌作用的三卤甲烷（THM），二氧化氯不与氨及氨基化合反应。二氧化氯作为一种强氧化剂，它能有效破坏水体中的微量有机污染物，如苯并芘、葸醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氢及有机硫化物、氧化有机物时不发生氯代反应。由于ClO2高效、安全、无毒，在美国，ClO2用于饮用水处理已超过50年。

二氧化氯在自来水厂的应用

二氧化氯在自来水厂的应用工艺有两种情况，一是取代氯气作为消毒剂，二是作为预氧化剂。(二氧化氯作为消毒剂、二氧化氯作为预氧化剂)

设计参数

项目预氧化最终消毒剂二氧化氯用量mg/L 1-2 0.5-1

设备选型

由于自来水厂的供水量较大，从降低运行费用和自动化控制的角度考虑，宜选用高效复合（HB）系列二氧化氯发生器。

火力发电厂的生产系统十分庞大，涉及不同专业（锅炉专业、汽轮机专业、电气专业、热工控制专业、计算机专业、化学专业、燃料专业、继电保护、环境保护、暖通专业等）、不种类型的设备上万台，主要包括输煤系统、燃烧系统、汽水系统和电气系统。主要辅助设备有冷凝器、给水加热器、各种水泵、磨煤机、除氧器及各种测量控制设备。设备的完好运行是电厂生产技术的关键所在，也是生产安全可靠的基本保证条件之一。生产系统中任一台设备的缺陷故障，都有可能影响安全生产。

凝汽器是火力发电厂的大型换热设备，其作用是将汽轮机做功后

的低温蒸汽凝结为水，以提高热力循环的效率。图1为表面式凝汽器的结构示意图。凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。在此工作过程中，由于冷却水质的不洁净，致使铜管内壁积聚了一些不利于传热的固态混合物（称之为污垢）。污垢的存在降低了换热面的传热能力，从而降低了汽轮机效率，因此必须对其进行清洗。

可见，冷凝器的主要危害来自于循环水的质量，也就说水处理的效果。主要危害有：

1. 水中矿物质和离子沉淀在冷凝器表面上。

2. 微生物及代谢产物混同循环水中的无机物和尘土形成粘泥，附着在冷凝器表面上，腐蚀管道，降低换热效率。

因此，电厂一般采用投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂的做法，来解决上述危害，但是有一些无法控制因素，使得电厂频繁的清洗冷凝器，设备腐蚀较严重，造成设备折旧加速，还使得电厂大量排出污水，造成成本升高。这些不可控制的因素是：

1. 大多电厂采用有机磷系列的缓蚀阻垢剂，无形当中它有成了微生物繁殖的营养物质。

2. 微生物无时无刻都在繁殖，有时候肉眼看不到，温度适宜时繁殖较快，才容易发现其危害。

3. 一般的杀菌灭藻剂，有的受PH的影响，有的会使微生物产生抗体。

4. 当发现藻类等微生物时，危害已经出现，投药后，使水的浊度提高，造成工厂大量排水。

针对上述情况，越来越多的电厂均采用二氧化氯杀菌灭藻，其不可替代的杀毒特点成了取代杀虫灭藻剂的最理想的产品。

应用实例：

里彦电厂基本工艺参数：

凝汽器进水温度：200c 凝汽器进水温度：330c

循环水流量：3.4-3.7万m3 循环水量(两台)：3.5万m3

由此可见：

循环水时间大约一小时左右，温度在20-330c之间（温度不影响二氧化氯的杀毒效果）

二氧化氯在水中的检测浓度不小于0.3ppm

设备选型：3.5×105×0.3×10-6=10.5×10-3

因此，

方案一：选型SFI10000的在3-10月份，9个月的时间，每天工作

2个小时，杀菌两次。

方案二：选型SFI5000的在3-10月份，9个月的时间，每天工作4个小时，杀菌两次。

一、成本分析：

方案一：每克有效氯0.004元

每年的费用：10000×0.004×2×30×9=21600元

方案二：每克有效氯0.004元

每年的费用：5000×0.004×4×30×9=21600元

循环冷却水系统倾向于采用碱性有机磷系配方作为水质稳定剂，这就为菌藻的繁殖提供了营养源，细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物利用水中的营养物质大量繁殖。以这些微生物为主体，混杂泥砂、无机物和尘土等，形成生物粘泥附着与堆积，因而产生粘泥故障，引起设备、管道的局部腐蚀、堵塞等不良问题，降低换热器的热交换效率，甚至使管道穿孔，设备损坏。因此，必须在循环冷却水中投加杀生剂，以控制微生物的生长。

虽然液氯最广泛地应用于冷却水中的微生物，但在许多特殊的情况下，二氧化氯更有优势、更有效、更经济。例如：当冷却水具有较高的pH值、含氮量和有机物含量时，二氧化氯的优势就显得尤为突出。因为二氧化氯的杀菌效果受环境pH值的影响较小，它可在较宽的pH值范围内保持稳定的杀菌作用。二氧化氯不会与氨反应生成杀菌效力低的氯胺，而且它与有机物反应性低，不易被水中的有机物消耗，不会形成氨化有机物。另外，二氧化氯的杀菌速度快，在水中的衰败期长，药效持久，且二氧化氯不与有机磷等水质稳定剂发生沉淀反应，对水质稳定剂的缓蚀阻垢作用没有影响。二氧化氯对金属设备腐蚀实验表明：70-110 mg/L的二氧化氯对不锈钢和铜基本无腐蚀，20～70mg/L的二氧化氯对碳钢基本无腐蚀，所以二氧化氯在循环水中的杀菌浓度低于80mg/L，不会对设备造成腐蚀。由此可见，二氧化氯是一种值得广泛推广的循环水杀菌除藻剂。

据《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-95）之规定，工业冷却循环水中的有效氯的投加宜采用冲击性定期投加，每隔1-3天投加一次，余氯量宜控制在0.5-1.0mg/L以内，投加量按循环水量计，投加量为2mg/L（总量），则循环水每次有效氯投加总量（克）=每小时循环水量（吨/小时）×每吨投加有效氯的量为2克/吨（mg/L）。

设备选型：

设备型号（克/小时）= 每次有效氯投加总量（克）/ 每次投加时间（一般选白天8小时）。

循环水量小于2000吨的系统一般选择每小时有效氯产量500克的设备。

由于工业循环水系统在运行中自动化程度较高，有效氯需求量较大，为降低运行成本，一般应选高效复合二氧化氯发生器。