二氧化氯制备_使用和安全性评述
二氧化氯的制备及应用
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二氧化氯的制备及应用【摘要】简略介绍二氧化氯的制备方法及其在不同领域中的应用,并且对二氧化氯的前景和展望做一简略介绍。
【关键词】二氧化氯(ClO2)稳定性消毒剂应用制备[12]二氧化氯是汉费莱.戴维(Humphvy Davy)于1811年发现的。
二氧化氯ClO2在自然界中是以单体游离基形式存在,常温下是一种黄绿色气体,具有类似氯气的刺激性气味。
沸点11℃,凝固点-59℃,密度为3.09g/L。
二氧化氯分子量是67.45,常温常压下二氧化氯在水中的溶解度约为氯气的5倍,易溶于水,为2.9g/L,溶解形成黄绿色的溶液。
液态或气态的二氧化氯都不稳定,易挥发,易爆炸,不便储存和运输.由于其分子中含有奇数个电子,具有很高的化学活性,是一种较强的氧化剂,其氧化能力为氯气的2.6倍。
所以,自20世纪40年代实现工业化生产以来,CIO2在纸浆漂白、消毒杀菌、保鲜除臭、水质净化和废物处理等方面得到了广泛的应用,成为风靡欧、美和13本等发达国家的新一代消毒杀菌剂,具有高效、广谱和快速等优点。
本文将介绍简单有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。
一、二氧化氯的制备有关二氧化氯的研究一直很活跃,目前仅成型的生产工艺就有10多种,概括起来可分为3大类,及还原法、氧化法和电解法[1-11]。
1)还原法根据所选用的还原剂的不同,有二氧化硫法,盐酸法、硫酸(氯化物)法、甲醇法等。
以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,发生的化学反应如下:马蒂逊法:2NaClO3+SO2+H2SO4══2ClO2+2NaHSO4R1法:3NaClO3+4SO2+3H2O══2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaClR2法:NaClO3+NaCl+H2SO4══ClO2+½Cl2+Na2SO4+H2OR3法:NaClO3+NaCl+2H2SO4══ClO2+½Cl2+2NaHSO4+H2OR5法:NaClO3+2HCl══ClO2+½Cl2+H2O+NaCl有机酸法:2NaClO3+H2SO4+H2C2O4══2ClO2+2CO2+Na2SO4+2H2O NaClO3+NO2══NaNO3+ClO2 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4══2ClO2+Na2SO4+H2O 甲醇法(R8法):2NaClO3+2H2SO4+3CH4OH═=2ClO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O 现在加拿大已对R8[12]法进行了改进,研究出了制备二氧化氯的R10法,它可使制取二氧化氯的酸碱消耗量降低20%-50%。
浅谈CLO-SUb-2-/SUb-在水处理中的应用体会
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浅谈CLO2在水处理中的应用体会分析和探讨二氧化氯的安全制取,及在水处理中应用的优缺点,以便趋优避短,及时采取措施,更好用于生产。
标签:CLO2;水处理;应用2006年11月,我司购进深圳欧泰华2000系列二氧化氯发生器,现场制取CLO2以代替液氯进行水的消毒。
经两年多来的实际生产运行,效果良好,现将CLO2在我司水处理中的应用体会与大家共同商讨,以便趋优避短,更好用于生产。
一、二氧化氯的制备安全二氧化氯因其较少的消毒副产物和高效、低毒、快速、广谱优越的消毒性能已成为国际公认的氯系列消毒剂中最理想的更新换代产品。
为能安全制取二氧化氯,二氧化氯发生器要求安装在室内工作,避免阳光直射,通风良好,设备置于同一房间,室内温度控制为:5-40℃,地面要求贴地砖,并设有冲洗用水源和排水下水道,且在墙壁下部安装排风扇,因二氧化氯气体比重比空气大。
所以只有在适合的工作环境才能使设备安全运行;我司采用的该套CLO2发生器,其制备是密封系统内进行,采用盐酸还原法,即以氯酸钠为原料,在盐酸还原作用下产生CLO2,反应式如下:2NaCLO3+4HCL→CL2+2CL O2+NaCL+2H2O,该系统基本可做到随时配料,随时制取;其设备可操可控,互保功能强,安全性高;尾气也可重新抽入循环水中,不会污染环境,不必设尾气吸收装置;制备和投加场地、设备洁净、美观、安全。
二、二氧化氯有助于水处理且可减少三卤代烃的形成二氧化氯是一种氧化剂,具有强的氧化性,能破坏影响混凝的有机物和亚铁氧化成三价铁等,以促进凝聚作用。
CLO2溶于水后,释放出新生态【O】来氧化分解水中有机物,杀灭病菌、藻类,不产生氯化作用而形成潜在的致癌物质;也不会产生与酚类反应,避免出现氯臭味,改善饮水的味感,得到用户欢迎。
我司榕江水厂原水是微污染水体,富含有机物质,水处理难度大。
使用CLO2后,水处理效果有明显改观。
目前,榕江水厂采用CLO2预氧化处理,结合石灰助凝,强化混凝作用,大大地提高混凝沉淀的效果,保证出厂水水质。
二氧化氯制法与作用
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二氧化氯制法与作用小伙伴们!今天咱就来好好唠唠二氧化氯这玩意儿,看看它是咋制备出来的,又有啥神奇的作用。
一、二氧化氯的制法。
咱得知道,二氧化氯的制备方法还挺多样的,下面就给大家介绍几种常见的。
1. 氯酸钠与盐酸反应法。
这种方法呀,就是让氯酸钠和盐酸这俩家伙来一场“化学反应大派对”。
具体反应过程呢,就是氯酸钠和盐酸混合后,在一定条件下就会发生反应,生成二氧化氯。
反应方程式是这样的:2NaClO₃ + 4HCl = 2ClO₂↑ + Cl₂↑ + 2NaCl + 2H₂O。
不过这里要注意哦,这个反应会产生氯气,氯气这东西可是有点小危险的,所以操作的时候可得小心点儿。
2. 亚氯酸钠与氯气反应法。
亚氯酸钠和氯气相遇,也能制造出二氧化氯哦。
这个反应就像是两个小伙伴相互配合,完成了一个神奇的魔法。
反应方程式是2NaClO₂ + Cl₂ = 2ClO₂↑ +2NaCl。
这个方法相对来说,操作起来可能会稍微容易控制一点,不过氯气的使用还是得谨慎呐。
3. 亚氯酸钠与酸反应法。
亚氯酸钠和酸也能玩出二氧化氯来。
比如亚氯酸钠和硫酸反应,5NaClO₂ + 2H₂SO₄ = 4ClO₂↑ + NaCl + 2Na₂SO₄ + 2H₂O 。
这种方法在一些特定的场合可能会比较常用,不过同样要注意反应条件和操作安全哟。
二、二氧化氯的作用。
二氧化氯这小家伙,作用可真是不少,在好多领域都能大显身手呢。
1. 杀菌消毒。
二氧化氯可是杀菌消毒界的“高手”。
它能破坏细菌、病毒这些微生物的细胞结构,让它们没办法再“兴风作浪”。
不管是在饮用水消毒、医院环境消毒,还是食品加工行业的消毒,都能看到它的身影。
比如说在游泳池里,加入适量的二氧化氯,就能把那些可能让我们生病的细菌给消灭掉,让我们可以放心地在水里玩耍。
2. 漂白作用。
它在漂白方面也是一把“好手”。
可以把一些有颜色的物质给“变没”,让东西变得白白净净的。
像在造纸工业中,二氧化氯就经常被用来漂白纸张,让纸张变得更白更亮,而且还不会像一些传统的漂白剂那样,对纸张的质量造成太大的影响。
稳定性二氧化氯的制备与应用
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稳定性二氧化氯的制备与应用
稳定性二氧化氯是指在一定条件下,具有较高的活性和较低浓度的二氧化氯,可以维持一段时间而不会降解。
它具有杀菌、消毒和除藻等功能,广泛应用于食品、饮用水、饲料、生活用水等行业。
一、制备方法
1. 二氧化氯气体法:将氯气与水反应,可得稳定性二氧化氯溶液,这是最常用的制备方法。
2. 含氯合物显色剂法:将含氯合物显色剂与水混合,可得稳定性二氧化氯溶液。
3. 氯化钠溶解法:将氯化钠溶解在水中,可得稳定性二氧化氯溶液。
4. 硝酸盐法:将硝酸盐与水混合,可得稳定性二氧化氯溶液。
二、主要应用
1. 食品行业:稳定性二氧化氯可用于杀菌、消毒和防腐,对减少食品中的有害细菌、病毒和真菌有重要作用。
2. 饮用水行业:稳定性二氧化氯可用于消毒及去除水中的有害微生物,以保证饮用水安全卫生。
3. 饲料行业:稳定性二氧化氯可用于消毒及去除饲料中的有害微生物,以保证饲料的安全性。
4. 生活用水行业:稳定性二氧化氯可用于消毒及去除生活用水中的有害微生物,以保证用水安全。
二氧化氯的使用安全性
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二氧化氯的使用安全性根据本质特性,化学消毒剂在储存操作和使用时存在风险,二氧化氯也不例外。
所以需要对这些杀菌剂高度关注,确保安全操作。
其实如果有正确的储存设施、结构材料、张贴标签和放置,通过恰当的培训,使用合适的防护装备和正确的处理设备,可以进行安全使用和处理。
首先需对二氧化氯前体的特点进行特殊关注,人们对这些不常用的化学品可能有错误的理解。
二氧化氯的前体是亚氯酸钠,亚氯酸钠溶液与酸、有机物、还原剂或者氯供体接触,将会发生反应生成二氧化氯气体,因此需要将亚氯酸钠溶液远离这些材料储存。
存放处有清晰明显的标签和标识,并对操作人员进行培训以采用正确的卸货、搬运方式,装卸搬运中应该采取必要的防护措施,保证亚氯酸钠溶液的飞溅洒漏不对人员产生危害。
另外需要注意在使用中确保其他的物质不要装入亚氯酸钠储存设备里。
亚氯酸钠溶液在使用时经过活化反应生成二氧化氯,二氧化氯留存于溶液中便是我们需要的物质——二氧化氯消毒液。
经过专有的高效活化技术,溶液中转化生成的二氧化氯纯度较高,且原料转化率达95%以上。
由于二氧化氯纯度较高,所以其在使用时安全性相应较好。
作为第四代消毒剂的二氧化氯,高效、安全、无污染,已被世界卫生组织列为A1级消毒剂。
二氧化氯是目前国际公认的一种高效,低毒,快速,广谱的第四代新型灭菌消毒剂。
是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。
美国环境保护署和食品药物管理局批准,广泛应用于食品保鲜、加工、饮用水的消毒杀菌除臭等,日本作为食品添加剂管理和使用。
在我国大量使用的氯气和含氯的次氯酸钠等消毒剂,在杀菌的同时,又带来游离氯对各种有机物的氯化作用,而产生氯酚、三氯甲烷、二恶英等致癌物,严重危害人类的健康。
二氧化氯是高效强氧化剂,其杀菌原理靠的是强氧化作用,因为二氧化氯是在分子状态下完成杀菌消毒的,消毒过程中无氯化作用因此不产生氯酚、三氯甲烷及二恶英等致癌物质。
二氧化氯杀菌消毒,它可有效地氧化微生物细胞内含巯基的酶,还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来杀灭微生物。
二氧化氯使用方法
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二氧化氯使用方法二氧化氯是一种具有强氧化性能的化学物质,可用于消毒和净化水源、空气等环境中的有害物质。
下面将从二氧化氯的定义、制备方法、使用注意事项以及常见的应用领域等方面进行详细介绍。
一、二氧化氯的定义二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,其化学式为ClO2。
它具有很强的氧化性能,能有效杀灭细菌、病毒、真菌和其他有害微生物,同时能分解有机物和氯化副产物。
二、二氧化氯的制备方法常见的二氧化氯制备方法有两种:酸法和碱法。
1. 酸法制备:将硫酸与亚氯酸反应,生成亚氯酸氯根离子和离子氧并释放出二氧化氯气体,然后通过净化设备去除杂质得到纯净的二氧化氯气体。
2. 碱法制备:将氯气气体通入氢氧化钠溶液中,经氧化反应生成二氧化氯溶液,再通过蒸发和冷凝得到纯净的二氧化氯气体。
三、二氧化氯的使用方法1. 水源消毒:将适量二氧化氯粉末或液体投入水中,通过搅拌或循环泵进行混合,使二氧化氯充分接触水体中的有害微生物,起到杀菌消毒的作用。
具体投药量根据水质、水量和所需消毒效果而定。
2. 空气净化:可以将二氧化氯溶液或气体喷洒或释放到空气中,使其接触空气中的有害气体和微生物,具有净化空气、消除异味的效果。
使用时注意通风,避免浓度过高对人体造成伤害。
3. 食品消毒:对生鲜食品、水果、蔬菜等进行消毒处理。
可以将食品浸泡在含有二氧化氯的水中,或使用二氧化氯溶液喷洒在食品表面,消除细菌、病毒和其他有害微生物。
4. 医疗领域:二氧化氯可以用于医疗设施、手术室、病房、药品包装等的消毒和灭菌。
注意在使用时选择适当的剂量和处理方法,以确保消毒效果和安全性。
5. 工业应用:二氧化氯广泛应用于造纸、纺织、化工、食品加工等工业领域,用于漂白纸浆、除去颜色、净化废水等。
四、二氧化氯的注意事项1. 二氧化氯具有一定的毒性,使用时要佩戴适当的防护用品,如手套、口罩、护目镜等,以确保安全。
2. 使用时要遵循正确的使用方法和剂量,严禁超量使用。
3. 二氧化氯遇到明火或高温会发生爆炸,存储和使用时要注意避免接触火源。
19 稳定性二氧化氯的性质及其制备和应用
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稳定性二氧化氯是一种抗菌剂,由于其低毒性和高效性,在食品、医药、农业及其他行业
中得到广泛应用。
一、性质:
1. 物理特性:稳定性二氧化氯是无色或浅黄色的液体或固体;本品密度大约为1.5g/cm3 ;易溶于水。
2. 化学特性:本品在常温常压条件下不易分解。
3. 抗生物作用:本品具有强大的杀伤力对各类微生物(如大多金黄色念球菌)。
二、制备方法:
1. 通过盐酸-乙酰胺反应制备:将盐酸逐步加入乙酰胺中,然后加入少量NaOH,即可得到所
要的稳定高浓度的ClO2;
2. 通过HCl-NaClO2反应制备:将HCl逐步加入NaClO2中,然后加入少量KOH,即可得到所
要的稳定高浓度的ClO2;
三、应用:
1. 生物学上使用: 由于该剂对人体无毒耐受性好,因此在食品工业领域广泛使用作为保存剂;
2. 工业领域使用: 还广法工厂净化巡航员之间使电子都会领留断裂形式凝回装備
之间使雾化装備之间使雾化装備之间使雾化装備之间。
二氧化氯的制备方法
![二氧化氯的制备方法](https://img.taocdn.com/s3/m/00991912e97101f69e3143323968011ca300f7a3.png)
二氧化氯的制备二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。
沸点11℃,凝固点-59℃,易溶于水。
液态或气态的二氧化氯都不安定,易挥发,易爆炸。
早在1811年就由英国化学家hu mphre y davey制得,但由于二氧化氯的不稳定性使得大规模的应用受到了限制。
直到近十几年来才引起人们的极大关注,国外正在积极开发和研制各种新产品,扩大应用范围。
目前国际上公认二氧化氯很有开发和应用的价值,市场前景广阔。
但是,二氧化氯在我国的应用尚不够广泛,为此本文将介绍有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。
1 二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备1.1二氧化氯的制备1.1.1化学法⑴氯酸钠还原法以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,常用的还原剂和发生的化学反应如下:⑵亚氯酸钠氧化法a.与氯气反应2naclo2+cl2══2clo2+2naclb.与盐酸反应5naclo2+4hcl══4clo2+5nacl+2h2oc.与硫酸反应10nacl o2+5h2so4══8clo2+5na2so4+2hcl+4h2od.与酸化后的次氯酸钠反应naclo+hcl══nacl+hoclhcl+hocl+2naclo2══2clo2+2nacl+h2o1.1.2电解法目前仍采用亚氯酸盐电解氧化和氯酸盐电解还原法制备二氧化氯.此法较化学法制备的二氧化氯纯度高,但要求的电极材质高,电耗也较大.因此,目前在大规模的生产中,还无法与传统的化学法竞争.在饮用水消毒工艺中,也常用电解饱和浓度的食盐溶液制取二氧化氯,但反应过程中还伴生有氯气、臭氧、氢气等其他气体。
1.2稳定性二氧化氯的制备稳定性二氧化氯是80年代为推广应用二氧化氯而开发的新型产品。
它无色、无味、无毒、无腐蚀性,不易燃,不挥发。
2024年二氧化氯的安全操作及危害(三篇)
![2024年二氧化氯的安全操作及危害(三篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/65e3674411a6f524ccbff121dd36a32d7375c734.png)
2024年二氧化氯的安全操作及危害黄绿色或黄红色气体。
有类似氯气和硝酸的特殊刺激臭味。
液体为红褐色,固体为橙红色。
熔点-59℃。
沸点11℃。
气体密度3.09g/L。
易溶于水,溶于碱溶液、硫酸。
具有强氧化性,其有效氯是氯的2.6倍,与很多物质都能发生剧烈反应。
腐蚀性很强。
二、危险性⒈遇热水则分解成次氯酸、氯气、氧气,受光也分解,其溶液在冷暗处十分稳定。
受热或受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时,能促进分解并易引起爆炸。
若用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时,爆炸性降低。
⒉具有强烈刺激性。
接触后主要引起眼和呼吸道刺激,引起咳嗽、喷嚏、气急、胸闷以及流涕、流泪等眼、鼻、咽喉部刺激症状及体征。
吸入高浓度可发生肺水肿。
国外曾报告过2例急性中毒,其中死亡1例,空气中本品的浓度低于51mg/m3。
长期接触可导致慢性支气管炎。
皮肤接触高浓度溶液,可引起强烈刺激和腐蚀。
三、主要用途常用的二氧化氯溶液的浓度为8~10g/L,主要用于纸浆和纸、纤维、小麦面粉、淀粉的漂白,油脂、蜂蜡等的精致和漂白,引用水的消毒杀菌处理。
四、安全操作指南⒈包装可用聚氯乙烯桶包装,每桶净重20L或100L。
也可用钢瓶包装。
包装容器的桶身上应加贴化学品安全标签,标签的编写应符合国家标准《化学品安全标签编写规定》(GB15259-xx)。
包装上应明显注明怕热标志。
⒉运输铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。
采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。
钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。
严禁与易燃物或可燃物、还原剂、食用化学品等混装混运。
夏季应早晚运输,防止日光曝晒。
公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。
铁路运输时要禁止溜放。
应使用危险品运输车辆运输。
运输时运输车辆手续证件齐全,符合国家标准或法律法规对安全的要求;运输和押送人员应进行相应的专业技术、安全知识和应急救援的培训,要了解所运载危险品的性质、危害性和发生意外时的应急措施。
二氧化氯的制备
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二氧化氯的制备二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,在生产和使用时必须尽量用稀有元素气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。
因此,二氧化氯的制备方法一直科学家长期寻求解决的问题。
目前,世界常用的二氧化氯制备方法主要集中为三种。
1.氯酸钠与浓盐酸反应法(Kestiog法)目前,欧洲一些国家主要采用氯酸钠(NaClO3)氧化浓盐酸的制备方法,化学反应方程式为:2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。
此法的缺点主要是同时产生了大量的氯气,不仅产率低,而且产品难以分离,同时很有可能造成环境污染。
2.亚氯酸钠与氯气反应法我国的科学家经过科学探索,发现一种优于欧洲的制备方法,将经干燥空气稀释的氯气通入填充有固体亚氯酸钠(NaClO2)的反应柱内制得。
化学反应方程式为:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。
此法的特点是安全性好,没有产生毒副产品。
3.草酸还原法最近,科学家又研究出了一种新的制备方法,在酸性溶液中用草酸(H2C2O4)还原氯酸钠,化学反应方程式为:H2C2O4+2NaClO3+H2S O4 =△= Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O和2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O此法的最大特点是由于反应过程中生成的二氧化碳的稀释作用,大大提高了生产及储存、运输的安全性。
4.亚氯酸钠与盐酸反应法目前,常用的制备高纯二氧化氯的方法,化学反应方程式为:5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O,此工艺产物中纯度一般高达95%以上,需要现场制备现场使用。
运用高耐腐材料制作的二氧化氯发生器能够满足应用。
5.氯酸钾与二氧化硫反应法优点是可以利用二氧化硫减少空气污染,化学反应方程式为:2KClO3+SO2=2ClO2+K2SO4、6.氯酸钠与亚硫酸钠反应法实验室常用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化,加热制备二氧化氯,化学反应方程式为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4==△==2ClO2↑+2Na2SO4+H2O编辑本段二氧化氯的用途二氧化氯因为其具有杀菌能力强,对人体及动物没有危害以及对环境不造成二次污染等特点而备受人们的青睐。
制备二氧化氯的安全要求
![制备二氧化氯的安全要求](https://img.taocdn.com/s3/m/fb48033d02d8ce2f0066f5335a8102d277a26151.png)
制备二氧化氯的安全要求1. 了解化学品的特性在制备二氧化氯之前,必须了解该化学品的特性。
二氧化氯是一种强氧化剂,具有不稳定性和易爆性。
它应该被视为危险化学品,遵循相关的安全操作规程。
2. 保持良好通风制备二氧化氯必须在通风设施良好的实验室中进行。
二氧化氯在水中溶解时会释放出大量气体,会造成空气中二氧化氯的浓度升高,对人体健康造成危害。
因此,在制备过程中要确保良好的通风环境,向室外排放有害气体。
3. 做好安全防护措施制备二氧化氯的过程中应当穿戴适当的个人防护装备,如防护面罩、防护手套、防护服等。
同时,建议在实验室内放置应急设备和急救药品,以便在发生意外事故时立即处理。
4. 分离制备区域考虑到二氧化氯的易燃性和毒性,为了保证实验人员的安全,制备区域应当与实验室内其他区域分离。
在这个区域内,应当单独放置制备所需的化学试剂,并按照正确的实验方法操作。
5. 严格控制通风由于二氧化氯具有气态,需要严格控制通风,以避免它积聚在空气中,导致无法预料的爆炸和健康危害。
在制备过程中,应当使用适当的排风系统、透风设备,以及正确的实验室操作方法,确保安全。
6. 正确使用化学试剂在制备二氧化氯的过程中,涉及到多个化学试剂的使用。
实验人员应当对化学试剂的性质、用量、操作方法等进行充分了解,并严格按照操作规程进行操作。
7. 做好废弃物处理制备过程中可能会产生有害废弃物,包括二氧化氯,以及与二氧化氯反应的其它氯化物等。
这些废弃物应当严格按照规定处理,以减少对环境和工作人员的危害。
8. 合适地存储化学品在制备之后,二氧化氯应当存储在特定的容器内,在干燥、阴凉、通风的区域内。
禁止长时间接触阳光、热源、火源等高温及火灾易发区域。
制备二氧化氯是一项较危险的实验,严格遵守安全操作规程是非常必要的。
通过合理的实验准备工作和安全防范措施,可以降低事故的风险,保障人身安全和实验室的环境安全。
二氧化氯的安全操作及危害
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二氧化氯的安全操作及危害二氧化氯是一种强氧化剂,常用于消毒、氧化、漂白等领域。
它具有较高的效果和广泛的应用范围,但同时也存在一定的安全风险和危害性。
为了有效地管理和应对这些风险,必须遵循一系列严格的安全操作程序。
本文将重点介绍二氧化氯的安全操作以及可能的危害。
首先,了解二氧化氯的物理性质和化学性质是确保安全操作的重要基础。
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,在常温下呈强烈的刺激性气味。
它易于液化,液化后为红棕色液体。
在高浓度下,二氧化氯具有爆炸性和易燃性。
它能与可燃物质发生剧烈反应,产生火灾和爆炸。
此外,二氧化氯也是一种强氧化剂,在与易燃物或还原剂接触时,可能会引发剧烈的反应。
在使用二氧化氯之前,必须进行全面的安全评估,并在实施操作之前制定详细的安全操作程序。
这些程序包括以下几个方面:1. 个人防护措施:使用二氧化氯时,必须佩戴适当的个人防护设备,包括防护眼镜、化学防护服、化学防护手套和呼吸防护装置。
这些装备可以有效地保护操作人员免受二氧化氯的直接接触和吸入。
2. 通风安全:在操作过程中,必须确保有足够的通风量,以排除产生的二氧化氯气体。
操作场所应具备良好的通风系统,以便及时将有害气体排出。
3. 操作注意事项:操作过程中需要严格遵守相应的操作规程和程序。
在制备和使用二氧化氯溶液时,必须准确控制浓度,避免超过安全范围。
例如,在饮用水处理中,二氧化氯的浓度通常控制在0.2-0.5mg/L范围内,以确保消毒效果的同时最大程度减少对人体的危害。
4. 废物处理:使用二氧化氯后产生的废物和残液必须按照相关规定进行安全处理。
这些废物可能对环境和人体造成潜在危害,应经过专业机构的处理。
除了安全操作,了解二氧化氯的危害也是重要的。
二氧化氯的主要危害包括以下几个方面:1. 中毒危害:二氧化氯对呼吸道和皮肤有刺激作用。
高浓度的二氧化氯气体在呼吸道内会引起烧灼感、咳嗽、呼吸困难等症状,严重时可引起窒息。
皮肤接触二氧化氯会引起红肿、瘙痒等不适症状。
二氧化氯的制法
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二氧化氯的制法二氧化氯是一种强氧化剂,可以用于消毒、漂白、污水处理等领域。
它具有高效、快速、无毒、无臭的特点,被广泛应用于饮用水处理、游泳池消毒、食品加工等领域。
下面将介绍二氧化氯的制法。
一、二氧化氯的制法1. 氯酸钠和硫酸反应制取二氧化氯二氧化氯可以通过氯酸钠和硫酸的反应制取。
具体步骤如下:将氯酸钠溶解在水中,生成氯酸钠溶液。
然后,在搅拌的过程中,将硫酸缓慢地加入氯酸钠溶液中。
反应过程中会产生氯气和二氧化氯。
将氯气和二氧化氯的混合气体通过冷凝器冷却,得到液态的二氧化氯。
这种方法制取的二氧化氯纯度较高,适用于工业生产。
2. 氯酸钠和次氯酸钠反应制取二氧化氯除了与硫酸反应制取二氧化氯外,氯酸钠还可以与次氯酸钠反应制取二氧化氯。
具体步骤如下:将氯酸钠溶解在水中,生成氯酸钠溶液。
然后,将次氯酸钠溶液加入氯酸钠溶液中,通过搅拌使两者充分混合。
在反应过程中,次氯酸钠会被还原为氯酸钠,同时生成二氧化氯气体。
将二氧化氯气体通过冷凝器冷却,得到液态的二氧化氯。
这种方法制取的二氧化氯适用于小规模的生产和实验室使用。
3. 双氯酸钠反应制取二氧化氯双氯酸钠是一种常见的二氧化氯制剂,可以通过双氯酸钠的分解反应制取二氧化氯。
具体步骤如下:将双氯酸钠溶解在水中,生成双氯酸钠溶液。
然后,加热双氯酸钠溶液,使其分解为氯酸钠和二氧化氯。
将生成的二氧化氯气体通过冷凝器冷却,得到液态的二氧化氯。
这种方法制取的二氧化氯操作简单,适用于小规模的制备。
二、二氧化氯的应用1. 饮用水处理二氧化氯可以有效杀灭饮用水中的细菌、病毒和其他微生物,保证水质安全。
它比氯气和次氯酸钠更稳定,不会产生氯味,也不会形成有害的副产物。
2. 游泳池消毒二氧化氯可以快速杀灭游泳池中的细菌和其他病原体,保持水质清洁卫生。
与传统的氯气和次氯酸钠相比,二氧化氯无臭味,不刺激眼睛和皮肤。
3. 食品加工二氧化氯可以用于食品加工过程中的消毒和漂白。
它可以有效杀灭食品中的细菌和其他微生物,延长食品的保鲜期。
二氧化氯的制备及其应用
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二氧化氯的制备及其应用
李莉
【期刊名称】《贵州电力技术》
【年(卷),期】2009(012)010
【摘要】1二氧化氯性质二氧化氯ClO2,摩尔质量为68.453g/mol;常温下是一种黄绿色到橙色的气体,颜色变化取决于其浓度;具有类似于氯气和臭氧的刺激性气味;熔点为-59℃,沸点为11℃,比重为3.09g/L。
当空气中的二氧化氯含量大于10%或水溶液含量大于30%时都易于发生爆炸。
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,二氧化氯属于强氧化剂,有效氯是氯气的2.63倍。
因此二氧化氯已成为国际公认的氯系列消毒剂中最理想的更新换代产品。
【总页数】2页(P59-60)
【作者】李莉
【作者单位】贵州华电清镇发电有限公司,551418
【正文语种】中文
【相关文献】
1.Advan Trol -pro 集散控制系统实现二氧化氯制备在漂白杨木浆生产线中的应用[J], 张庆国;丁兆军
2.新型绿色杀菌、消毒剂-二氧化氯的制备方法及性能与应用 [J], 王存国;潘璇;朱孟康;路乃群;王鑫;王兆伟;徐振江;侯修家
3.二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备及应用 [J], 彭特立
4.二氧化氯漂白和二氧化氯的制备 [J], 窦正远
5.2019年度国家技术发明奖二等奖获得者王双飞专访项目名称:大型二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白关键技术及应用 [J], 郭彩云
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二氧化氯制备、使用和安全性评述
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本方案中,氯酸钠和双氧水可以混合成一种专 用溶液,因此仅需要使用两种液体前体。硫酸可能 有特别的浓度要求,并且是低离子级别,生产出的 二氧化氯溶液的pH值很低。当然,如果在冷却系统 中因为其它缘故需添加酸液,就不会是太大的问题。
亚氯酸钠溶液与酸、碱、有机材料、还原剂或 者氯供体接触,将会生成二氧化氯气体。因此需要 将亚氯酸钠溶液远离这些材料储存,使用二次密封 系统防止飞溅到这些材料上,有清楚的标签和标识, 并进行培训以采用正确的卸货流程。装卸中应该采 取特殊的防护措施,保证非亚氯酸钠的物质不要装 入亚氯酸钠储存设备里。预防措施包括清晰的标签 和颜色区分的连接器,连接储料槽的连接器加锁, 因此在灌装过程中操作工或者亚氯酸钠供应商必须 在场,并且提高警惕。 干燥的亚氯酸钠是强氧化剂,加热或者摩擦很 容易着火。应该对这些容器特别注意,不允许让残 留有亚氯酸钠的容器蒸发干燥。亚氯酸钠漏出的处 理要同样注意,不允许采用吸收物堵塞或者干燥处 理。 如果亚氯酸钠和氯酸钠在布料、木材或者其它 可燃性材料上千燥,可能会发生火灾。有一起事故,
能。 口在使用浓度下,腐蚀性低。 口选择性,包括与氨水和很多有机物的反应活
二氧化氯在较低剂量/残余量的情况下,比氯气
更有选择性,抗菌效果更好,因此,对于污水处理,
或者那些使用循环水或者二次水的场合,二氧化氯 比氯气经济性好。最近一次在南美洲纸厂废水中的 大肠杆菌控制的测试中发现,使用二氧化氯比氯或 者溴处理的经济性要好。本次测试结果还表明,在
活化得率Activation—Efficiency(%)=
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城镇供水增刊2011
二氧化氯的合成与应用
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二氧化氯(ClO2)在常温下为具有刺激性气味的黄绿色或黄 色气体,在低于-59℃下为橙黄色固态结晶。可与酚、烷 烃、胺、无机与有机硫化物、氰化物、铁、锰等发生反应, 二氧化氯是一种强氧剂。
R8/SVP甲醇法ClO2的制备
原料NaClO3 、发烟硫酸、CH3OH 和NaCl 其反应式:
NaClO3+H2SO4+CH3OH→ClO2+H2O+Na3H(SO4)2 +CH3OH+HCOOH+CO2
稳定性二氧化氯制备
1. 通常是将ClO2通入碳酸钠、过碳酸钠、硼酸盐等惰
性溶液中使之达到饱和制得含ClO2浓度2.0%以上的液 体稳定ClO2产品。(使用时用酸活化即可)
2.现还开发了固体稳定性二氧化氯,将水溶液中的ClO2
吸附在硅酸钙、分子筛等多孔性物质上制得固体稳定 性二氧化氯产品。
二氧化氯的消毒性能(强氧化性)
1.可以使蛋白质变性:复杂来说 ,二氧化氯对细胞壁 有较好的吸附性和透过性能,可有效地氧化细胞内含 巯基的酶;快速控制生物蛋白质的合成,使膜的渗透 性增高;并能改变病毒衣壳蛋白,导致病毒灭活。
2.可将水中还原态的铁、猛氧化,对去除铁锰很有效; 并可与水中有机物发生氧化反应,生成酸、醇、环氧 化物等。
次氯酸盐:(1)不稳定,有效氯易丧失;(2)杀菌效果易受有 机物,PH值等条件影响较大;(3)消毒过程中产生有‘三致效 应’等致癌物。
臭氧(O3):由于臭氧在水中不稳定,分解速度快,故无法在水 体中维持一定量的余量,不能防止二次污染,故要与其它消毒剂 结合使用较好。
二氧化氯的应用
二氧化氯的主要用途:消毒,漂白,保鲜,去味。
1. 各种消毒,常见的食品加工消毒,餐消,环境消毒,水产养殖。
二氧化氯的制备及注意事项1
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二氧化氯的制备及注意事项1二氧化氯的制备及注意事项1一、二氧化氯的制备方法:1.ClO2的化学制备:二氧化氯可以通过以下化学反应制备:NaClO2+2HCl→ClO2+NaCl+H2O该反应是以次氯酸钠(NaClO2)和盐酸(HCl)为原料,通过在酸性条件下反应得到二氧化氯。
该反应的具体步骤如下:1)将适量的次氯酸钠溶解在水中,制备成次氯酸钠溶液。
2)在酸性条件下,将盐酸溶液滴加到次氯酸钠溶液中,并同时搅拌。
在此过程中,二氧化氯会逐渐生成。
3)当盐酸滴加完毕后,还需用搅拌器将生成的二氧化氯气体冲出溶液,避免反应继续进行。
2.ClO2的电化学制备:二氧化氯也可以通过电解的方法制备。
具体步骤如下:1)准备一种能够提供ClO2的前体物质的电解质溶液,例如次氯酸钠或氯酸铵。
2)将两个电极(阳极和阴极)分别插入电解质溶液中。
3)对电解质溶液施加直流电流,在阴极上产生氢气,在阳极上产生二氧化氯。
4)使用适当的收集装置将产生的二氧化氯收集。
1.操作者需具备相关化学知识和操作经验,了解二氧化氯的性质、安全注意事项和事故应急处理等知识。
2.在制备过程中需严格控制反应条件,尤其是酸性条件。
溶液pH值不能过低,否则可能引发危险的爆炸反应。
3.在制备和收集二氧化氯的过程中,要保持通风良好的实验室环境,避免二氧化氯积聚超过安全浓度,以免引发爆炸。
4.制备过程中需注意防护措施,佩戴防护手套、防护眼镜和防护面罩,避免接触及吸入二氧化氯。
5.如需在实验室或工业生产中使用二氧化氯,需遵循相关的安全操作规程,严格控制爆炸、火灾等危险因素。
6.二氧化氯是一种有毒气体,应避免其泄漏至室内空气中。
如发生泄漏,应立即撤离现场,寻找安全区域,并及时呼叫专业人员进行处理。
7.在储存和使用二氧化氯时,应远离易燃物、易爆物和氧化剂等,避免事故发生。
总之,制备二氧化氯时需按照相应的操作规程和注意事项进行,确保操作安全。
在实验室或工业生产中使用二氧化氯时,也应严格遵守相关安全规定,确保人员和设施的安全。
稳定性二氧化氯的性质及其制备和应用
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稳定性二氧化氯的性质及其制备和应用
稳定性二氧化氯是一种重要的氯气化合物,它具有良好的抗菌性和抗氧化性,可以用于消毒、消毒和消毒等多种用途。
它是一种无色、无味的气体,具有腐蚀性,可以抑制细菌的生长,防止病毒的传播,并可以用于水处理、食品加工、医药制造等行业。
稳定性二氧化氯的制备主要是通过氯气和氧气的反应来实现的,其反应方程式为:Cl2 + O2 →ClO2。
在反应过程中,氯气和氧气在高温下反应,产生稳定性二氧化氯。
反应的温度一般在200-400℃之间,反应时间一般在1-2小时之内。
稳定性二氧化氯的应用非常广泛,主要用于水处理、食品加工、医药制造等行业。
在水处理行业,稳定性二氧化氯可以有效抑制细菌的生长,防止病毒的传播,保护水质,提高水的洁净度;在食品加工行业,稳定性二氧化氯可以有效抑制食品中的细菌,防止食品变质,保护食品的安全;在医药制造行业,稳定性二氧化氯可以有效抑制病毒的传播,防止病毒的传播,保护患者的健康。
此外,稳定性二氧化氯还可以用于消毒、消毒和消毒等多种用途。
它可以有效抑制细菌的生长,防止病毒的传播,保护人们的健康,是一种重要的消毒剂。
综上所述,稳定性二氧化氯是一种重要的氯气化合物,具有良好的抗菌性和抗氧化性,可以用于消毒、消毒和消毒等多种用途。
它的制备主要是通过氯气和氧气的反应,其应用非常广泛,可以用于水处理、食品加工、医药制造等行业,也可以用于消毒、消毒和消毒等多种用途,为人们的健康提供了有效的保护。
二氧化氯生产及储运的安全性问题.docx
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二氧化氯生产及储运的安全性问题二氧化氯产业属于新兴产业,随着研究的深入和应用的日益广泛,ClO2的生产技术及产品形式也不断完善,越来越多的二氧化氯新产品不断面市。
但是应该引起重视的是ClO2的本身的不稳定性及在生产过程中存在的不安全因素会给二氧化氯的生产与使用带来潜在的危害。
因此有必要对二氧化氯的安全性进行充分认识,并制订出切实可行的防范措施,确保ClO2的安全生产与使用。
ava 二十世纪四十年代美国首次用二氧化氯处理饮用水以来,二氧化氯已逐渐取代氯成为水处理中优良的消毒杀菌剂、脱色、脱嗅剂、氧化、漂白剂。
由于C1O2的氧化能力是氯的2.5倍,有效氯是氯的2.63倍。
在水中的溶解度是氯5倍。
C1O2不与有机物生成氯代产物,尤其是致癌作用的THM(三氯甲烷),C1O2在较宽的PH值范围内(PH=2~10)均能达到良好的作用效果。
C1O2的作用效果可持续达12小时以上,且无毒无副作用,因此,被世界卫生组织(WHO)推荐为第四代AI级消毒剂。
近几年来,我国饮用水、娱乐泳浴用水、工业用水和生活污水、医院污水、工业废水处理等越来越多地采用C1O2进行消毒、灭藻、脱色、脱嗅、除酚、破氰等处理,因此对C1O2产品的需求也越来越大,这也推动了C1O2产业的发展。
目前C1O2的产品形式主要有C1O2水溶液、二氧化氯粉剂和C1O2发生器三种。
由于C1O2及其原料的强氧化性和ClO2在气态条件下的不稳定性,给生产、贮存、运输和使用过程中带来很多安全隐患。
比如C1O2制备原料(氯酸钠、亚氯酸钠)在运输过程中起火,固体C1O2消毒粉剂在贮存过程中开袋燃烧,C1O2发生器在运行过程中爆炸等现象均给国家财产和人身安全造成了很大损失。
因此,有必要对C1O2产品的生产、运输、贮存、使用过程中的安全问题进行研究,并采取相应的防范措施。
1二氧化氯的产品形式及其生产方式二氧化氯的熔点-59.5℃,沸点9.9~11℃(101kPa),相对密度为1.642g/cm3(0℃,液态),水中的溶解度为3.01g/L, 具有与氯相似的刺激性气味,光照下极易分解。
二氧化氯的制备与注意事项
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二氧化氯的制备及注意事项一、原理:氯酸钠+ 盐酸法(全盐酸法或开斯汀法)。
反应方程式:NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O副反应为:2NaClO3+6HCl= 3Cl2+2NaCl+3 H2O通过理论计算可知:NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O106.5/1.56 +74/1.1= 67.5/1+ 35.5/.53+ 58.5/.87+ 18/.27产生1 吨二氧化氯需用1.56 吨氯酸钠、1.1 吨氯化氢同时产生0.53吨氯气、0.87吨NaCl 和0.27吨水。
换算成氯酸钠溶液(1 吨氯酸钠固体配2 吨水),比重为1260kg/m3(20C)体积为3.67m3。
氯化氢换算成盐酸(31% ,比重为1160 kg/m3 (20 C)体积为3.45m3。
二、运行中的注意事项:1 、反应温度:因为现场发生二氧化氯为化学反应,反应为吸热反应,所以对反应釜温度要求较高。
据有关资料显示,反应釜反应温度在50C时原料转化率为50%在71C时,原料转换率86%当80C 时反应速度过快以副反应为主,氯气量大于二氧化氯量。
在现操作面板显示的温度为88 C —85 C 为水浴温度不能真实代表反应釜温度,特别在秋、春季当未点炉时,夜间氯库温度在-4 —-5 C,点炉后氯库白天温度9C,夜晚5C。
而反应釜与水浴加热间隔着厚厚的PVC塑料板和聚四氟涂层(传热性不好),这一时期的加热如不及时,出液管温度会明显下降(反应效率特别低)。
建议对原料和进气加热,以弥补发生器加热量不足的问题,提高反应效率,降低副产物的产生量。
2、进气量的控制:进气的作用主要四个方面:(一)使原料充分混合,提高原料转换效率。
(二)进气可降低二氧化氯的浓度,防止二氧化氯在发生器上部聚集发生爆炸。
(三)进气量的大小决定反应釜的液位,据厂家提供的资料,反应时间不应低于30min,但反应30min后,原料转换没有明显提高。
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二氧化氯制备、使用和安全性评述C. Michael Trottier Ray Ehrhart Scott Glynn美国杜邦公司摘要:单向和循环系统中,二氧化氯(ClO2)是微生物控制的氧化剂之一。
本文重点阐述了二氧化氯在饮用水和冷却系统中的使用方法和安全性,对二氧化氯不同的反应和制备方法进行了评述,并分析了二氧化氯的使用性能和分析技术。
关键词:二氧化氯;抗菌剂;杀菌剂;生物膜;消毒;饮用水;冷却水;现场制备前言二氧化氯(ClO2)是一种黄/绿色气体,在室温和常温下极易溶解于水。
二氧化氯以稳定的自由基单体存在,溶解于水,但与氯气不同,它在水中不离解,也不与水反应。
二氧化氯是一种氧化剂,不会与有机化合物发生氯化反应(如氯代、加成等)。
可以与很多物质发生反应,但是与氯气的反应原理不同。
二氧化氯经常与氯气进行比较,但其反应的特点与其它氧化物不同。
因此在没有指定具体的被氧化化合物的情况下,不能拿二氧化氯直接与其它氧化物相比。
在各种不同的饮用水和市政水的氧化处理过程中使用二氧化氯,已经有了很长的历史了[1]。
由于二氧化氯在高浓度气相状态下不稳定,因此一般以溶液形式使用,浓度一般为3000mg/L 或更低。
二氧化氯用于冷却水的杀菌消毒,优点众所公认,其中包括:□即使在较宽的pH 值范围内和较低浓度的溶液,仍然具有较好的广谱抗菌和卓越的抗微生物性能。
□在使用浓度下,腐蚀性低,以及□选择性,包括与氨水和很多有机物的反应活性较低,而氯气[2] 会与它们发生反应。
□卓越的穿透性,可以去除生物膜。
高浓度的二氧化氯气体性能不稳定,增加了运输成本和安全性。
因此,二氧化氯不得不在现场进行制备,采用两种或者更多种的稳定的前体在专用设备中进行化学反应,生成二氧化氯。
反应通常在水溶液中进行,使用二氧化氯发生器进行现场制备,应用于水处理系统中(例如冷却系统)。
应用和使用性能由于二氧化氯的多种特殊性能,使其在许多水系统中使用具备优越性。
每个水处理系统的多样性使二氧化氯剂量和等效氯含量很难直接相关。
但是,对二氧化氯的特有化学性能的理解能有助于辨别在哪些水系统中二氧化氯更适合,并提供更好的经济性。
二氧化氯与绝大多数的有机物、羧酸、醇、石蜡及绝大多数的脂肪族和芳香族聚合物[3] 都不会发生化学反应,与氯气相比,二氧化氯的反应选择性更高。
二氧化氯已经成功应用于食品工厂的很多冷却系统的水处理,这些冷却水中有机物负荷[4,5] 通常很高。
此外,二氧化氯也已成功用于废水中苯酚的氧化处理。
二氧化氯在较低剂量/残余量的情况下,比氯气更有选择性,抗菌效果更好,因此,对于污水处理,或者那些使用循环水或者二次水的场合,二氧化氯比氯气经济性好。
最近一次在南美洲纸厂废水中的大肠杆菌控制的测试中发现,使用二氧化氯比氯或者溴处理的经济性要好。
本次测试结果还表明,在二氧化氯存在的情况下,一般的有机磷阻垢剂和缓蚀剂比较稳定,如PBTC (2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸)、HEDP (1-羟基乙叉-1,1-二磷酸)和HPA (羟基膦酸)等。
此外,二氧化氯在剂量/余量和pH 值控制较好的情况下,可以与APA (氨基膦酸锰)和AMP (氨基亚甲基膦酸)一起使用。
相当多的文献和专题报告的研究结果表明,将二氧化氯用作抗微生物产品,在实验室和实际现场都具有优异的杀菌效果。
实验室研究的一个案例表明,按照美国环保署EPA 导则对二氧化氯进行实验,表现出有广谱抗菌、定量杀菌、杀胞囊、杀卵囊、杀原生物和杀病毒的效果。
还发现使用二氧化氯可以有效控制饮用水和冷却水系统中的软体生物。
与氯气[2]和次溴酸相比,二氧化氯在6.0 到9.0 的pH 值范围内,杀菌效果变化不大。
因此,可以将二氧化氯应用于冷却塔内pH 值大于7.5 的磷酸盐基缓蚀剂溶液中。
一项研究表明,在一个大型发电设施的冷却系统中,使用二氧化氯可以改善杀菌效果,减少次氯酸钠的使用量。
由于次氯酸钠剂量大大降低节省了成本,远超过使用二氧化氯的成本。
这说明应该以杀菌性能为基础比较二氧化氯与同类产品的使用成本,而不是根据单位产品的价格。
二氧化氯相关术语在工业领域使用二氧化氯的过程中,相关术语发生了混淆。
本章节试图对目前使用的专业术语进行识别和澄清。
得率 (Efficiency) -二氧化氯可以由两种基本前体,亚氯酸钠或者氯酸钠进行生产,没有转化为二氧化氯的亚氯酸钠或者氯酸钠的比率可以用已知生产流程的转化效率进行表示。
“得率”的理想测量方法是根据稳定状态的质量平衡定律,采用表1 中化学平衡方程式,进行转化效率计算。
但是,使用质量守恒计量方法计算转化效率的方法很具有挑战性,根据前体和二氧化氯溶液数量级的差别,每种化学反应的计量比例都不同,存在不确定性。
表 1. 生成二氧化氯的典型反应5NaClO 2+4HCl →4ClO 2 +5NaCl+2H 2O酸/亚氯酸钠 2 NaClO 2+Cl 2→2ClO 2+2NaCl氯气/亚氯酸钠 2NaClO 2+ NaOCl +2HCl →2ClO 2 +3NaCl+H 2O漂白粉/酸/亚氯酸钠 ClO 2- →ClO 2+e -电化学 NaClO 3+1/2 H 2O 2 + 1/2 H 2SO 4 →ClO 2 +1/2Na 2SO 4+H 2O过氧化氢/硫酸/氯酸盐为了简化,可以使用活性百分比计算,而不是使用计量效能。
用转化百分比对化学计算方程式进行比较。
这样,为了对使用不同化学品的设备进行比较,比较可行的方法是将二氧化氯产出的摩尔量与投入的亚氯酸钠或者氯酸钠的摩尔量进行比较。
这种方法一般用于城市饮用水装备。
无需测量任何流体速率,但是需要4 步比色测定或安培滴定法。
在现场,还有一种方法可以用于分析发生器的产出情况,计算出下式中定义的得率:式 (1)这里: [ClO 2] = 二氧化氯浓度, mg/l[ClO 2-] = 亚氯酸根离子浓度,mg/l100][][(%)_222×+=−ClO ClO ClO Efficiency Activation 活化得率对于使用氯酸钠的发生器,次氯酸根离子用氯酸根离子代替。
二氧化氯转化率(Yield) - 衡量装置性能的另外一个术语就是二氧化氯转化率。
这个参数与使用哪种化学反应无关,也不会受流体测量准确度的影响。
EPA 导则手册[7] 对二氧化氯转化率做了定义,因此可以认为是与具体设备制造商无关的参数。
二氧化氯转化率可以采用下面的方程式进行定义:100])[45.8345.67(][][][(%)_3222×++=−−ClO ClO ClO ClO Yield 二氧化氯转化率 式(2) 这里: [ClO 3-] = 氯酸根离子浓度, mg/l(67.45) = ClO 2-摩尔质量(83.45) = ClO 3-摩尔质量但是,二氧化氯转化率参数的计算需要测量氯酸根离子量,由于测量误差等缘故,现场测量不现实,一般采用实验室离子色谱法进行测量,因此,二氧化氯转化率在现场的测量受到限制。
过量氯 - 这个参数经常在市政水设备领域中提及,通常来说,本术语指的是流体中的氯的量超过反应所需的含量。
(过量氯仅与使用氯气或者次氯酸盐前体有关)。
EPA 导则采用下式对其进行定义:10045.67291.70])[45.8345.67(][][][/(%)3222×××++=−−ClO ClO ClO Cl 过量氯 式 (3)这里 [Cl 2] = 氯气浓度, mg/l(70.91/(2×67.45)) = Cl 2 与ClO 2-离子摩尔量比值纯度 - 当考虑到设备性能时,纯度是经常使用的术语,计算方程式比较简单,参数与设备和化学品无关,并考虑了氯气对产生的二氧化氯的污染情况,在EPA 导则中采用下面的方程式进行定义:100][][][][][/(%)3222×+++=−−ClO ClO FAC ClO ClO 纯度 式 (4) 这里: [FAC] =已知的游离氯的浓度, mg/l与二氧化氯转化率相似,纯度的计算也需要测量氯酸根离子浓度,一般不能在现场进行测量。
设备性能测量 - 相对于冷却水处理系统而言,饮用水市场涉及的问题中经常提及转化率、得率、二氧化氯转化率、纯度等术语。
应该注意的问题是,这些参数都是瞬时测量结果,一个优良的二氧化氯发生器应该在使用的过程中始终具备稳定的合格性能。
因此,所有涉及到二氧化氯发生器性能标准的规范都应该与测量技术一起定义清楚。
更为重要的是,二氧化氯的性能与具体应用的流程有关,如微生物控制、腐蚀等。
二氧化氯:发生技术和发生设备在水处理的现场可以采用很多方法生产二氧化氯。
尽管这些不同的选择会增加二氧化氯系统设计的复杂性,但也提高了设计的灵活性,可以根据具体的应用条件采用最适合的制备方法。
每种方法、每个设备生产出的二氧化氯溶液特性都有轻微的差别,对于具体的系统可以选择最合适、安全、人性化和经济的方法制备化学品。
二氧化氯制备方法的多样性和灵活性本身就是一种优势,可以在饮用水和冷却系统中得到更为广泛的应用。
除去选用带有核心计量装备的辅助装备外,二氧化氯发生设备的可靠性在于良好的工程经验和设计实用性。
亚氯酸钠制备二氧化氯-采用亚氯酸钠制备的方法总共有三种途径。
1)亚氯酸盐/酸反应—(也可叫做酸催化亚氯酸根离子自动氧化,酸活化或者活化)。
一般使用盐酸,反应方程式如下:5NaClO2+4HCl→4ClO2 +5NaCl+2H2O式 (5)这个化学反应的优点在于仅需要两种前体反应物。
由于没有使用氯气,尽管存在较多的氯酸根离子,但反应发生器的流体中氯气含量很低。
然而,二氧化氯与亚氯酸钠的摩尔比仅为4:5(80%)。
此外,绝大多数现有商业发生器的得率仅可达到90%,因此最终只有大约70%的亚氯酸钠转化成为二氧化氯。
这个反应需要大约250%的过量盐酸。
结果,这个反应产生的氯化物水平很高,pH 值很低。
因此,在一些系统中会导致腐蚀。
此外,反应动力学要求反应物混合浓度较高,以促进二氧化氯形成,减少不必要的副反应。
而且,对于较大的系统,在发生器装置的设计过程中都需要考虑高浓度二氧化氯的安全隐患。
综上所述,除了小型系统,这种反应器一般经济性较差。
2)氯气和氧化亚氯酸根离子制备二氧化氯-当需要考虑前体的价格因素时,采用氯气生产二氧化氯是一种最经济的方法。
这种方法就是“二元发生法”。
近来,由于工厂致力于减小或者消除氯气的使用,因此采用次氯酸钠和酸与亚氯酸钠反应生产二氧化氯很受欢迎,这就是“三元生产法”。
采用方程式如下:2 NaClO2+Cl2→2ClO2+2NaCl式 (6)2NaClO2+ NaOCl +2HCl→2ClO2 +3NaCl+H2O 式 (7) 二氧化氯和亚氯酸钠的摩尔比是1:1。