近年來,二氧化氯越來越廣泛地應用在紙漿和紡織品漂白、消毒殺菌、保鮮除臭、自來水凈化、工業廢物處理等行業,對二氧化氯生產工藝的研究引起了各國化學界和工業界的普遍關注。
1 二氧化氯的生產方法 二氧化氯最早由Humphrey Davey 在1811年通過實驗制得。自美國Mathieson制堿公司1940年實現工業化生產二氧化氯以來,其制備方法已多達十余種[1-3],按生產工藝原理可分為氧化法、電解法和還原劑法三種。 1.1 氧化法 在酸性介質中,用氧化劑(如氯氣等)或酸使亞氯酸鈉氧化或自氧化來發生ClO2的方法稱為氧化法[3],反應式可寫為: 2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl 5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O 這種方法的特點是一次性投資少,操作工藝簡便,易于控制。不足之處是反應速度慢,耗酸量大,產生的廢酸多。適合少量使用ClO2的場合,如水處理和食品加工行業。由于NaClO2是以ClO2為中間體經過過氧化物的堿液吸收而制得,故大量使用ClO2的場合采用此法不經濟[3]。 1.2 電解法 又稱隔膜電解法,采用不銹鋼作陰極,在石墨表面涂覆一層金屬氧化物作陽極,在兩室電解池或三室電解池(室與室之間用離子選擇透過性膜隔開)直接電解氯化鈉或氯酸鈉的水溶液來發生二氧化氯。電解法投資較大,適合在氯堿廠應用。目前由于一些技術問題尚未完全解決(如電解電流效率不高,ClO2生產效率低等),影響了這種方法的推廣和應用[4]。 1.3 還原法 在工業生產和大規模使用二氧化氯的場合目前都采用還原法,即在強酸性條件下還原氯酸鈉來發生二氧化氯。根據所選用還原劑的不同,該法又細分為馬蒂遜法、蘇爾維法、R2法、R3法和R8等法。其中馬蒂遜法選用的還原劑是SO2, R2法和R3法選用的還原劑主要是氯化鈉,蘇爾維法和R8法選
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