簡(jiǎn)建軍

摘 要：作為一種比較常用的消毒劑，二氧化氯在社會(huì)生產(chǎn)生活中的作用越來(lái)越重要，尤其是在殺菌、水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。二氧化氯通常會(huì)使用綜合法進(jìn)行制備，但是應(yīng)該采取一定的控制措施對(duì)二氧化氯的分解進(jìn)行控制。本文將通過(guò)分析綜合法制備二氧化氯工藝及二氧化氯分解的原因，探索二氧化氯的分解控制措施。

關(guān)鍵詞：綜合法;二氧化氯

二氧化氯（CLO2）在常溫常壓下呈氣態(tài)，顏色為黃綠色，具有較強(qiáng)的水溶性，在低溫環(huán)境下會(huì)呈現(xiàn)液態(tài)。CLO2在水中不聚合生成CLO2氣體，溫度20℃、壓強(qiáng)4kPa狀態(tài)下，CLO2的溶解度為2.9g/L。CLO2又被稱為不致癌的消毒劑，這是因?yàn)镃LO2在水中不會(huì)與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成三氯甲烷致癌物。氯氧雙鍵結(jié)構(gòu)存在于CLO2結(jié)構(gòu)中，在光的作用下會(huì)產(chǎn)生氧自由基，氧化性較強(qiáng)。CLO2在分解色素的過(guò)程中，主要是依靠次氯酸鹽和新生態(tài)原子氧，能夠?qū)w維起到有效的保護(hù)作用，在紙漿漂白的過(guò)程中具有重要作用。在CLO2制備的過(guò)程中，容易導(dǎo)致CLO2的分解，這是在生產(chǎn)中面臨的主要問(wèn)題。因此，應(yīng)該不斷探索其控制措施，才能夠保障CLO2的應(yīng)用價(jià)值。

1 綜合法制備二氧化氯的工藝

堿氯車間會(huì)為CLO2的制備提供其所需要的CL2，飽和鹽水的制備是由工業(yè)鹽溶于水得到的，為了保障純鹽水的清潔性，需要對(duì)鹽水中的固體懸浮物、鈣、硫酸根等雜質(zhì)進(jìn)行去除，燒堿、氯氣和氫氣的獲得就是通過(guò)在離子膜電解槽對(duì)其進(jìn)行電解得到的。氯酸鹽電解工段、HCL合成工段、CLO2工段，是CLO2制備的三個(gè)主要工段[1]。在濃氯酸鹽溶液由稀氯酸鹽溶液轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，需要通電流。濃氯酸鹽溶液與稀氯酸鹽溶液的不同，在于NaCLO3和NaCL的含量不同，在濃氯酸鹽溶液中NaCLO3含量較高，而在稀氯酸鹽溶液中NaCL的含量則較高，這主要是由于NaCL被電解生成NaCLO3導(dǎo)致的。H2由氯酸鹽電解槽產(chǎn)生，CL2由離子膜電解槽產(chǎn)生，弱氯由CLO2工段產(chǎn)生，在合成爐燃燒后會(huì)形成HCL氣體，純水吸收能夠形成32%的HCL。在CLO2工段，CLO2氣體主要是濃氯酸鹽溶液和HCL發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的。用冷凍水吸收成為8-10g/L的溶液之后，便于CLO2的貯存。

2 二氧化氯的分解及原因

2.1 CLO2的分解簡(jiǎn)介

CLO2氣體的爆炸就是CLO2的分解，在發(fā)生分解的過(guò)程中會(huì)生成CL2和O2，并釋放熱量，CLO2氣體體積會(huì)發(fā)生膨脹，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重的安全威脅。

2.2 CLO2分解現(xiàn)象

CLO2發(fā)生器是CLO2分解的主要設(shè)備，在CLO2吸收塔也會(huì)發(fā)生一定程度的分解。當(dāng)發(fā)生器頂部壓力及氣相溫度上升時(shí)，說(shuō)明CLO2正在產(chǎn)生分解，出口CLO2氣體濃度降低并發(fā)出聲響。在反應(yīng)器內(nèi)部，70℃為其正常條件下的液相溫度，68℃為其氣相溫度，在進(jìn)入吸收塔后，32%為其氣體體積分?jǐn)?shù)，-75kPa是發(fā)生器的頂部壓力。發(fā)生器頂部壓力會(huì)因?yàn)镃LO2的分解而上升，能夠達(dá)到-67kPa，氣相溫度也會(huì)超過(guò)液相溫度，分解規(guī)模越大，氣相溫度越高。CLO2氣體進(jìn)入吸收塔后，氣體體積分?jǐn)?shù)會(huì)產(chǎn)生比較明顯的下降，一般在1.5%左右。在正常情況下，風(fēng)機(jī)出口壓力為25kPa，當(dāng)上升到50kPa后，說(shuō)明CLO2在吸收塔發(fā)生了分解。

2.3 CLO2分解的原因

首先，NaCLO3和HCl的純度與CLO2的分解有著密不可分的關(guān)系。當(dāng)兩者的純度發(fā)生變化時(shí)，就導(dǎo)致發(fā)生器中的比例發(fā)生改變，局部反應(yīng)加劇的現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生。石墨粉進(jìn)入系統(tǒng)后，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)受到污染，加快了CLO2的分解。其次，發(fā)生器的壓力和溫度，也與CLO2的分解具有一定的關(guān)系。溫度越高、壓力越大，就會(huì)導(dǎo)致CLO2的分解速度越快。另一方面，由于CLO2氣體本身具有不穩(wěn)定性，就會(huì)產(chǎn)生不可避免的分解現(xiàn)象，雖然CLO2溶液比CLO2氣體要穩(wěn)定，但是光、熱和催化劑等，也會(huì)導(dǎo)致CLO2的分解。

3 綜合法制備二氧化氯過(guò)程中的分解控制措施

首先，應(yīng)該對(duì)NaCLO3在溶液中的純度進(jìn)行有效控制，可以對(duì)發(fā)生器的溶液濃度和升降電解槽電流進(jìn)行有效控制。對(duì)于NaCLO3過(guò)濾器，也應(yīng)該進(jìn)行定期檢查和酸洗，能夠有效發(fā)揮濾芯的作用，保障過(guò)濾時(shí)NaCLO3過(guò)濾器能夠產(chǎn)生應(yīng)有的作用，使得顆粒雜質(zhì)被過(guò)濾掉。ICP掃描應(yīng)該應(yīng)用于鹽水純度檢驗(yàn)中，主要是針對(duì)TOC和硫酸根含量進(jìn)行分析，并檢測(cè)金屬離子含量，能夠保障鹽水補(bǔ)充的有效性。在鹽水中可能含有粉碎陽(yáng)離子樹脂顆粒，這時(shí)就需要進(jìn)行二次過(guò)濾，確保鹽水具有系統(tǒng)所需的純度。

其次，應(yīng)該對(duì)于HCL的純度進(jìn)行有效控制。對(duì)于純水的電導(dǎo)率應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行檢查，保障其≦0.5μS/cm，還應(yīng)該對(duì)游離氯含量和鹽酸濃度進(jìn)行有效控制，一般游離氯含量不能超過(guò)10mg/kg，鹽酸濃度控制在32±0.5%。還應(yīng)該及時(shí)更換濾芯，當(dāng)石墨粉出現(xiàn)在濾芯上面時(shí)，說(shuō)明濾芯的過(guò)濾功能受到了影響，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換，保障鹽酸過(guò)濾器的有效性，還應(yīng)該對(duì)H2的含水量、強(qiáng)氯和弱氯、H2與CL2的燃燒比例進(jìn)行檢查。通過(guò)上述操作，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)游離氯的降低，避免鹽酸爐內(nèi)襯層石磨遭受腐蝕造成系統(tǒng)的污染。

最后，還應(yīng)該密閉處理NaCLO3系統(tǒng)。在HCL槽頂部的呼吸孔和吸收塔的補(bǔ)氣閥外圍，應(yīng)該加裝濾棉，提升空氣的清潔性。還應(yīng)該對(duì)電解槽進(jìn)行酸洗，避免電解槽雜質(zhì)的存在，也應(yīng)該定期清洗發(fā)生器中的有機(jī)物。

4 結(jié)語(yǔ)

造成CLO2分解的原因，包括了氣體本身的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)雜質(zhì)的存在和溫度、壓力的上升等。在應(yīng)用綜合法制備CLO2的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)NaCLO3在溶液中的純度、HCL的純度進(jìn)行有效控制，保障NaCLO3系統(tǒng)的密閉性，提升整個(gè)系統(tǒng)的清潔性，避免CLO2受到外界因素的干擾而產(chǎn)生分解。有利于對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)，提升制備效率，促進(jìn)生產(chǎn)效益的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔召鋒.綜合法制備二氧化氯過(guò)程中的分解控制措施[J].中國(guó)造紙，2018（03）：80-83.