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二氧化氯的制备及注意事项

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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 + H2O
106.5/1.56 +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   （20℃）体积为3.67m3。 氯化氢换算成盐酸（31%），比重为1160 kg/m3 （20℃）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，所以对反应釜内温度要求较高。据有关资料显示，反应釜内反应温度在50℃时原料转化率为50%。在71℃时，原料转换率86%。当80℃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℃—85℃为水浴温度不能真实代表反应釜内温度，特别在秋、春季当未点炉时，夜间氯库温度在-4—-5℃，点炉后氯库白天温度9℃，夜晚5℃。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。在实际运行中应根据生产条件，适当延长反应时间以提高转换效率。
（四）二氧化氯具有遇曝气即从溶液中逸出的特性，可降低反应液中的二氧化氯含量，防止因反应液内二氧化氯含量超30%发生的爆炸。
3、原料的进料量：
通过理论计算可知：    3.67 ：3.45 （溶液体积比）。
但厂家规定1：1。酸过量，主要提高氯酸钠转换率，防止未反应的氯酸钠进入出厂水污染水质。在实际工作中要严格掌握原料进料比例，防止因进料比例不当，而导致的原料转换率低，并产生大量副产物污染水质和生产成本的不必要增加。
三、关于二氧化氯在水厂使用的建议
随着水质标准的提高及水源微污染日益严重，二氧化氯必将替代氯气在水厂大量使用。二氧化氯在水厂应用后将出现新的问题，为了更好的应用二氧化氯应加强以下几方面的工作。
⒈加强操作人员技术水平。
由于二氧化氯须现场发生，所以二氧化氯发生器的运行效率取决于操作人员的技术水平。应组织他们进行系统的培训，包括性质、原理、反应条件、操作要点等。（厂家没有这方面的经验尤其用户使用目的各不相同，应编写相应的教材及操作规程。）
⒉建立科学规范的管理体系。
由于二氧化氯现场发生是化学变化，不象氯气是简单的物理变化。应建立一套相应管理体系如原料质量的检测、复配、进料数量、反应时间、反应温度、设备清洗、维护等管理标准和管理手段。
⒊针对二氧化氯的特点进行工艺改造。
由于二氧化氯的化学性质较氯气有很大不同，所以在应用时针对其特性相应的进行改造。例如低浓度杀菌效果突出、遇光分解、遇瀑气溢出、自身分解等。相应的调整投加点、避光、缩短工艺流程时间等。
⒋针对二氧化氯发生器的情况及现场条件进行适应性改造。
二氧化氯发生器的效率是厂家在标准条件下测定出来的，在生产实际工作中应达不到相应条件。实际工作中，应根据发生器的特点及本身实际工作条件，抓住影响效率的主要因素，进行相应的进行调整、改造，使发生器在高效率状态下运行。如反应温度、反应时间等，从而提高效率，降低生产成本，提高水质。
四、二氧化氯发生器操作规程：
⑴、 设备运行中的检查：
1、操作面板数据是否正常。（温度，频率等）
2、检查进气量是否正常，反应釜液位及反应液颜色是否正常。（保证有充足的反应时间）
3、检查计量泵声音及机温是否正常有无泄露。
4、检查水浴液位是否正常。
5、检查氯酸钠及盐酸罐液位是否正常。（不要低于计量泵中心线）
6、观察出液管单流阀是否有异物及动作是否灵活。
7、防爆塞是否正常。
8、出液管温度是否正常。（不低于35℃）
（2）、开机：
1、检查水浴及反应釜内液位应在1/3处。（液位管）
2、开启温控器使水浴温度升至设定温度。（85~88℃）
3、排除计量泵内空气并校定计量泵（校定应以背压阀后出液量为准，同时应保持同一机器的两台泵计量泵背压一致）背压应高于进口最大压力1bar。
4、调整动力水压力至稳定状态，使水射器稳定工作。
5、运行计量泵，并逐步调整至所需流量。
6、待运行稳定后调整反应釜处于最佳液位。（保证最少反应时间30分钟以上）
7、观察反应釜液位管颜色，单流阀工作状态及出液管温度是否正常。
（3）、关机及发生器清冲：
1、停止计量泵工作。
2、打开进水阀，稀释反应釜内反应液浓度将反应釜内浓度降至安全浓度（反应釜内颜色基本无色），关闭进水阀。
3、停止水射器工作。
4、停止水浴加热。
5、将进气孔用堵死，从安全塞进水，将反应釜内注满水浸泡十分钟，后将水从排污阀排出。
6、重新进水至反应釜1/3处。（液位管）
负压复合型发生器适用
4）、原料的配制与添加：
氯化钠：
1、氯酸钠配制工作人员应穿戴好防护用具。
 （防酸碱工作服、护目镜、口罩、防酸碱手套、长统胶鞋）
2、配制过程中有严禁吸烟及明火。（不许使用摔砸等方法）
3、配制过程必须按照氯酸钠与水按1：2的比例混合。（例如：1公斤氯酸钠加2公斤水）
4、必须保证氯酸钠完全溶解。
5、配制后的液体经比重检测合格后方可抽入原料罐中。（例如：1260kg/m3  20℃）
盐酸：
（1）、盐酸进厂后应检测
① 氯化氢含量是否达到标准31%。
② 检测其密度是否合格。例如：1160kg/m3  20℃
③ 目测盐酸的颜色是否正常有无杂质。（工业品盐酸因含有铁、氯等杂质略带微黄色、清澈、透明）
（2）、盐酸绝对不可含有无机物，否则因此而产生的问题将十分严重。
（3）、盐酸储存不宜过长时间，否则易发生因储存时间过长而造成的氯化氢含量降低。（氯化氢极易挥发）
（4）、操作盐酸时，应穿戴好防护用品。（耐酸碱工作服，护目镜、口罩、橡胶手套，长统胶鞋）
五、型号的意义：
—20000型→指额定产量为20000g/h，有效氯的化学二氧化氯复合消毒发生器。
1克二氧化氯等效于2.63克氯（厂家以1克二氧化氯等效于2.5克有效氯计算）按此计算：
1台20000 g/h满负荷发生器实际产量ClO2≈6.73kg/h Cl2≈3.3kg/h
1台10000 g/h满负荷发生器实际产量ClO2≈3.35kg/h Cl2≈1.65kg/h
1台5000 g/h满负荷发生器实际产量 ClO2≈1.675kg/h Cl2≈0.825kg/h
20000g/h发生器的实际进料 NaClO3=10.5 kg（固体）
NaClO3≈25L  （溶液）
HCl=7.37kg
HCl=23.7L
10000g/h发生器的实际进料 NaClO3=5.25 kg （固体）
NaClO3≈12.5L （溶液）
HCl=3.665kg
HCl=11.65L
5000g/h发生器的实际进料 NaClO3=2.625 kg （固体）
NaClO3≈6.25L  （溶液）
HCl=1.8325kg
HCl=5.825L
六、二氧化氯系统的维护与保养：
根据生产实际情况（原料质量、温度等）定期进行清洗。
（一）、清洗发生器：
发生器的清洗将进气口用胶皮堵死，将发生器注满水，浸泡二十分钟，在排污阀将水排净。如果原料杂质较多，可用氢氧化钠5%溶液浸泡，确保发器内部清洗干净管路畅通无阻。
（二）、计量泵的维护 ：将进出口的单向阀拆下，清洗干净如小球损坏或底座破损（用放大镜观察），以免因单向阀不严造成的计量不准。膜片每8000小时更换一次。
（三）、清洗原料过滤器滤网及管线。
（四）、清洗原料罐可每一年进行一次。
故障表现 防暴塞暴开        故障原因及排除
①进气量过小，造成反应釜液位过高，部分位置二氧化氯浓度过高发生暴塞，增加水射气吸力。
②原料、进气温度过低，反应不充分，提高进料、进气温度。
③因发生器内杂质过多造成管路堵塞，彻底清洗发生器。
④压力水突然中断，停止进料加水稀释反应釜内反应液。
反应效率过低       
①进料比例不对，校计量泵及调整背压阀，清洗原料管线过滤器。
②原料、进气温度过低，反应不充分。
③反应釜液位过低，反应时间不足，降低水吸器吸力，提高反应釜液位。
七、氯酸钠：
1、无色或白色立方晶系结晶，相对密度2.490G/m3，熔点255℃,易溶于水，加热到300℃以上易分解放出氧气，有极强的氧化能力,与硫、磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。有潮解性，在湿度很高的空气中能吸水气而成溶液有毒。
2、粉尘能刺激皮肤、粘膜和眼睛，如不慎将氯酸钠溶液溅入眼睛或皮肤上，应立刻用大量清水冲洗干净。吸入氯酸钠粉尘，因积累在体内而引起中毒，会出现恶心、大量呕吐、下泻、呼吸困难、，肾损害等症状；误食时，要立即饮服食盐水或温肥皂水使其吐出，然后速送医院治疗，致死量10克。生产人员工作时，应穿工作服、戴防护口罩和乳胶手套、穿塑料或橡皮围裙、穿长统胶靴等劳保用品，以保护呼吸器官和皮肤，车间应通风良好，下班后要洗淋浴。
3、应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内，注意防潮，如有散落，
必须立即用湿黄砂拌和后扫干净，不得与糖类、油类、木炭等有机物、硫黄、赤磷等还原剂、酸类（尤其是硫酸）和一切易燃物品共贮，装卸时要轻拿轻放，防止磨擦，严禁撞击。失火时，先用砂土，再用雾状水和各种灭火器扑救，但不可用高压水。
八、盐酸：
高浓度盐酸对鼻粘膜和结膜有刺激作用，会出现角膜浑浊，嘶哑，窒息感，胸痛，鼻炎，咳嗽，有时痰中带血，盐酸雾可导致眼脸部皮肤剧烈疼痛，如发生事故，应立即将受伤者移到新鲜空气处输氧，清洗眼睛和鼻，并用2%的苏打水漱口，浓盐酸溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗5-10分钟，在烧伤表面涂上苏打浆，严重者送医院治疗。
操作人员工作时要穿耐酸工作服、穿长统胶靴、戴防护眼镜、口罩、橡胶手套、袖套、围裙以保护呼吸器官和皮肤，工作人员应每半年体检一次，纯盐酸无色，工业品因含有铁、氯等杂质略带微黄色，相对密度1.160，氯化氢熔点-114.8℃,沸点-84.9℃,失火时，可用水砂土和二氧化碳灭火器扑救。

二氧化氯附属设备工作原理
一、计量泵基本工作原理：
计量泵主要由动力驱动，流体输送和调节控制三部分组成，动力驱动装置经由机械联杆系统带动流体输送隔膜实现往复运动，隔膜于冲程的前半周将被输送流体吸入并于后半周将流体排出泵头，所以改变冲程的往复运动频率或每一次往复运动的冲程长度即可达到调节流体输送量的目的。
二、隔膜式计量泵工作原理：
隔膜计量泵利用特殊设计加工的柔性隔膜取代活塞，在驱动机构作用下实现往复运动，完成吸入——排出过程，由于隔膜泵的隔离作用，在结构上真正实现了被计量流体与驱动润滑机构之间的隔离。
三、液压式隔膜计量泵工作原理：
液压驱动式隔膜泵采用了液压平均地驱动隔膜，克服了机械直接驱动方式下泵隔膜受力，过分集中的缺点，提升了隔膜寿命和工作压力上限。
四、背压阀的作用：
背压阀能够在计量泵的出口保持一定的压力，确保计量精度。同时也防止工艺压力低于吸入压力时产生虹吸。在泵的排出冲程，压力作用于隔膜，将起抬离泵座，从而使计量的物料通过背压阀。当排出流量减小到零时（吸入冲程），隔膜复位，将泵出口和阀门之间的低压物料与外界隔离，从而在泵的出口单向阀保持一个恒定压力。
五、背压阀的调节注意事项：
（1）背压阀压力不能超过计量泵的最大工作压力。
（2）当计量泵的吸液端有压力时，泵排出端的压力至少要比吸入端压力高1bar。（1bar ≈1kg/cm3）
六、脉动阻尼器工作原理：
在恒定温度下容器中一定量的气体的绝对压力回其空积成反比。脉动阻尼器由装有可挠弹性内胆的压力容器组成。此内胆的上部腔中的压缩气体和下部腔中的被输送的流体隔离开。当计量泵进入排出行程，被输送的液体被压入管器，使得管路压力升高，如果此压力超过脉动阻尼器上所预充的压力，在排出行程的剩余物料被压入阻尼器，内胆被物料压着向上运动直到气体和被输送的流体压力平衡，此容积通常为泵行程容积的一半，当泵排出行程结束，在泵的吸入行程，管路压力下降并保持低值，定段时间，气体腔中的压力大于管路压力，于是，内胆被气体压回其原始的位置，并将物料压回管路中，通过这种方式在每个完整的泵循环里，泵每个行程中过多的流量由阻尼器吸收又回到管路中从而有效地缓和了被输流体的脉动流动，使流动状态接近于层流状态。   
七、计量泵的使用与维护：
1、流量调整：
可采用两种方法调节吐出量，即： 调节冲程频率和调节冲程距离。大多数情况采用调节频率的方法。（建议冲程范围在40~100%之间调整。当泵没有处于工作状态时，不要旋动冲程长度调节旋钮。）
故障原因和故障排除：
故 障 原 因        故障的排除 不能吸液       
1、吸入管中有空气吸入 1、 正确配管
2、没安装阀垫片 2、安装阀垫片
3、阀的安装方向错误 3、从新安装阀
4、泵发生了气锁 4、进行排气操作
5、泵的冲程距离太短 5、使泵在冲程距离为100%下运行，重新设置冲程距离
6、进出单向阀异物堵塞 6、拆开、检查和清洁
7、阀球卡在阀座上    7、拆开、检查和清洁
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