试论综合法制备二氧化氯过程中的分解控制措施

简建军

摘 要：作为一种比较常用的消毒剂，二氧化氯在社会生产生活中的作用越来越重要，尤其是在杀菌、水处理等领域的应用更加广泛。二氧化氯通常会使用综合法进行制备，但是应该采取一定的控制措施对二氧化氯的分解进行控制。本文将通过分析综合法制备二氧化氯工艺及二氧化氯分解的原因，探索二氧化氯的分解控制措施。

关键词：综合法;二氧化氯

二氧化氯（CLO2）在常温常压下呈气态，颜色为黄绿色，具有较强的水溶性，在低温环境下会呈现液态。CLO2在水中不聚合生成CLO2气体，温度20℃、压强4kPa状态下，CLO2的溶解度为2.9g/L。CLO2又被称为不致癌的消毒剂，这是因为CLO2在水中不会与有机物发生反应生成三氯甲烷致癌物。氯氧双键结构存在于CLO2结构中，在光的作用下会产生氧自由基，氧化性较强。CLO2在分解色素的过程中，主要是依靠次氯酸盐和新生态原子氧，能够对纤维起到有效的保护作用，在纸浆漂白的过程中具有重要作用。在CLO2制备的过程中，容易导致CLO2的分解，这是在生产中面临的主要问题。因此，应该不断探索其控制措施，才能够保障CLO2的应用价值。

1 综合法制备二氧化氯的工艺

碱氯车间会为CLO2的制备提供其所需要的CL2，饱和盐水的制备是由工业盐溶于水得到的，为了保障纯盐水的清洁性，需要对盐水中的固体悬浮物、钙、硫酸根等杂质进行去除，烧碱、氯气和氢气的获得就是通过在离子膜电解槽对其进行电解得到的。氯酸盐电解工段、HCL合成工段、CLO2工段，是CLO2制备的三个主要工段[1]。在浓氯酸盐溶液由稀氯酸盐溶液转化的过程中，需要通电流。浓氯酸盐溶液与稀氯酸盐溶液的不同，在于NaCLO3和NaCL的含量不同，在浓氯酸盐溶液中NaCLO3含量較高，而在稀氯酸盐溶液中NaCL的含量则较高，这主要是由于NaCL被电解生成NaCLO3导致的。H2由氯酸盐电解槽产生，CL2由离子膜电解槽产生，弱氯由CLO2工段产生，在合成炉燃烧后会形成HCL气体，纯水吸收能够形成32%的HCL。在CLO2工段，CLO2气体主要是浓氯酸盐溶液和HCL发生化学反应生成的。用冷冻水吸收成为8-10g/L的溶液之后，便于CLO2的贮存。

2 二氧化氯的分解及原因

2.1 CLO2的分解简介

CLO2气体的爆炸就是CLO2的分解，在发生分解的过程中会生成CL2和O2，并释放热量，CLO2气体体积会发生膨胀，对于生产设备造成严重的安全威胁。

2.2 CLO2分解现象

CLO2发生器是CLO2分解的主要设备，在CLO2吸收塔也会发生一定程度的分解。当发生器顶部压力及气相温度上升时，说明CLO2正在产生分解，出口CLO2气体浓度降低并发出声响。在反应器内部，70℃为其正常条件下的液相温度，68℃为其气相温度，在进入吸收塔后，32%为其气体体积分数，-75kPa是发生器的顶部压力。发生器顶部压力会因为CLO2的分解而上升，能够达到-67kPa，气相温度也会超过液相温度，分解规模越大，气相温度越高。CLO2气体进入吸收塔后，气体体积分数会产生比较明显的下降，一般在1.5%左右。在正常情况下，风机出口压力为25kPa，当上升到50kPa后，说明CLO2在吸收塔发生了分解。

2.3 CLO2分解的原因

首先，NaCLO3和HCl的纯度与CLO2的分解有着密不可分的关系。当两者的纯度发生变化时，就导致发生器中的比例发生改变，局部反应加剧的现象就会产生。石墨粉进入系统后，也会导致系统受到污染，加快了CLO2的分解。其次，发生器的压力和温度，也与CLO2的分解具有一定的关系。温度越高、压力越大，就会导致CLO2的分解速度越快。另一方面，由于CLO2气体本身具有不稳定性，就会产生不可避免的分解现象，虽然CLO2溶液比CLO2气体要稳定，但是光、热和催化剂等，也会导致CLO2的分解。

3 综合法制备二氧化氯过程中的分解控制措施

首先，应该对NaCLO3在溶液中的纯度进行有效控制，可以对发生器的溶液浓度和升降电解槽电流进行有效控制。对于NaCLO3过滤器，也应该进行定期检查和酸洗，能够有效发挥滤芯的作用，保障过滤时NaCLO3过滤器能够产生应有的作用，使得颗粒杂质被过滤掉。ICP扫描应该应用于盐水纯度检验中，主要是针对TOC和硫酸根含量进行分析，并检测金属离子含量，能够保障盐水补充的有效性。在盐水中可能含有粉碎阳离子树脂颗粒，这时就需要进行二次过滤，确保盐水具有系统所需的纯度。

其次，应该对于HCL的纯度进行有效控制。对于纯水的电导率应该及时进行检查，保障其≦0.5μS/cm，还应该对游离氯含量和盐酸浓度进行有效控制，一般游离氯含量不能超过10mg/kg，盐酸浓度控制在32±0.5%。还应该及时更换滤芯，当石墨粉出现在滤芯上面时，说明滤芯的过滤功能受到了影响，应该及时进行更换，保障盐酸过滤器的有效性，还应该对H2的含水量、强氯和弱氯、H2与CL2的燃烧比例进行检查。通过上述操作，能够实现对游离氯的降低，避免盐酸炉内衬层石磨遭受腐蚀造成系统的污染。

最后，还应该密闭处理NaCLO3系统。在HCL槽顶部的呼吸孔和吸收塔的补气阀外围，应该加装滤棉，提升空气的清洁性。还应该对电解槽进行酸洗，避免电解槽杂质的存在，也应该定期清洗发生器中的有机物。

4 结语

造成CLO2分解的原因，包括了气体本身的不稳定性、系统杂质的存在和温度、压力的上升等。在应用综合法制备CLO2的过程中，应该对NaCLO3在溶液中的纯度、HCL的纯度进行有效控制，保障NaCLO3系统的密闭性，提升整个系统的清洁性，避免CLO2受到外界因素的干扰而产生分解。有利于对生产设备进行有效保护，提升制备效率，促进生产效益的提升。

参考文献：

[1]崔召锋.综合法制备二氧化氯过程中的分解控制措施[J].中国造纸，2018（03）：80-83.