1.有效氯
定性地说,有效氯指化合物中氧化态氯,比如氯的高价态,0、+1、+3、+4、+5、+7,具有一定的氧化能力,氧化态被还原为-1价的还原态氯,进而处于稳定状态,利用这一氧化还原过程来进行消毒,这些具有氧化态的氯称为有效氯。
定量地说,有效氯含量指含氯化合物中氧化态氯的百分含量,但由于氯的氧化态不止一种,所以,必须规定一个统一的量化标准才能相互比较实际效能,这个量化标准就是0价的纯净氯,即纯净氯的有效氯为%。有效氯含量的实质就是指单位质量的含氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当于多少纯净氯气的氧化能力。
有效氯=有效系数×含氯量
有效系数=夺取电子数÷Cl-个数
含氯量=氯的质量分数=氯分子量÷化合物分子量
Cl2为基准点,假定为1g有效氯,那么1gClO2相当于2.63gCl2,1gNaClO相当于0.gCl2,1gCa(ClO)2相当于0.gCl2。二级出水的有效氯投加浓度6-15mg/L,接触时间不小于30min。假定有效氯投加浓度为10mg/L,那么相对应的ClO2投加浓度为10÷2.63=3.8mg/L。
2.计算
以m3/d的处理水量为例进行二氧化氯投加量的相关计算,具体数据详见下表,考虑到原料的易爆性,储量不宜过多,储存量不大于最大用量10d计算,固体氯酸钠10天存储量,溶液罐按每天配1次药考虑,盐酸储罐按5d存储量考虑。
3.转化率
主反应:2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2+Cl2+H2O
副反应:NaClO3+6HCl→3Cl2+3H2O+3NaCl
关于转化率其实就是反应产率的问题,不是说你满足了化学计量学关系就刚好能产生额定量的ClO2了,这只是理想状态罢了。对于主反应式而言,理想状态的质量比为NaClO3:HCl=73:.5=1:0.69,满足此比例时,刚刚好充分反应。NaClO3扮演氧化剂的角色,其投加量增加,更利于化学反应向右移动,但是如果过高,那么产物NaCl含量也会增加,时间久了,管道就会出现结晶堵塞。HCl则扮演还原剂的角色,一方面还原氧化剂,一方面提供酸性环境,其投加量少,NaClO3转化率低,投加量多,NaClO3转化率虽然上去了,但是ClO2所占比例不高,因为副反应的存在。
其实上一节在介绍原材料的时候就在思考一个问题,33%NaClO3和31%HCl的质量浓度是否是化学法生产ClO2的最佳浓度么,大部分厂家那里基本都是这个数据。有一篇文章中提到:HCl含量在20-16%时,NaClO3转化率最高,这就是说原材料的质量浓度对反应效率是有影响的。通过上面的分析又涉及到另一个问题,NaClO3:HCl的质量比如果不按理论的1:0.69,那么该是多少合适呢,广州市净水有限公司做的一项研究发现:当1:1时,ClO2转化率最好,当HCl投加量过多时,也会出现结晶现象,从主、副反应来看,在HCl足够的情况下,1molNaClO3分别产生1mol和3molNaCl,也即副反应的活跃一方面导致了ClO2所占比例不高,另一方面就是大量NaCl的形成。在《化学法二氧化氯消毒剂发生器》(HJ/T)中有所规定:二氧化氯复合消毒剂发生器中,主要原料如氯酸钠、亚氯酸钠的转化率不低于60%。
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇