近年来,二氧化氯越来越广泛地应用在纸浆和纺织品漂白、消毒杀菌、保鲜除臭、自来水净化、工业废物处理等行业,对二氧化氯生产工艺的研究引起了各国化学界和工业界的普遍关注。
1 二氧化氯的生产方法 二氧化氯最早由Humphrey Davey 在1811年通过实验制得。自美国Mathieson制碱公司1940年实现工业化生产二氧化氯以来,其制备方法已多达十余种[1-3],按生产工艺原理可分为氧化法、电解法和还原剂法三种。 1.1 氧化法 在酸性介质中,用氧化剂(如氯气等)或酸使亚氯酸钠氧化或自氧化来发生ClO2的方法称为氧化法[3],反应式可写为: 2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl 5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O 这种方法的特点是一次性投资少,操作工艺简便,易于控制。不足之处是反应速度慢,耗酸量大,产生的废酸多。适合少量使用ClO2的场合,如水处理和食品加工行业。由于NaClO2是以ClO2为中间体经过过氧化物的碱液吸收而制得,故大量使用ClO2的场合采用此法不经济[3]。 1.2 电解法 又称隔膜电解法,采用不锈钢作阴极,在石墨表面涂覆一层金属氧化物作阳极,在两室电解池或三室电解池(室与室之间用离子选择透过性膜隔开)直接电解氯化钠或氯酸钠的水溶液来发生二氧化氯。电解法投资较大,适合在氯碱厂应用。目前由于一些技术问题尚未完全解决(如电解电流效率不高,ClO2生产效率低等),影响了这种方法的推广和应用[4]。 1.3 还原法 在工业生产和大规模使用二氧化氯的场合目前都采用还原法,即在强酸性条件下还原氯酸钠来发生二氧化氯。根据所选用还原剂的不同,该法又细分为马蒂逊法、苏尔维法、R2法、R3法和R8等法。其中马蒂逊法选用的还原剂是SO2, R2法和R3法选用的还原剂主要是氯化钠,苏尔维法和R8法选