其化學(xué)反應(yīng)如下圖(1)所示:
2ClO? → 2Cl? + 2O?
由(1)式可以看出,二氧化氯分解生成和氧氣,這不但使二氧化氯收率降低,而且也使二氧化氯純度降低。實(shí)際生產(chǎn)中影響二氧化氯分解的因素很多,有時各種因素互相影響,一般來說主要是二氧化氯濃度過高或瞬間濃度過高而導(dǎo)致分解,初期表現(xiàn)只是爆鳴(緩慢爆炸),此時必須引起注意和采取有效措施,否則二氧化氯在分解過程中又放出熱量,使反應(yīng)溫度升高,進(jìn)一步使二氧化氯的生成速率加快,從而產(chǎn)生劇烈的爆炸而釀成事故。如何控制二氧化氯發(fā)生器內(nèi)二氧化氯的濃度就成了二氧化氯發(fā)生器設(shè)計中的關(guān)鍵問題。
影響二氧化氯濃度,除與二氧化氯發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和合理的配量有關(guān)外,還與外界操作因素有關(guān),如二氧化氯發(fā)生器內(nèi)的真空度大小,直接關(guān)系到發(fā)生器內(nèi)部參數(shù)的變化,諸如溫度和二氧化氯脫出速度,否則就會帶來不安全因素。同樣二氧化氯發(fā)生器為達(dá)到良好的氣-液分離效果,發(fā)生器內(nèi)必須保證有氣體的安全通路,既要保持反應(yīng)順利進(jìn)行,又要防止二氧化體在發(fā)生器上部的積聚,這與發(fā)生器結(jié)構(gòu)有關(guān),也與內(nèi)部真空度大小有關(guān)。真空度過大或過小均會破壞二氧化氯發(fā)生器內(nèi)安全穩(wěn)定的運(yùn)行,可見二氧化氯發(fā)生器內(nèi)適宜的真空度是安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。
要實(shí)現(xiàn)二氧化氯發(fā)生器安全穩(wěn)定操作,*要使用自動化儀表,使生產(chǎn)操作的“動態(tài)響應(yīng)”快;另一方面要特別重視二氧化氯發(fā)生器的設(shè)計和操作條件,應(yīng)使發(fā)生器和反應(yīng)條件處于穩(wěn)定的情況之下,當(dāng)物料的流量、濃度或溫度由于某種原因而有波動以后,二氧化氯發(fā)生器能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài),這就是二氧化氯發(fā)生器的動態(tài)特性即穩(wěn)定性,在設(shè)計時必須予以認(rèn)真考慮。

結(jié)構(gòu)特征及工作原理
(一) 總體結(jié)構(gòu)及工作原理
總體結(jié)構(gòu):發(fā)生器由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)構(gòu)成:發(fā)生器外殼為PVC材料。
工作原理:由計量泵將氯酸鈉水溶液與鹽酸溶液輸入到反應(yīng)器中,在一定溫度和負(fù)壓下進(jìn)行充分反應(yīng),產(chǎn)出以二氧化氯為主、為輔的消毒氣體,經(jīng)水射器吸收與水充分混合后形成消毒液后,通入被消毒水中。
(二) 主要部件功能及工作原理
(1) 水射器:水射器是根據(jù)射流原理而設(shè)計的一種抽氣元件,當(dāng)動力水經(jīng)過水射器時,其內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓,外部氣體在壓差作用下被吸入水射器,從而實(shí)現(xiàn)吸氣。被吸入的二氧化體在些與混合,形成消毒液,另外,水射器還用于原料罐原料的吸收。
(2) 計量泵:輸送原料及調(diào)節(jié)流量。
(3) 反映器曝氣口〔進(jìn)氣口〕:設(shè)備運(yùn)行時的空氣通道,安裝時,可連接管道并通到室外,并保持與大氣相通。
(4) 電接點(diǎn)壓力表:電接點(diǎn)壓力表是保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的裝置之一,其工作原理是:當(dāng)水射器前端水壓**設(shè)定值時,該表控制計量泵停止進(jìn)料。
(5) 原料液位傳感器:原料液位傳感器也是保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的裝置之一,它安裝于兩個原料罐底部,當(dāng)任何一種原料用完時,計量泵將停止進(jìn)料。
(6) 溫度控制器:溫度控制器是系統(tǒng)加熱控制機(jī)構(gòu),它保證了氯酸鈉和鹽酸的佳化學(xué)反應(yīng)溫度。
(7) 控制器:控制器是二氧化氯發(fā)生器的控制**,它完成了系統(tǒng)的整個自動控制。

如何提高二氧化氯發(fā)生器的利用率
二氧化氯發(fā)生器是由釜式反應(yīng)器通過耐酸導(dǎo)管和水射式真空機(jī)組組成。釜式反應(yīng)器采用的是兩級或多級反應(yīng)器,主反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有空氣分布器,副反應(yīng)釜設(shè)置了平衡管,使反應(yīng)*,反應(yīng)后的殘液可達(dá)標(biāo)排放。生成的二氧化氯制得水溶液,也可以制得穩(wěn)定二氧化氯溶液。
1.二氧化氯發(fā)生器反應(yīng)器結(jié)構(gòu)
對于化學(xué)反應(yīng)能否按設(shè)計工藝要求進(jìn)行,反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計很重要,要讓反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)配置能滿足反應(yīng)工藝條件。如反應(yīng)物進(jìn)料位置、方式、生成物出料位置、方式,反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)流動狀態(tài),需要加壓或減壓的方式。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和配置選擇合理,不但能使反應(yīng)過程順利完成,保證反應(yīng)過程能達(dá)到理想的轉(zhuǎn)化率或得率,還使得整個設(shè)備具有很好的使用性能(安全、可靠、故障率低)。
2.反應(yīng)物NaClO3濃度
一般化學(xué)反應(yīng)中,提高反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度都有利于反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行。但NaClO3溶液濃度過高,反應(yīng)生成物NaCl在殘液中的濃度相應(yīng)也高,會在反應(yīng)器或投藥管中生成結(jié)晶,造成管路堵塞。
3.酸當(dāng)量濃度、還原劑比例
NaClO3溶液加酸達(dá)不到一定的酸當(dāng)量濃度,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率很低,速度很慢;作為還原劑Cl-加入的量少,NaClO3轉(zhuǎn)化率低,加入的量過多,反應(yīng)將向副反應(yīng)方向偏移,雖然NaClO3轉(zhuǎn)化率高,但ClO2得率低。
4.反應(yīng)壓力
一般反應(yīng)降低壓力有利于向生成氣體產(chǎn)物的方向進(jìn)行。二氧化氯發(fā)生器的反應(yīng)容器為密閉系統(tǒng)降低壓力有利于向生成氣體產(chǎn)物的方向進(jìn)行。

二氧化氯發(fā)生器是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所,因此設(shè)備安全性格外重要。發(fā)生器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計決定了發(fā)生器內(nèi)的反應(yīng)條件,反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物料和反應(yīng)條件又決定了原料的轉(zhuǎn)化率和純度。良好的二氧化氯發(fā)生器設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠大大提高設(shè)備安全性、設(shè)備操作性、原料轉(zhuǎn)化率和二氧化氯純度。
二氧化氯發(fā)生器技術(shù)性能的高低決定著二氧化氯的生產(chǎn)成本及使用安全,所以在選購二氧化氯發(fā)生器時選購**的二氧化氯發(fā)生器尤為重要。