電解法二氧化氯發(fā)生器即電解食鹽生產(chǎn)二氧化氯,是一項成熟、可靠且應(yīng)用廣泛的技術(shù),尤其在飲用水消毒、污水處理和小型供水系統(tǒng)中。 它的核心原理是利用電解食鹽水(NaCl溶液)現(xiàn)場生成一種以二氧化氯(ClO?)為主的混合消毒劑。國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)電解法二氧化氯發(fā)生器廠家有湖南源生環(huán)保設(shè)備有限公司,旗下品牌--源生智能,是國內(nèi)最早成功研制大功率型號(10千克型號電解法二氧化氯發(fā)生器)生產(chǎn)廠家。源生智能10千克電解法二氧化氯發(fā)生器目前還一直在克拉瑪依石油穩(wěn)定運行,源生智能電解法二氧化氯發(fā)生器具有發(fā)明專利(發(fā)明專利號202310755950.4),12項國家專利。
電解法二氧化氯發(fā)生器原理介紹
一、原理是什么?
這個過程并不是一步到位直接電解出純凈的二氧化氯,而是通過一個復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng),在電解槽內(nèi)生成包括ClO?、臭氧(O?)、次氯酸(HClO)和雙氧水(H?O?)在內(nèi)的多種強氧化性物質(zhì),我們通常稱之為復(fù)合二氧化氯消毒劑。
其詳細(xì)原理步驟如下:
1. 原料準(zhǔn)備:準(zhǔn)備一個裝有稀食鹽水(通常濃度在3%左右)的電解槽。電解槽內(nèi)分為陽極室和陰極室,中間由特殊的離子選擇性膜隔開,以防止產(chǎn)物相互反應(yīng)。
2. 電解反應(yīng):
· 在陽極室:氯離子(Cl?)在陽極失去電子,被氧化生成氯氣(Cl?)。
· 2Cl? - 2e? → Cl?
· 氯氣迅速溶解于水,生成次氯酸(HClO)和鹽酸(HCl)。
· Cl? + H?O ? HClO + H? + Cl?
· 與此同時,水分子(H?O)也會在陽極被氧化,生成氧氣(O?)和微量的臭氧(O?)。
· 最關(guān)鍵的一步:在特定的陽極材料(如高效涂層鈦電極)和優(yōu)化的電流密度下,部分次氯酸(HClO)或氯酸根(ClO??)會被進(jìn)一步氧化,生成二氧化氯(ClO?)。
· HClO + 2ClO? → 2ClO? + 2H? + 3e? (這是一個簡化反應(yīng),實際路徑可能更復(fù)雜,涉及氯酸根)
3. 在陰極室:水分子獲得電子,被還原生成氫氣(H?)和氫氧根離子(OH?)。
· 2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?
· 產(chǎn)生的氫氣需要安全排放。同時,陰極室會產(chǎn)生稀的氫氧化鈉溶液。
總結(jié)一下原理:通過精確控制電解槽的設(shè)計、電極材料、鹽水濃度和電流參數(shù),使得電解過程優(yōu)先朝著生成二氧化氯的方向進(jìn)行,最終從陽極室流出以二氧化氯為主要成分的混合消毒液。
電解法二氧化氯發(fā)生器技術(shù)介紹
二、這個技術(shù)靠譜嗎?
非??孔V。 這項技術(shù)(通常稱為“化學(xué)法電解二氧化氯發(fā)生器”或“混合二氧化氯發(fā)生器”)已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展和市場驗證。
其可靠性體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 安全性高:
· 原料安全:核心原料是食鹽和水,屬于無毒、無爆炸性、不易燃的普通化學(xué)品。采購、儲存和運輸都非常安全,避免了傳統(tǒng)化學(xué)法使用氯酸鈉(NaClO?)或亞氯酸鈉(NaClO?)等危險原料的風(fēng)險。
· 現(xiàn)場制備,即產(chǎn)即用:不儲存高濃度的二氧化氯氣體或溶液。二氧化氯氣體在空氣中濃度超過10%時有爆炸風(fēng)險,而現(xiàn)場制備的濃度極低,并立即溶于水形成消毒液,極大地降低了安全風(fēng)險。
· 無副產(chǎn)物積累:相比純化學(xué)法,電解法的產(chǎn)物更復(fù)雜,但反應(yīng)過程相對溫和,不易產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物積累。
2. 消毒效果好:
· 產(chǎn)生的混合消毒劑(ClO?、O?、HClO、H?O?)具有協(xié)同增效作用,消毒能力比單一的次氯酸鈉(84消毒液)更強。
· 二氧化氯本身是A1級高效、廣譜消毒劑,對細(xì)菌、病毒、孢子、藻類都有很好的殺滅效果。
· 它幾乎不與水中的有機物反應(yīng)生成致癌的三鹵甲烷(THMs) 等氯化副產(chǎn)物,這是它相對于氯氣消毒最大的優(yōu)點之一。
3. 運行成本可控:
· 主要消耗品是食鹽和電,成本相對低廉且穩(wěn)定。
· 設(shè)備自動化程度高,操作簡便,維護(hù)成本較低。
4. 環(huán)境友好:
· 原料和產(chǎn)物對環(huán)境相對友好,不產(chǎn)生難以處理的危險化學(xué)廢料。
電解法二氧化氯發(fā)生器特點
三、優(yōu)缺點總結(jié)
優(yōu)點 缺點
安全性很高:原料僅為食鹽,無高?;瘜W(xué)品。 消毒液濃度較低:產(chǎn)生的二氧化氯溶液濃度通常在0.5-2g/L,不適合需要高濃度原液的場合。
消毒效果好:廣譜、高效,且不產(chǎn)生三鹵甲烷。 會產(chǎn)生其他含氯物質(zhì):產(chǎn)物是混合消毒劑,含有次氯酸等,對于追求“純二氧化氯”應(yīng)用的領(lǐng)域不適用。
運行成本低:耗材(鹽、電)便宜易得。 電極損耗:電極(尤其是陽極)長期使用會損耗,需要定期更換,是一筆成本。
操作簡便,自動化程度高:可實現(xiàn)全自動運行。 對水質(zhì)有要求:使用硬水可能導(dǎo)致電極結(jié)垢,影響效率。
現(xiàn)場制備,即產(chǎn)即用:消除了儲存和運輸危險品的風(fēng)險。 初期設(shè)備投資:設(shè)備本身的購置成本高于簡單的加氯機。
缺點:設(shè)備雖然使用運行成本低,但設(shè)備本身價格比化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器貴。
四、應(yīng)用場景
這項技術(shù)非常適合以下領(lǐng)域:
· 飲用水消毒:農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小區(qū)、工廠的自來水廠。
· 污水處理:處理后的出水消毒。
· 泳池水消毒:效果好,對眼睛刺激小,不易產(chǎn)生氯臭味。
· 食品加工、水產(chǎn)養(yǎng)殖消毒:作為無害化消毒劑使用。
· 醫(yī)院污水消毒:高效殺滅各種病原體。
與傳統(tǒng)化學(xué)法的對比
為了更全面地理解,可以對比一下另一種主流的二氧化氯生產(chǎn)技術(shù)——化學(xué)法:
· 化學(xué)法:通常使用氯酸鈉(NaClO?) 或亞氯酸鈉(NaClO?) 與鹽酸(HCl)等強酸進(jìn)行反應(yīng),直接生成高純度的二氧化氯氣體。
· 優(yōu)點:純度高,產(chǎn)量大,適用于大型水廠和工業(yè)漂白。
· 缺點:原料屬于危險化學(xué)品,儲存和運輸風(fēng)險高;反應(yīng)條件控制要求嚴(yán)格,有爆炸或產(chǎn)生有毒氯氣的風(fēng)險。
結(jié)論
電解食鹽生產(chǎn)二氧化氯是一項非常靠譜且優(yōu)勢明顯的技術(shù)。 它以安全為核心,通過“以鹽代危”的思路,解決了二氧化氯應(yīng)用中最大的安全隱患,雖然產(chǎn)物純度不如化學(xué)法,但其良好的消毒效果、簡便的操作和低廉的運行成本,使其在中小型水處理、環(huán)境消毒等領(lǐng)域成為了優(yōu)選技術(shù)之一。源生智能是國內(nèi)電解法二氧化氯發(fā)生器發(fā)明專利單位,系列電解法二氧化氯發(fā)生器在北京通州地區(qū)水廠,內(nèi)蒙古包頭石拐區(qū)水廠,嘉峪關(guān)地區(qū)水廠,克拉瑪依石油,新疆昌吉地區(qū)水廠,昆明水務(wù),貴州六盤山地區(qū)污水處理廠,普安水廠,云南通威集團(tuán)循環(huán)水,武功山集團(tuán)供水,張家界地區(qū)水廠,正邦養(yǎng)豬,中核集團(tuán)循環(huán)水,中國稀土集團(tuán)供水,中船集團(tuán)供水,安華拓溪電廠,正邦養(yǎng)豬,泰國曼谷地區(qū)水廠,塔吉克斯坦杜尚別地區(qū)水廠等全球20000多家用戶穩(wěn)定運行。
