电解法制备高纯二氧化氯的技术研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
电解法制备高纯二氧化氯的技术研究
姓名:韩瑞雄
申请学位级别:硕士
专业:化工过程机械
指导教师:周俊波
20100526
电解法制备高纯二氧化氯的技术研究摘要二氧化氯是一种日益受到人们的关注和亲睐的绿色杀菌消毒剂,对各种细菌和病毒等具有广谱、高效、安全的消毒杀灭特点和优势,被世界卫生组织啡衔5谒拇鶤拖炯痢F溆τ糜谥浇白、饮用水净化和工业废水处理等领域。在中国,有关化学法制备二氧化氯的研究较多,而电解法制备二氧化氯的研究则较少。因此,研究具有特色的先进二氧化氯生产工艺是目前非常急迫也非常有意义的一项工作。本文首先通过电解氯酸盐自动催化循环制备高纯二氧化氯的实验研究,讨论了氯酸盐浓度、硫酸的酸度、电解液温度、电流密度以及电解液中二氧化氯剩余浓度对产品气体中二氧化氯纯度的影响。研究结果表明,实验产生的产品气体,二氧化氯的纯度均在以上,当在最佳条件下,即氯酸盐浓度约为疞,硫酸的酸度约为疞,电解液温度约为。缌髅芏仍嘉痬奶跫拢生二氧化氯的纯度可达左右。同时对废酸的循环利用以及二氧化氯的杀菌消毒进行了实验,达到了很好的效果。在实验成功实现生产高纯二氧化氯的基础上,进一步对系统的各个参数进行了优化设计计算,对阳极的硫酸溶液、阴极的氯酸钠溶液的供给浓度和循环速率进行优化控制,同时也对冷却水的温度和流速进行优化控制。为了使过程更智能化,参数更精确化,设计了自动控
制的部分来对进行各个参数进行精确控制。根据实验和计算得到的各个参数,设计了电解氯酸盐制备高纯二氧化氯的工艺,进而设计了生产二氧化氯的成套设备。关键词电解,二氧化氯,高纯,氯酸盐,杀菌消毒剂北京化工大学硕士学位论文
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矿时;‰‰‰~搿胴搿隟‰%岛吼搿搿隟‰%‰‰口恢主要符号说明水的蒸发潜热,Ⅺ凸;二氧化氯的比热,口二氧化氯的实际收量,二氧化氯收率,%;二氯气浓度,甃;阳极反应的过电位,氧化态物质的活度;电解过程的反应热,电解槽的给热系数,个;计算流量控制设定值,~;标准电极电势,许用应力,电流密度,甿之;二氧化氯的浓度,甃一;吸收液体积,二氧化氯的理论收量,二氧化氯纯度,%;;理论分解电压,,%;进入体系的物流的焓变,体系所做的功,水的蒸发热,单极电解槽的单元数,个;二氧化氯中水蒸汽的流量,~;二氧化氯的流量,唬修正因子。物种胩逑档闹柿浚琯;一;主要符合说明
作者签名:—盅车盟日期:克俊弧粕R日期:—克縅碰一导师签名:—鱀蹑珏保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用本:憋盛弼础弘ⅲ夯デ北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:日期:北京化工大学学位论文原创性声明
第一章绪论研究背景年日,国务院总理温家宝在十届全国人大三次会议上作政府工作报告理,加强农村水源污染治理,加强饮用水源地保护,实行严格的排污总量控制制度,加大环保监督和执法力度,大力推行清洁生产,发展环保产业随着社会经济发展、生活水平和质量的提高,环境对人们生活的影响更加被对饮用水的水质要求越来越严格,对其安全性,特别是对消毒副产物问题越来越除恶臭,降低水中有机物含量,但水中有机污染物能与氯生成三卤甲烷、增加了饮用水的致癌风险【怠8Q现氐氖侨嗣堑囊肮呱湛K捶炊炎来水中的三卤甲烷在水被烧开后转变成四氯化碳,毒性增加了丁与氯气相比,二氧化氯不会与水中有机物产生三卤甲烷,不会与氨氮反应,也就不会产生氯化胺,却能破坏酚、硫化物、氰化物和其他许多有机物,它的氧化能力是氯气的丁恰S氤粞跸啾龋趸裙ひ胀蹲噬伲矢撸谒中的滞留时间长,能够有效杀除和控制各种细菌,同时,二氧化氯不会与水中的溴化物、次溴酸物反应生成对人体有害的物质。与紫外线消毒相比,二氧化氯设世界卫生组织嫒嗣牵煤认炯料竞蟮乃┲⒎⒉÷“让人民群众喝上干净的水、呼吸清新的空气,有更好的工作和生活环境”。时向全国人民郑重承