电解法二氧化氯发生器即电解食盐生产二氧化氯,是一项成熟、可靠且应用广泛的技术,尤其在饮用水消毒、污水处理和小型供水系统中。 它的核心原理是利用电解食盐水(NaCl溶液)现场生成一种以二氧化氯(ClO₂)为主的混合消毒剂。国内专业生产电解法二氧化氯发生器厂家有湖南源生环保设备有限公司,旗下品牌--源生智能,是国内最早成功研制大功率型号(10千克型号电解法二氧化氯发生器)生产厂家。源生智能10千克电解法二氧化氯发生器目前还一直在克拉玛依石油稳定运行,源生智能电解法二氧化氯发生器具有发明专利(发明专利号202310755950.4),12项国家专利。
电解法二氧化氯发生器原理介绍
一、原理是什么?
这个过程并不是一步到位直接电解出纯净的二氧化氯,而是通过一个复杂的电化学反应,在电解槽内生成包括ClO₂、臭氧(O₃)、次氯酸(HClO)和双氧水(H₂O₂)在内的多种强氧化性物质,我们通常称之为复合二氧化氯消毒剂。
其详细原理步骤如下:
1. 原料准备:准备一个装有稀食盐水(通常浓度在3%左右)的电解槽。电解槽内分为阳极室和阴极室,中间由特殊的离子选择性膜隔开,以防止产物相互反应。
2. 电解反应:
· 在阳极室:氯离子(Cl⁻)在阳极失去电子,被氧化生成氯气(Cl₂)。
· 2Cl⁻ - 2e⁻ → Cl₂
· 氯气迅速溶解于水,生成次氯酸(HClO)和盐酸(HCl)。
· Cl₂ + H₂O ⇌ HClO + H⁺ + Cl⁻
· 与此同时,水分子(H₂O)也会在阳极被氧化,生成氧气(O₂)和微量的臭氧(O₃)。
· 最关键的一步:在特定的阳极材料(如高效涂层钛电极)和优化的电流密度下,部分次氯酸(HClO)或氯酸根(ClO₃⁻)会被进一步氧化,生成二氧化氯(ClO₂)。
· HClO + 2ClO⁻ → 2ClO₂ + 2H⁺ + 3e⁻ (这是一个简化反应,实际路径可能更复杂,涉及氯酸根)
3. 在阴极室:水分子获得电子,被还原生成氢气(H₂)和氢氧根离子(OH⁻)。
· 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻
· 产生的氢气需要安全排放。同时,阴极室会产生稀的氢氧化钠溶液。
总结一下原理:通过精确控制电解槽的设计、电极材料、盐水浓度和电流参数,使得电解过程优先朝着生成二氧化氯的方向进行,最终从阳极室流出以二氧化氯为主要成分的混合消毒液。
电解法二氧化氯发生器技术介绍
二、这个技术靠谱吗?
非常靠谱。 这项技术(通常称为“化学法电解二氧化氯发生器”或“混合二氧化氯发生器”)已经经过了数十年的发展和市场验证。
其可靠性体现在以下几个方面:
1. 安全性高:
· 原料安全:核心原料是食盐和水,属于无毒、无爆炸性、不易燃的普通化学品。采购、储存和运输都非常安全,避免了传统化学法使用氯酸钠(NaClO₃)或亚氯酸钠(NaClO₂)等危险原料的风险。
· 现场制备,即产即用:不储存高浓度的二氧化氯气体或溶液。二氧化氯气体在空气中浓度超过10%时有爆炸风险,而现场制备的浓度极低,并立即溶于水形成消毒液,极大地降低了安全风险。
· 无副产物积累:相比纯化学法,电解法的产物更复杂,但反应过程相对温和,不易产生有害的副产物积累。
2. 消毒效果好:
· 产生的混合消毒剂(ClO₂、O₃、HClO、H₂O₂)具有协同增效作用,消毒能力比单一的次氯酸钠(84消毒液)更强。
· 二氧化氯本身是A1级高效、广谱消毒剂,对细菌、病毒、孢子、藻类都有很好的杀灭效果。
· 它几乎不与水中的有机物反应生成致癌的三卤甲烷(THMs) 等氯化副产物,这是它相对于氯气消毒最大的优点之一。
3. 运行成本可控:
· 主要消耗品是食盐和电,成本相对低廉且稳定。
· 设备自动化程度高,操作简便,维护成本较低。
4. 环境友好:
· 原料和产物对环境相对友好,不产生难以处理的危险化学废料。
电解法二氧化氯发生器特点
三、优缺点总结
优点 缺点
安全性很高:原料仅为食盐,无高危化学品。 消毒液浓度较低:产生的二氧化氯溶液浓度通常在0.5-2g/L,不适合需要高浓度原液的场合。
消毒效果好:广谱、高效,且不产生三卤甲烷。 会产生其他含氯物质:产物是混合消毒剂,含有次氯酸等,对于追求“纯二氧化氯”应用的领域不适用。
运行成本低:耗材(盐、电)便宜易得。 电极损耗:电极(尤其是阳极)长期使用会损耗,需要定期更换,是一笔成本。
操作简便,自动化程度高:可实现全自动运行。 对水质有要求:使用硬水可能导致电极结垢,影响效率。
现场制备,即产即用:消除了储存和运输危险品的风险。 初期设备投资:设备本身的购置成本高于简单的加氯机。
缺点:设备虽然使用运行成本低,但设备本身价格比化学法二氧化氯发生器贵。
四、应用场景
这项技术非常适合以下领域:
· 饮用水消毒:农村、乡镇、小区、工厂的自来水厂。
· 污水处理:处理后的出水消毒。
· 泳池水消毒:效果好,对眼睛刺激小,不易产生氯臭味。
· 食品加工、水产养殖消毒:作为无害化消毒剂使用。
· 医院污水消毒:高效杀灭各种病原体。
与传统化学法的对比
为了更全面地理解,可以对比一下另一种主流的二氧化氯生产技术——化学法:
· 化学法:通常使用氯酸钠(NaClO₃) 或亚氯酸钠(NaClO₂) 与盐酸(HCl)等强酸进行反应,直接生成高纯度的二氧化氯气体。
· 优点:纯度高,产量大,适用于大型水厂和工业漂白。
· 缺点:原料属于危险化学品,储存和运输风险高;反应条件控制要求严格,有爆炸或产生有毒氯气的风险。
结论
电解食盐生产二氧化氯是一项非常靠谱且优势明显的技术。 它以安全为核心,通过“以盐代危”的思路,解决了二氧化氯应用中最大的安全隐患,虽然产物纯度不如化学法,但其良好的消毒效果、简便的操作和低廉的运行成本,使其在中小型水处理、环境消毒等领域成为了优选技术之一。源生智能是国内电解法二氧化氯发生器发明专利单位,系列电解法二氧化氯发生器在北京通州地区水厂,内蒙古包头石拐区水厂,嘉峪关地区水厂,克拉玛依石油,新疆昌吉地区水厂,昆明水务,贵州六盘山地区污水处理厂,普安水厂,云南通威集团循环水,武功山集团供水,张家界地区水厂,正邦养猪,中核集团循环水,中国稀土集团供水,中船集团供水,安华拓溪电厂,正邦养猪,泰国曼谷地区水厂,塔吉克斯坦杜尚别地区水厂等全球20000多家用户稳定运行。
