对于化学反应能否按设计工艺要求进行，发生器的结构设计很重要，因为在生产规模的反应器里温度、浓度、反应时间等化学反应条件是不均匀的，这些工艺条件不均匀主要与物料在反应器里的流动情况有关，流动引起的返混、传热和传质过程又会影响化学反应，而影响的大小又取决于化学反应本身的特点。这就是在规模生产中，宏观动力学因素——返混、热量传递和质量传递对化学反应的影响，只有充分认识这些关系，才能正确合理的设计二氧化氯发生器以及选择合理的配置，从而使反应过程顺利进行，达到所期待的转化率和收率，同时使二氧化氯发生器具有良好的使用性能(安全、可靠且故障率低)。
1、安全因素是首位
由于二氧化氯本身特有的性质所决定，在制备过程中很容易发生爆炸，出现这种现象是由各种原因而引起的二氧化氯分解所致。
其化学反应如下所示：
2ClO? → 2Cl? + 2O?
由上式可以看出，二氧化氯分解生成氯气和氧气，这不但使二氧化氯收率降低，而且也使二氧化氯纯度降低。实际生产中影响二氧化氯分解的因素很多，有时各种因素互相影响，一般来说主要是二氧化氯浓度过高或瞬间浓度过高而导致分解，初期表现只是爆鸣(缓慢爆炸)，此时必须引起注意和采取有效措施，否则二氧化氯在分解过程中又放出热量，使反应温度升高，进一步使二氧化氯的生成速率加快，从而产生剧烈的爆炸而酿成事故。如何控制二氧化氯发生器内二氧化氯的浓度就成了二氧化氯发生器设计中的关键问题。
影响二氧化氯浓度，除与二氧化氯发生器的结构和合理的配量有关外，还与外界操作因素有关，如二氧化氯发生器内的真空度大小，直接关系到发生器内部参数的变化，诸如温度和二氧化氯脱出速度，否则就会带来不安全因素。同样二氧化氯发生器为达到良好的气-液分离效果，发生器内必须保证有气体的安全通路，既要保持反应顺利进行，又要防止二氧化氯气体在发生器上部的积聚，这与发生器结构有关，也与内部真空度大小有关。真空度过大或过小均会破坏二氧化氯发生器内安全稳定的运行，可见二氧化氯发生器内适宜的真空度是安全稳定运行的前提。
要实现二氧化氯发生器安全稳定操作，首先要使用自动化仪表，使生产操作的“动态响应”快;另一方面要特别重视二氧化氯发生器的设计和操作条件，应使发生器和反应条件处于稳定的情况之下，当物料的流量、浓度或温度由于某种原因而有波动以后，二氧化氯发生器能自动恢复到正常操作状态，这就是二氧化氯发生器的动态特性即稳定性，在设计时必须予以认真考虑。
2、连续多级反应器
连续操作反应器是反应器内的物料和产物随进随出，连续流动，这种反应器的特点是反应物浓度自始至终为一常数，因而反应速率也是确定不变的，这对氯酸钠和双氧水在硫酸介质中进行的自催化反应尤为有利。在这种反应器里的物料充分混合，化学反应可以一直以最大的反应速度进行，同时还进行传质，传热和气-液分离的过程，从而提高生产率。几个这样连续操作的反应器串联即成连续多级反应器，这种反应物料从第 1 个反应器加入，依次通过各反应器，产物(二氧化氯和釜残)分别从塔顶和塔釜排出，这种连续多级反应器既可以减少对反应不利的返混，同时物料在反应器中停留时间比单个反应器要集中在平均停留时间附近，从而可以达到较高的转化率，同时生产过程容易控制，产品稳定，需要较少的人力和操作费用。
3、负压曝气
负压即是二氧化氯发生器内在一定的真空度条件下进行，而曝气就是向二氧化氯发生器内不断的通入空气，这对发生器安全稳定运行具有十分重要的作用：
（1）代替搅拌，使反应液充分混合，有利于化学反应。
（2）供给热量，以保证反应在一定的温度条件下进行。
（3）促进传质，传热和气-液分离过程顺利进行。
（4）空气进入发生器内可使生成的二氧化氯气体浓度下降，确保反应安全顺利进行。曝气可以归纳以下几个过程:搅拌→混合→反应→吹脱出二氧化氯→进入气相。
要控制二氧化氯发生器安全稳定进行，应使二氧化氯生成速率等于二氧化氯吹脱速率，这时二氧化氯收率最高。曝气过小时，即二氧化氯生成速率远大于二氧化氯吹脱速率，由于起不到搅拌、混合、反应、吹脱和稀释的作用，造成反应液中二氧化氯的浓度过大，副反应增多，二氧化氯的收率降低，也带来不安全因素。当曝气过大时，即二氧化氯吹脱速率远大于二氧化氯生成速率，反应器内发生“液泛现象”，这样曝气不仅起不到应有的作用，还破坏了流体在二氧化氯发生器内的流动状况，严重的影响了传质、传热和气-液分离过程的效果，不但使二氧化氯收率降低，同时也带来不安全因素。可见适宜的曝气是二氧化氯发生器实现安全、稳定运行的重要前提。
在实际生产中，除反应物浓度、原料配比、反应压力在一定温度条件下进行化学反应外，为适应外界和操作带来不利的影响，保证生产安全稳定顺利进行，曝气还是一个有操作弹性的可控因素。
4、设备材质
二氧化氯发生器在制备二氧化氯过程中，对材质的防腐要求是很高的，因为它不仅涉及到二氧化氯特殊的氧化性，同时还面临着负压、较高温度、较高酸度的溶液，是二氧化氯发生器设计中的重要内容，选用适宜的材质，不仅可满足工艺指标的实现，也为连续稳定生产提供了可靠的保证。
材质除要具备良好的抗腐蚀能力、耐温、耐压外，还要有良好的传热效果以及便于加工制造等性能，综合各种因素，实践证明目前选择钛材为材质比较合适。钛材是比较昂贵的材质，制作发生器时要特别注意的是钛材的纯度和加工的焊接点。
二氧化氯具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜的功能。
作用机理主要是氧化作用,二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态,外层共有19个电子，具有强烈的氧化作用力;
主要是对富有电子(或供电子)的原子基团(如含巯基的酶和硫化物，氯化物)进行攻击;
强行掠夺电子,使之成为失去活性和改变性质的物质，从而达到其目的。
二氧化氯发生器选型方法
（1）根据每天污水量/净水量，计算出每小时污水流量/净水流量，再乘以投加量。
（2）设备选型：
（例如：某医院一天污水量为200立方，排放时间10小时，每小时污水量为20立方;
根据设计参数，综合性医院每立方污水投加30克二氧化氯，故设备型号为：ZHA-600克，即每小时发生量为：600克。）
1、杀菌机理
二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，放出原子氧将细胞内的含巯基的酶氧化起到杀菌作用。
2、漂白作用
二氧化氯的漂白是通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的。
a 二氧化氯具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜的功能。
作用机理主要是氧化作用,二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态,外层共有19个电子，具有强烈的氧化作用力;
主要是对富有电子(或供电子)的原子基团(如含巯基的酶和硫化物，氯化物)进行攻击，强行掠夺电子,使之成为失去活性和改变性质的物质，从而达到其目的。
二氧化氯发生器选型方法
（1）根据每天污水量/净水量，计算出每小时污水流量/净水流量，再乘以投加量。
（2）设备选型：
（例如：某医院一天污水量为200立方，排放时间10小时，每小时污水量为20立方;
根据设计参数，综合性医院每立方污水投加30克二氧化氯，故设备型号为：ZHA-600克，即每小时发生量为：600克。）
1、杀菌机理
二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，放出原子氧将细胞内的含巯基的酶氧化起到杀菌作用。
2、漂白作用
二氧化氯的漂白是通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的。
用他做漂白剂代替氯气、氯酸盐等，可阻止并避免与纤维发生氧化而降低纤维强度，因而效果更全面。
3、除臭作用
二氧化氯的除臭是因为它能与异味物质(如H2S、-SOH、-NH2等)发生脱水反应并使异味物质迅速氧化转化为其他物质。
而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯,也能破坏已形成的乙烯,从而延缓腐烂，同时杀死微生物而不与脂肪酸反应并不破坏食品结构。
用他做漂白剂代替氯气、氯酸盐等，可阻止并避免与纤维发生氧化而降低纤维强度，因而效果更全面。
3、除臭作用
二氧化氯的除臭是因为它能与异味物质(如H2S、-SOH、-NH2等)发生脱水反应并使异味物质迅速氧化转化为其他物质。
而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯,也能破坏已形成的乙烯,从而延缓腐烂，同时杀死微生物而不与脂肪酸反应并不破坏食品结构。
二氧化氯发生器的总体结构由供料系统、反应系统、控制系统和安全系统构成：发生器外壳为PVC材料。
影响二氧化氯消毒效果的因素：
1、 水温：与液氯消毒相似，温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。在同等条件下，当体系温度从20℃降到10℃时，二氧化氯对隐孢子虫的灭活效率降低了4%。温度低时二氧化氯的消毒能力较差，大约5℃时要比20℃时多消毒剂31%～35%。
2、 pH值：适应范围宽。ClO2分解是pH和OH-浓度的函数： 当 pH值＞9时
2 ClO2 2 OH-= ClO2- ClO3- H2O （岐化反应）
3、悬浮物：悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物的接触，从而不利于二氧化氯对微生物的灭活。
4、二氧化氯投加量与接触时间：
二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增高而提高，消毒剂对微生物的总体灭活效果取决于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积，因此延长接触时间也有助于提高消毒剂的灭菌效果，但出水余量不可过高，否则易产生异味和提高色度。
5、光对二氧化氯的影响：
二氧化氯化学性质不稳定，见光极易分解，以稳定性液体二氧化氯的衰减为例，在二氧化氯初始浓度为1mg/l，衰减时间为20分钟，阳光直射、室内有光、室内无光下的二氧化氯残余率分别为12.12%（实测值）88.55%（实测值）99.85%（计算值）。
工作原理：
化学方程式：
NaClO3+2HC1=NaC1+C1O2+1/2C12+H2O;5NaC1O2+4HC1=4C1O2+5NaC1+2H2O
原料供应系统内的氯酸钠水溶液和盐酸（浓度30-31%）在计量调节系统、电控系统的作用下被定量输送到发应罐内，在一定温度下经过负压曝气发应反应生成二氧化氯和Cl2的气液混合物，经吸收系统吸收制成一定浓度的二氧化氯混合消毒液，投加到待处理的水中或需要消毒的物体，完成二氧化氯和Cl2的协同消毒、氧化等作用。
消毒性能：
二氧化氯消毒剂可以灭杀一切微生物，包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和肝炎病毒、各种传染病毒菌等。其对微生物的杀菌机理为：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透力，可有效地使氧化细胞内含琉基的酶，快速的抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。
二氧化氯的消毒能力和氧化能力远远超过Cl2，不会像Cl2那样生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷（致癌物质）。能有效的破坏酚、硫化物等有害物质。二氧化氯消毒剂具有无毒、无害、消毒后的水果、蔬菜不用清洗便可直接食用的众多优点。
应用范围：
1、各种场合下的生活、饮用、自来水的消毒；
2、餐厅、宾馆、家庭、餐具卫生设施的灭菌消毒和空气环境消毒等。
3、食品、饮料厂、发酵工业的设备、管道、容器的最终灭菌消毒。
4、乳品厂、屠宰场的管道、设施及环境的灭菌处理；
5、医院污水的灭菌消毒处理；
6、游泳池、工业循环水、浴池水的灭菌消毒；
7、医院、卫生、临床器械的消毒、灭菌、除臭的防霉处理；
8、家庭、宾馆、饭店、水果蔬菜、鱼肉等食品的保鲜及最终淋洗消毒；
9、配置各种口腔消毒液、除臭剂及创口清洗液等。
10、废水回用中的灭菌及脱臭；
11、面粉与各种食品的漂白剂；
12、造纸、印染行业的漂白药剂；
13、电镀含氰废水的破氰处理、印染废水的脱色处理，工业徨冷却水的除藻灭菌处理。
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