復(fù)合二氧化氯發(fā)生器最佳反應(yīng)條件的研究

杜聰　劉婷　陳永興

摘 要：對(duì)于發(fā)生工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，必須考慮諸多因素中影響最大的因素，盡可能使反應(yīng)工藝條件優(yōu)化達(dá)到原料NaClO3轉(zhuǎn)化率高（利用率高）， ClO2收率高，反應(yīng)過程安全可靠，簡(jiǎn)單便于實(shí)施。

關(guān)鍵詞：復(fù)合二氧化氯發(fā)生器 正交試驗(yàn) 因素 藥量

現(xiàn)在市場(chǎng)上的二氧化氯發(fā)生器種類繁多、魚龍混雜，給消費(fèi)者的選購和使用造成了困惑，運(yùn)行時(shí)不知原料投加最佳的比例、加藥量，從而導(dǎo)致出水消毒不理想。復(fù)合二氧化氯發(fā)生器采用氯酸鈉和鹽酸為原料，制取二氧化氯和氯氣的復(fù)合消毒液，下面對(duì)復(fù)合二氧化氯發(fā)生器最佳反應(yīng)條件作研究。

1 實(shí)驗(yàn)及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)器材

將原料桶中的氯酸鈉溶液和鹽酸通過計(jì)量泵按一定進(jìn)料流量連續(xù)被送入反應(yīng)器中，在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過一定反應(yīng)時(shí)間（反應(yīng)器中的停留時(shí)間）后，含有ClO2的發(fā)生液通過管道由水射器吸收后，溶入自來水中，投加到待消毒池中。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)探討七個(gè)影響因素：是否加增加泵、加藥量、氯酸鈉和鹽酸比例、反應(yīng)溫度、吸氣閥門開度（曝氣強(qiáng)度）、釜滿/未滿運(yùn)行、水射器個(gè)數(shù)，采用反應(yīng)條件的正交優(yōu)化試驗(yàn)，用不太多的試驗(yàn)次數(shù)，找出試驗(yàn)因素的最佳水平組合。選取7因素4水平，通過L16（44×23）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以有效氯產(chǎn)量為考核指標(biāo)，按上述的實(shí)驗(yàn)裝置及操作方法，進(jìn)行反應(yīng)條件的優(yōu)化試驗(yàn)，找出最佳的反應(yīng)條件組合。

1.3 數(shù)據(jù)記錄及分析

試驗(yàn)結(jié)果分析公式：（試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2）

當(dāng)因素水平不等時(shí)，不能直接比較極差R來判斷因素的影響主次順序。這是因?yàn)?，若兩個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有影響時(shí)，一般來說，水平數(shù)多的因素極差可能會(huì)大一些。所以，要對(duì)原極差R進(jìn)行折算，根據(jù)折算極差R`作出比較。極差折算公式為R`=dR式中，R`折算后的極差；R為因素原極差；r為該因素每個(gè)水平的重復(fù)次數(shù)；d為折算系數(shù)，與因素的水平數(shù)有關(guān)，查表得r=2，d=0.71；r=4，d=0.45。

結(jié)論

2.1 因素主次排序

根據(jù)表2中極差調(diào)整R`大小確定因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響主次順序?yàn)椋菏欠窦釉黾颖?加藥量>氯酸鈉和鹽酸比例>反應(yīng)溫度>吸氣閥門開度（曝氣強(qiáng)度）>釜滿/未滿運(yùn)行>水射器個(gè)數(shù)。

2.2 最優(yōu)組合

根據(jù)表2中有效氯產(chǎn)量最大值是第7個(gè)試驗(yàn)，確定各因素最優(yōu)組合為：加藥量0.8mL/s、氯酸鈉和鹽酸比例1.21∶1、吸氣閥門開度（曝氣強(qiáng)度）全開、反應(yīng)溫度70℃、加增加泵、釜滿運(yùn)行、1個(gè)水射器。

2.3 影響產(chǎn)量的主要因素

影響有效氯產(chǎn)量的主要因素是藥量、原料比、自來水壓力等。次要因素是溫度等。對(duì)于發(fā)生工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，必須考慮諸多因素中影響最大的因素，盡可能使反應(yīng)工藝條件優(yōu)化達(dá)到原料NaClO3轉(zhuǎn)化率高（利用率高）， ClO2收率高，反應(yīng)過程安全可靠，簡(jiǎn)單便于實(shí)施。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李志西、杜雙奎主編.試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析.北京：科學(xué)出版社，2012