复合二氧化氯发生器最佳反应条件的研究

摘 要：对于发生工艺的优化设计，必须考虑诸多因素中影响最大的因素，尽可能使反应工艺条件优化达到原料NaClO3转化率高（利用率高）， ClO2收率高，反应过程安全可靠，简单便于实施。

关键词：复合二氧化氯发生器 正交试验 因素 药量

现在市场上的二氧化氯发生器种类繁多、鱼龙混杂，给消费者的选购和使用造成了困惑，运行时不知原料投加最佳的比例、加药量，从而导致出水消毒不理想。复合二氧化氯发生器采用氯酸钠和盐酸为原料，制取二氧化氯和氯气的复合消毒液，下面对复合二氧化氯发生器最佳反应条件作研究。

1 实验及方法

1.1 实验器材

将原料桶中的氯酸钠溶液和盐酸通过计量泵按一定进料流量连续被送入反应器中，在一定的温度和压力下，经过一定反应时间（反应器中的停留时间）后，含有ClO2的发生液通过管道由水射器吸收后，溶入自来水中，投加到待消毒池中。

1.2 试验方法

本试验探讨七个影响因素：是否加增加泵、加药量、氯酸钠和盐酸比例、反应温度、吸气阀门开度（曝气强度）、釜满/未满运行、水射器个数，采用反应条件的正交优化试验，用不太多的试验次数，找出试验因素的最佳水平组合。选取7因素4水平，通过L16（44×23）正交试验设计，以有效氯产量为考核指标，按上述的实验装置及操作方法，进行反应条件的优化试验，找出最佳的反应条件组合。

1.3 数据记录及分析

试验结果分析公式：（试验数据见表2）

当因素水平不等时，不能直接比较极差R来判断因素的影响主次顺序。这是因为，若两个因素对试验指标有影响时，一般来说，水平数多的因素极差可能会大一些。所以，要对原极差R进行折算，根据折算极差R`作出比较。极差折算公式为R`=dR式中，R`折算后的极差；R为因素原极差；r为该因素每个水平的重复次数；d为折算系数，与因素的水平数有关，查表得r=2，d=0.71；r=4，d=0.45。

结论

2.1 因素主次排序

根据表2中极差调整R`大小确定因素对试验指标的影响主次顺序为：是否加增加泵>加药量>氯酸钠和盐酸比例>反应温度>吸气阀门开度（曝气强度）>釜满/未满运行>水射器个数。

2.2 最优组合

根据表2中有效氯产量最大值是第7个试验，确定各因素最优组合为：加药量0.8mL/s、氯酸钠和盐酸比例1.21∶1、吸气阀门开度（曝气强度）全开、反应温度70℃、加增加泵、釜满运行、1个水射器。

2.3 影响产量的主要因素

影响有效氯产量的主要因素是药量、原料比、自来水压力等。次要因素是温度等。对于发生工艺的优化设计，必须考虑诸多因素中影响最大的因素，尽可能使反应工艺条件优化达到原料NaClO3转化率高（利用率高）， ClO2收率高，反应过程安全可靠，简单便于实施。

【参考文献】

[1]李志西、杜双奎主编.试验优化设计与统计分析.北京：科学出版社，2012