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常规加热与微波加热条件下R5法二氧化氯制备动力学研究

刘胜权  
【摘要】: ClO_2是目前替代液氯的较好消毒剂,由于原料的低廉和相对安全,以及发生工艺的简单和易于控制,R5法制备工艺得到了广泛的应用,但依旧存在二氧化氯产率低和反应速度慢的问题,根据学者们的研究微波可以提高化学反应的产率和反应速率,因此本实验采用常规加热和微波加热对比的方式,比较两种条件下二氧化氯的产率和反应动力学参数,对改进R5法制备二氧化氯的工艺提供一定的参考。 本文测定了在常规加热静态进样时的二氧化氯的化学反应动力学常数;动态进样时二氧化氯的反应动力学常数和二氧化氯在不同反应条件下的产率。测定了微波加热静态进样的反应动力学常数和二氧化氯在不同反应条件下的产率;微波加热动态进样时的反应动力学常数和二氧化氯在不同反应条件下的产率,并分别将同种进样时的常规加热和微波加热测定计算的数值进行对比,得出了以下结论:1)在静态进样的条件下,常规加热时的反应级数较低,反应速率常数较高,反应的活化能较低,说明在静态进样时,微波不能加快化学反应的速率;2)在动态进样的条件下,常规加热所计算得到的活化能为负值,而微波加热条件下氯酸根的浓度随停留时间的延长先增后降再增,所以无法计算其活化能;3)比较在动态进样条件下二氧化氯的产率发现微波加热条件下二氧化氯的产率能够达到50%以上,而常规加热却一般低于50%,这说明微波的确能够提高二氧化氯的产率,这对改进R5法的生产工艺是很有帮助的;4)在微波加热条件下,通过比较在不同条件下测定的二氧化氯产率发现,一般停留时间在30-40min温度在40-50℃二氧化氯的产率可以达到最大,这对工厂的中试是有一定参考价值的。


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