二氧化氯法规

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中华人民共和国国家标准GB/T20621-2006

化学法复合二氧化氯发生器

Generator of complex chlorine dioxide by chemical reaction

 

 

2006-09-14发布      2007-02-01实施  

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局   中国国家标准化管理委员会   发布

 

GB/T 20621-2006 化学法复合二氧化氯发生器

1 范围

本标准规定了化学法复合二氧化氯发生器的术语与定义、要求、试验方法、检验规则以及标志、标签、包装、运输、贮存。

本标准适用于各种水体的杀菌、消毒、灭菌、除臭、漂白、脱色及氧化等处理的化学法复合二氧化氯发生器。

 

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的较新版本。凡是不注日期的引用文件，其较新版本适用于本标准。

GB 191-2000 包装储运图示标志（ISO 780:1997 EQV）

GB/T 1250 极限数值的表示方法和判定方法

GB/T 4064 电气设备安全设计导则

GB/T 4219 化工用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材

GB 5083 生产设备安全卫生设计总则

GB/T 5750-1985 生活应用水标准检验法

GB/T 9969.1 工业产品使用说明书 总则

GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

GB/T 13922.1-1992 水处理设备性能试验 总则

HG/T 3696.1 无机化工产品化学分析用标准滴定溶液的制备

JB 2932-1999 水处理设备制造技术条件

SB/T 10339-2000 家用管道增压泵

QB/T 3802-1999 化工用硬聚氯乙烯管件

卫生部《生活饮用水水质卫生规范》

 

3 术语和定义

本标准采用以下术语和定义

3．1

化学法复合二氧化氯发生器 generator of complex chlorine dioxide by chemical reaction（以下简称：发生器）

以氯酸钠和盐酸为主要原料经化学反应生成二氧化氯和氯气等混合溶液的发生装置。

3．2

二氧化氯产量 production of chlorine dioxide

指发生器在设计的正常工作状态下，每小时产生二氧化氯的质量，单位为g/h,kg/h。

3．3

有效氯 available chlorine

有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标志，是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯量（非指消毒剂所含氯量），本标准特指发生器出口溶液中反应生成的二氧化氯和氯气全部按氧化价态换算成氯气的质量。

3．4

有效氯产量 production of available chlorine

指发生器在设计的正常工作状态下，每小时产生有效氯的质量，单位为g/h,kg/h。

3．5

二氧化氯浓度 concentration of chlorine dioxide

指每升出口溶液中所含二氧化氯的质量，单位为mg/L。

3．6

有效氯浓度 concentration of available chlorine

指每升出口溶液中所含有效氯的质量，单位为mg/L。

3．7

二氧化氯转化率 yield of chlorine dioxide

每小时产生二氧化氯的摩尔数与每小时进入反应器的氯酸钠的摩尔数之比，以百分数表示。

3．8

氯酸钠耗率 sodium chlorate consumption

二氧化氯发生器在额定状态下运转时，每生成1kg有效氯所消耗原料氯酸钠的质量，单位为kg/kg。

 

4 规格系列

化学法复合二氧化氯发生器应按以下格式表明规格。

XXX-YXL-EYHL-T(Z)

其中：XXX——化学法复合二氧化氯发生器代号；

      YXL——额定的有效氯产量，单位为g/h或kg/h；

     EYHL——额定的二氧化氯产量，单位为g/h或kg/h；

         T——温控型（带温度控制的产品）；

         Z——自动型制型。

 

5 要求

5．1 基本要求

5．1．1 发生器的设计及电器设计应符合GB/T 4064 和GB 5083或相应的国际标准和国际组织认可的标准要求。

5．1．2 发生器采用的PVC材料应符合GB 4219和QB/T 3802-1999或相应的国际标准和国际组织认可的标准要求。

5．1．3 发生器的制造应符合JB 2932-1996或相应的国际标准和国际组织认可的标准的规定。

5．1．4 发生器的反应系统应设置安全防爆装置。

5．1．5 各管道应无泄漏现象。

5．1．6 原料液输送应有连动装置。

5．1．7 发生器的外观应无明显脱漆、裂缝。

5．1．8 发生器运行时所用原料盐酸、氯酸钠应符合相应国家标准的规定。

5．2 性能要求

5．2．1 出口溶液外观：黄色或淡黄色，清澈透明，无可见机械杂质。

5．2．2 发生器的性能应符合表1要求。

表1

5．2．3 本发生器用于饮用水处理时，应保证处理后的水质达到《生活饮用水水质卫生规范》要求。

5．2．4 连续运转稳定性要求：发生器调试稳定后，72 h内平均抽样不少于10次，二氧化氯转化率应达到表1要求。标准相对偏差不大于15%。

 

6 试验方法

6．1 安全提示

    二氧化氯是强氧化剂，其气体对上呼吸道有刺激作用，因而要保持操作环境通风。采样时须带防护手套，必要时戴上专用呼吸面罩以保护呼吸道免受刺激。移取样品应在通风橱中进行。同时，部分分析试剂具有强腐蚀性，操作时应小心谨慎，避免溅到皮肤上。

6．2 出口溶液外观的测定

直接从取样口将溶液放入一个清洁的200mL量筒，用目视法检验。

6．3 出口浓度的测定

发生器出口溶液的主要成分浓度按附录A测定。

6．4 流量的测定方法

6．4．1 原料进口流量的测定

6．4．1．1 操作步骤

    原料罐与进料之间连接一个固定体积的容器。先将液面控制在初始标记之上，关闭原料罐的阀门。当液面到达初始标记时，开始用秒表计时，当液面到达终标记时，停止秒表，记下时间（t）。根据计时时间和两标记之间的体积差计算得到此原料进口流量。流量测定计时时间应在10 min 以上，平均测定3次。计算流量。

6．4．1．2 结果计算

    原料进口流量 L1按公式（1）计算：

L1=　V1　-V0 　　　　　　　　　…………………………………（１）

t/3600

式中：

L1——原料进口流量，单位为升每小时(L/h);

V1——测量时记录的终刻度所示的体积，单位为升（L）；

V0——测量时纪录的初始刻度所示的体积，单位为升（L）；

t——测量所用的时间，单位为秒(s).

6．4．2 出口溶液流量的测定

6．4．2．1 方法提要

将发生器调整到正常生产要求的出口流量，记录一定时间内流出的液体的体积，计算出口溶液流量

6．4．2．2 仪器

秒表。

6．4．2．3 操作步骤

取一适当体积的容器，预先校正好某个标记段的体积，将发生器排除口的导管与容器连接，打开阀门，待液面到初始标记刻度（V0）时，启动秒表，当液面上升至终标记刻度（V1）时，停止秒表，记下时间（t）。流量测定计时时间应在60 s以上，平均测定3次，相对偏差不大于1%。

6．4．2．4 结果计算

发生器出口流量L2按公式（2）计算：

L2=  V1-V0     　                      ………………………………（2）

t/3600

式中：

L2——发生器出口流量，单位为升每小时（L/h）;

V1——测量时记录的终刻度所示的体积，单位为升（L）；

V0——测量时记录的初始刻度所示的体积，单位为升（L）；

t——测量所用的时间，单位为秒（s）。

6．5 产量的计算

6．5．1 二氧化氯产量Q1按公式（3）计算：

Q1=L2×c1/1           …………………………………（3）

 

式中：

Q1——二氧化氯的产量，单位为克每小时（g/h）；

L2——产品正常运行时与采样同周期出口溶液的流量，单位为升每小时(L/h)；

c1——发生器正常运行时出口溶液中册的的二氧化氯的浓度，单位为毫克每升(mg/L)。

6．5．2 有效氯产量Q2按公式（4）计算：

Q2=L2×（2.63×c1+c2）/1000   …………………………………（4）

式中：

Q2——有效氯的产量，单位为克每小时（g/h）；

L2——产品正常运行时，与采样同周期出口溶液的流量，单位为升每小时（L/h）；

c1——发生器正常运行时出口溶液中测得的二氧化氯的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

c2——发生器正常运行时出口溶液中测得的氯气的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

2．63——二氧化氯换算成氯气的系数。

6．6 二氧化氯与氯的比值的计算

二氧化氯与氯气的质量比值R按式（5）计算：

R=c1/c2         …………………………………（5）

式中：

c1——发生器正常运行时出口溶液中测得的二氧化氯的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

c2——发生器正常运行时出口溶液中测得的氯气的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

6．7 二氧化氯转化率的计算

以百分数表示的二氧化氯转化率y按公式（6）计算：

y= （c1×L2）×10-6/M1 ×100  …………………………………（6）

 (L1×ρ×ω)/M2

式中：

c1——发生器出口溶液中二氧化氯浓度，单位为毫克每升（mg/L）；

L2——出口二氧化氯溶液的流量，单位为升每小时（L/h）；

L1——原料氯酸钠进口溶液的流量，单位为升每小时（ L./h）;

ρ——原料氯酸钠溶液的密度，单位为千克每升(kg/L)；

ω——原料氯酸钠溶液的质量分数，%；

M1——二氧化氯的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）（M1=67.45）；

M2——氯酸钠的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）（M2 =106.45）。

6．8 氯酸钠耗率的计算

氯酸钠耗率H的计算按公式（7）计算：

H=  （L1×ρ×ω）×106       ×100    …………………………………（7）

(2．63×c1+c2) ×L2

式中：

c1——发生器出口溶液中二氧化氯浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

c2——发生器出口溶液中氯气浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

L1——原料氯酸钠进口溶液的流量，单位为升每小时（ L./h）;

L2——出口二氧化氯溶液的流量，单位为升每小时（L/h）；

ρ——原料氯酸钠溶液的密度，单位为千克每升(kg/L)；

ω——原料氯酸钠溶液的质量分数，%；

2．63——二氧化氯换算成氯气的系数。

 

6．9 出口溶液pH值的测定

6．9．1 方法提要

用配有复合电极或玻璃测量电极和饱和甘汞参比电极的酸度计直接测量试样溶液的pH值。

6．9．2 仪器、设备

6．9．2．1 酸度计：分度值为0.1pH单位，配有复合电极或玻璃电极和饱和甘汞电极。使用前进行校正。

6．9．3 分析步骤

取约80mL试样，置于100mL烧杯中，用搅拌子缓缓搅匀。用酸度计测量。

6．9．4 允许差

取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对值之差不大于0.2pH的单位。

6．10 连续运转稳定性测试

6．10．1 方法提要

设备开机达到稳定，调整好发生量后，按附录A的要求取样,测定二氧化氯的浓度,分别计算出产量\二氧化氯转化率及其相对偏差.

6．10．2 测定

6．10．2．1 开机、调试设备达稳定后，调整好发生量，在72 h内，平均时间间隔采取不少于10次样品，按6、5、6、7分别计算产量和二氧化氯转化率。应符合5.2.2的要求。

6．11 发生器的一般性能试验

按GB/T 13922.1——1992进行试验。

6．12 发生器有关电气试验。

按SB/T 10339——2000有关规定进行试验。

 

7 检验规则

7．1 本标准采用出厂检验和型式检验。

7．1．1 本标准规定的所有要求项目为型式检验项目。

7．1．2 其中5.1.1～5.1.7规定的要求为出厂检验项目。正常生产时，每生产100台（年产少于100台的每年进行1次）进行1次型式检验。进行型式检验时，以每台发生器为采样单元，随机抽取不少于采样单元数3%的样机，但低不少于1台。

7．2 每台发生器由生产厂的质量监督检验部门按本标准的规定进行检验。生产厂应保证所有出厂的发生器都符合本标准的要求。

7．3 使用单位有权按照本标准的规定对所收到的发生器进行验收，验收应在到货之日算起的一个月内进行。

7．4 检验结果如有一项指标不符合本标准要求时，应重新加倍抽样复验，仍不符合要求应停止生产，待查清原因后，重新进行型式检验。

7．5 化学分析数据按 GB/T 1250 的修约值比较法判定结果是否符合本标准。

 

8 标志、标签、使用说明书

8．1 发生器包装上应有牢固清晰的标志，内容包括：生产厂名、厂址、产品名称、商标、规格、净含量、批号或生产日期、执行标准编号GB/T 191-2000中规定“防止倒置”和“怕雨”标志。

8．2 每台设备应在明显的位置固定铭牌，铭牌的内容主要应包括：生产厂名、产品名称、商标、规格、产品日期或批号、产品的主要技术参数、产品执行本标准编号。

8．3 每台出厂的发生器应附有产品使用说明书，编写应符合 GB/T 9969.1的要求。内容应包括：生产厂名、厂址、产品名称、商标、规格、批号或生产日期、产品的主要技术参数、产品使用说明、产品质量符合执行标准的证明和执行标准编号。

 

9 包装、运输和贮存

9．1 包装方式：发生器采用木板箱装，个别备件也可采用捆装。箱装应防潮、防震、包装件外形尺寸和重量应符合GB/T 13384的规定。

9．2 随机文件应包括：使用说明书、安全操作规程、产品合格证、装箱单、随机备件、附件清单、其他有关技术文件资料。

9．3 发生器运输过程中防止碰撞和震动，发生器不得倒置，应防止日晒和雨淋。

9．4 发生器应贮存在干燥通风的场地，应防止日晒和雨淋，周围无腐蚀性的气体。

 

 

附录A  五步碘量法

A．1  一般规定
A．1.1  本标准所用试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T 6682-1992中规定的三级水。
A．1.2  试验中所用标准滴定溶液，杂质标准溶液，制剂及制品，在没有注明其他要求时，均按HG／T 3696.1的规定制备。
A．2范围
    本方法适合于测定0.1 mg/L—l00.O mg/L范围的二氧化氯，高浓度溶液可稀释后测定；含量低的样品可适当增加取样量，或将标准溶液稀释后测定。
A．3原理    -
    该法是利用不同pH值条件下Cl0。、Cl。、Cl02、Cl03与I一的反应来测定各物质含量的方法。如方程式所示：
    Cl.+21-—Iz +2C1-(pH≤7)
    2Cl02+2I-.=I2 +2CIO2;    (pH=7)
    2Cl02  2OI-_--8H+ =5I2 +2C1-+4H20    (pH≤2)
    ClO2-   +41- +4 H+=2H2 +Cl-+2 H20    (pH≤2)
    ClO2- +61-十6 H+=312 +Cl-+3 H20    (pH≤0.1)
    然后用硫代硫酸钠作滴定剂，以淀粉溶液作指示剂，分步滴定游离出的碘，算出各种氧化性物质的含量。
A．4试剂和材料
A．4.1  碘化钾；
A。4.2盐酸；
A．4.3：1十1；
A．4.4溴化钾溶液：50 g/L，贮存于棕色瓶中；
A．4.5磷酸氢二钠饱和溶液；
A．4.6磷酸盐缓冲溶液：pH一7；
    称取25.4 g无水磷酸二氢钾和86,o g十二水磷酸氢二钠，溶于800 mL水中，用水稀释至1000mL。
A．4P7硫代硫酸钠标准滴定溶液：c(Na2520。)约为0.05 mol/L;
    用水准确稀释按HG/T 3696.1配制标定的0.1 mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液。
A．4.8淀粉指示液：10 g/L。
A.5仪器、设备
A．5.1高纯氮气钢瓶。
 
GB/T 20621-2006
A．6采样
A．6.1  应用清洁干燥的棕色玻璃瓶采集样品。采样时，将发生器采样[I的管子直接插到瓶底，打开采样口阀门，直至样品溶液溢出达采样瓶体积的1倍时，关闭阀门，立即盖上瓶盖。
A．6.2样品避光保存，2h内使用；如超过2h，应重新取样。
A．6.3移取分析试料时，应将移液管插人样品瓶的底部取样。取样操作宜在通风橱中进行。
A．7操作步骤
A．7，1在250 mL碘量瓶中加入100 mL水（若移取试样的体积超过20ml，加水量作相应的减少）和5mL的磷酸盐缓冲溶液（若移取试样的体积超过20ml,，增加缓冲溶液体积，保证体系pH=7），移取相当于10 mg左右的二氧化氯的试样，加入lg碘化钾，用0.05mol／L硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至近终点，加入1mL淀粉指示液，继续滴定至蓝色刚好消失为止。记录体积为Vl。此溶液为溶液A，留作下一步测定用。
A．7.2在溶液A巾加入1  mL l+1盐酸溶液（使滴定体系pH≤2），立即塞上瓶塞，水封，置于暗处反应5 min，用0.05mol／L硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至终点。记录体积为V2。
A.7.3移取相当于10 mg二氧化氯的试样，量于装有5mL的磷酸盐缓冲溶液（若移取试样的体积超过20 mL，增加缓冲溶液体积，保证体系pH=7）的250 mL碘量瓶中，通入高纯氮气至黄消失，加入lg碘化钾，用0.05mol／l.硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至近终点，加入1mL淀粉指示液，继续滴定至蓝色刚好消失为止。记录体积为V，。此溶液为溶液B，留作下一步测定用。
A.7，4在溶液B中加入1 n1L l+l盐酸溶液（使滴定体系pll≤2），立即塞上瓶塞，水封，置于暗处反应5 min，继续用0.05 moI/L硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至终点。记录体积为V。
A．7.5在250 mL的碘量瓶中加入2 ml，溴化钾溶液和10 mL浓盐酸混匀（可适当增加浓盐酸用量，保证体系pH A．8  绪果的表述
    各种离于的浓度按以下公式汁算：
    Cl- (V2 - V4)×c×67. 44×1 000/4V一1.686 X l04(V2一V4)f／V
    C2- [V.- (V:- V4)/4]×c x 30. 45×1 000／V一3,545×10 4[Vl-(V2-V4)/4]C/V
    CA= V4×(×67. 44×1 000/4V一1.686×l04V4 c/V
    C4-[V5 -(Vl+V2)]×c×83. 46×1000／GV:=1.391×l04[Vs - (vl +v2)lc/V
    式中：
    Cl-二氧化氯的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；
    C2 -氯气的浓度，单位为毫克每升(mg／L)；
    C3-亚氯酸根离子的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；
    c4 -氯酸根离子的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；
    V1-A.7.1测定所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
    V2-A.7.2测定所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
GB/T 20621-2006
  V4-A.7.3测定所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
  V5一A．7.5测定所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
    c  硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
    V-所取样品的体积，单位为毫升(mL)；
67. 44-=氧化氯(Cl02)或亚氯酸根(C10f)的相对分子量；
83. 46-氯酸根(CI03)的相对分子量；
35.4 0-氯气(Cl2)的相对分子量。
  取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的相对差值不大于20%。

附录B  连续运行检测记录表格