CN102275878A - 一种低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，该工艺是在传统甲醇法制备二氧化氯的生产工序中通过加入过渡金属盐催化剂，使生产二氧化氯的原料液酸度降低，产品二氧化氯纯度提高，生产能耗和成本降低；而且将微波技术用于原料加热和芒硝干燥两个工序中，极大地节省了能耗；并且在二氧化氯吸收工序前加入了二氧化氯气体除杂工序，有效除掉甲醇、氯代有机物等杂质，使二氧化氯气体纯度提高，水吸收液中有害成分含量减少，有利于二氧化氯产品的应用。

Description

一种低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺

技术领域

本发明涉及二氧化氯的生产工艺，特别是一种甲醇在硫酸和催化剂环境中还原碱金属氯酸盐的低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺。

背景技术

二氧化氯(ClO₂)用途广泛，国内外已将其应用于纸浆、纤维漂白；饮用水、医院污水、工业循环冷却水处理；工业三废处理；石油开采；禽、畜生产；水产养殖；植物、果蔬、肉制品、水产品保鲜；室内卫生、食品制造的消毒、灭菌等方面。世界卫生组织已将其列为A1级、广谱、安全的消毒剂。在北美、西欧和日本的造纸和织物生产中几乎全部采用二氧化氯漂白。

常用的二氧化氯制备方法主要有两大类——化学法和电解法。化学法按原料又可分为氧化亚氯酸盐法和还原氯酸盐法。NaClO₃价格较低，适用于工业级大规模二氧化氯生产，以NaClO₃作原料用各种不同还原剂的还原法制二氧化氯就成为当前制备二氧化氯的主流方法，常用的还原剂为二氧化硫、氯化钠、盐酸、甲醇和过氧化氢。围绕还原氯酸盐制备二氧化氯，国际上发达国家较早进行了研究，已开发出两大工艺成熟的系列方法，即R法和SVP法。甲醇还原氯酸钠制备二氧化氯的工艺是当今世界上工业生产二氧化氯中应用最广的工艺，化学反应方程式为：

6NaClO₃+4H₂SO₄+CH₃OH→6ClO₂↑+2Na₃H(SO₄)₂+CO₂↑+5H₂O    (1)

但该法仍然存在如下缺点：现有工艺中甲醇的有效利用率仅为40％～52％，这就大大增加了二氧化氯的生产成本，不利于其广泛推广；该法在原料中引入了甲醇，ClO₂产品液中难免会混有少量甲醇，甲醇会增加漂白废水中的COD、BOD值，限制了它的应用范围；有副产品倍半硫酸钠产生，如副产品的回收处理不当，则给生产造成一定麻烦。最近研究发现ClO₂产品流中还含有少量的氯代有机物，例如氯代二苯并呋喃等，虽然它们的含量非常的少，但由于其毒性很大，需要彻底除掉。该氯化有机物的成因尚未完全清楚。使用高纯度的原料是有利的，但这也并不能够总是从产品流中完全消除氯化有机物。因此，有必要做进一步的改善。

氯酸根(ClO₃ ^-)与甲醇(CH₃OH)直接反应的速率非常慢，在反应中真正的还原剂是氯离子(Cl^-)，Cl^-与ClO₃ ^-按反应方程式(2)反应产生ClO₂和Cl₂，氯气又与甲醇按反应方程式(3)反应产生Cl^-，因此在反应系统中往往需要先加入少量的Cl^-以获得稳定的产品。

ClO₃ ^-+Cl^-+2H⁺→ClO₂↑+1/2Cl₂↑+H₂O    (2)

CH₃OH+3Cl₂+H₂O→6Cl^-+CO₂+6H⁺          (3)

液体酸硫酸实质不参与反应，在整个反应中起到提供质子的作用。生产二氧化氯的酸度范围很宽，可在2～16mol/L。在较高的酸度中(9～16mol/L)进行反应，可以保证较高的反应速率和抑制副反应的产生。从腐蚀的角度考虑，反应保持在低酸度(2-5mol/L)对设备是有利的，而且在低酸度下反应产生的碱金属硫酸盐是中性的，免去了后续盐中和沉淀的工序。然而，当酸度低于5mol/L时反应进行得非常缓慢，未达到生产要求。

而且目前二氧化氯的生产工艺均采用传统的蒸汽加热方式，由于这种加热方式的能量转化率低，加热速度慢，因此，不但能耗增高，而且影响生产速度。

另外，传统的二氧化氯生产工艺生产出的二氧化氯气体的纯度不够高，通常含有甲醇、氯代有机物等杂质，影响使用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低酸度高纯度节能的甲醇法生产二氧化氯的新工艺，使生产二氧化氯的原料液酸度降低，产品二氧化氯气体纯度提高，并且降低生产能耗和成本。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：本发明低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺是按如下工艺步骤进行的：

(1)将氯酸盐从循环泵入口加入到反应体系中，并和反应结晶器流出的反应液一起经过循环泵打入微波加热器中，高速循环的反应液从微波加热器获得热能直至沸腾，在微波加热器出口处供给硫酸、甲醇和一种或两种过渡金属盐催化剂，便产生ClO₂气体，同时反应液流入反应结晶器中；

(2)将反应器中产生的副产品酸性芒硝悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用，芒硝晶体落入微波干燥器中，进一步干燥，以便打包运输再处理；

(3)混有少量有机杂质气体的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后送入间接冷凝器，大部分的水蒸气被冷凝，ClO₂气体浓度得到提高；经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，吸收其中的有机杂质气体后进入ClO₂吸收塔，用冷冻水吸收，调节冷冻水的流量以获得所需浓度的ClO₂溶液，系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

在上述工艺步骤(1)中，产生ClO₂气体的反应条件如下：氯酸盐的浓度为2～4mol/L，甲醇的浓度为0.6～1.4mol/L，过渡金属盐催化剂的浓度为0.0001～0.1mol/L，反应的温度为50～95℃，反应的压强在8～53kPa，酸度为2～5mol/L。

所述反应条件的优选范围是：氯酸盐的浓度为2.2～2.5mol/L，甲醇的浓度为0.8～1.0mol/L，过渡金属盐催化剂的浓度为0.0005～0.05mol/L，反应的温度为50～70℃，反应的压强在14～25kPa，酸度为2.5-3.5mol/L。

所述氯酸盐可以是氯酸钠或氯酸钾或氯酸氨或氯酸钙或氯酸镁。

在工艺步骤(1)中，所述过渡金属盐中的金属元素是银、钼、钴、钌、钯或铊中的一种，酸根离子是硫酸根。

在工艺步骤(1)使用的微波加热器的工作频率为2450MHz，微波输入功率为26KW，微波输出功率为22KW；在工艺步骤(2)使用的微波干燥器的工作频率为2450MHz，微波输入功率为3KW，微波输出功率为2.5KW。

在工艺步骤(3)中，ClO₂气体流在气体除杂塔的平均停留时间为10～30min。

在工艺步骤(3)中，所述气体除杂塔中使用的吸附剂是碳基物质或有机聚合物或金属氧化物。

所述碳基物质是指活性炭或焦炭或木炭或褐煤或碳富勒烯管，所述有机聚合物是指聚乙烯或聚丙烯；所述金属氧化物是TiO₂或V₂O₅或WO₃。

本发明通过在反应器中加入过渡金属盐催化剂，使原料液的酸度降低，防止或减缓设备腐蚀，减少硫酸消耗，且提高反应速率；同时将微波技术应用于原料加热和芒硝干燥两个工序中，极大地节省了能耗，降低生产成本；而且在二氧化氯吸收工序前加入了二氧化氯气体除杂工序，有效除掉甲醇、氯代有机物等杂质，使二氧化氯气体纯度提高，水吸收液中有害成分含量减少，有利于二氧化氯产品的应用。

附图说明

图1是本发明制备二氧化氯的工艺流程图。

具体实施方式

本发明采用固体酸中的过渡金属盐作为催化剂，它们具有较好的稳定性，催化剂使用寿命长，可重复使用。过渡金属盐是一类具有中等酸强度的固体酸，表面产生B酸中心，能给出质子，使硫酸浓度即使保持在较低的范围内，也能使反应(ClO₃ ^-+Cl^-+2H⁺→ClO₂↑+1/2Cl₂↑+H₂O)能很快地进行，提高反应速率，符合生产的要求。由于固体酸克服了液体酸的缺点，具有容易与液相反应体系分离、不腐蚀设备、后处理简单、很少污染环境、选择性高等特点，可在较高温度范围内使用，扩大了热力学上可能进行的酸催化反应的应用范围。

本发明采用了微波技术，微波是一种高频率的电磁波，其频率范围约在300M～300GHz(相应的波长为100～0.1cm)之间。介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高。由此可见微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。工业上应用微波加热和干燥的优点有：1.加热迅速快且均匀。常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物质中心温度升高，称之为外部加热。要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间。微波加热是使加热物质本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程，内外同时加热，因此能在短时间内达到加热的效果，且微波加热时，物体各部分通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。2.节能高效，安全无污染。含有水分的物质极易直接吸收微波而发热，没有经过其他中间转换环节，且加热室壁和加热室内的空气及相应的容器都不会发热，因此除少量的传输损耗外几乎无其他损耗，热效率极高，生产环境也明显改善。微波加热比一般常规加热省电约30％～50％。3.易于控制。微波加热的热惯性极小，若配用微机控制，则特别适宜于加热过程和加热工艺的自动化控制。4.干燥快速且均匀。微波对不同性质的物质有不同的作用，这一点对于干燥作业有利。因为水分子对微波的吸收较好，所以含水量高的部位，吸收微波功率就多于含水量较低的部位，特别是对含水量在30％以下的物料，速度可数百倍的缩短，在短时间内达到均匀干燥。

从节能的角度出发，微波具有对物体高效、均匀的加热作用。本发明生产工艺的原料液加热方式采用微波加热方式取代传统的蒸汽加热方式，能量的转化率极大地提高，节省能源，微波能量转化率达95％以上，而蒸汽加热为15％。同时微波也可用于副产物芒硝晶体的干燥，真空干燥结晶的芒硝可再通过微波干燥器进一步干燥，使芒硝晶体含水率＜0.5％。此干燥方式速度快，效果好，能耗低，以便芒硝打包外运处理，减少运输费用。微波加热器和微波干燥器尺寸可以根据生产能力设计。

经微波加热的碱金属氯酸盐、硫酸与甲醇在循环管路中反应产生二氧化氯，同时随还原剂甲醇一起加入过渡金属盐催化剂，使反应酸度保持在2-5mol/L，并提高反应速率。这种催化剂可以采用一种或两种以上过渡金属盐。过渡金属盐中的金属元素可以是银Ag、钼Mo、钴Co、钌Ru、钯Pd、铊Tl中的一种，酸根离子可以是硫酸根SO₄ ^2-。

从反应器顶部出来的混有甲醇、氯代有机物等杂质的ClO₂产品气体流，先通过间接冷凝器，以降低气体流温度，并提高ClO₂浓度。冷冻水吸收ClO₂气体前，将产品气体流通过一个气体除杂塔，进一步除去有害气体，净化二氧化氯气体。同时通入惰性气体(如氮气、氩气等)以稀释ClO₂气体，保证ClO₂气体浓度在安全范围内。气体除杂塔的目的是除去甲醇和高毒性的氯代有机物。产品气体流与气体吸附剂平均接触时间为10～30min。气体除杂塔使用的吸附剂可以是碳基物质，如活性炭、焦炭、木炭、褐煤或碳富勒烯管；也可以是有机聚合物，如聚乙烯或聚丙烯等；还可以是金属氧化物，如TiO₂、V₂O₅、WO₃等。经过一段时间的运作后，最好定期再生或销毁吸附剂，这个周期大约是6-24个月。气体除杂塔尺寸可以根据生产能力设计。

下面结合工艺流程图对本发明作进一步描述：

将氯酸盐(含微量NaCl)从循环泵入口加入到反应体系中，并和反应结晶器流出的反应液一起经过循环泵打入微波加热器中。高速循环的反应液从微波加热器获得热能直至沸腾。在微波加热器出口处供给硫酸、甲醇、一种或两种过渡金属盐催化剂，并控制反应器内的反应条件：氯酸盐浓度为2～4mol/L，最好在2.2～2.5mol/L；反应温度为50～95℃，最好在50～70℃；反应压强控制在8～53kPa，最好是14～25kPa；酸度为2～5mol/L，最好是2.5-3.5mol/L；甲醇浓度为0.6-1.4mol/L，最好是0.8-1.0mol/L；过渡金属盐催化剂在反应器溶液浓度为0.0001-0.1mol/L，最好是0.0005-0.05mol/L。氯酸盐可以是氯酸钠、氯酸钾、氯酸氨、氯酸钙、氯酸镁，最好选用氯酸钠。反应生成ClO₂气体，同时反应液流入反应结晶器中。

反应器中产生的副产品酸性芒硝(Na₂SO₄·NaHSO₄)悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用。芒硝晶体落入微波干燥器中，进一步干燥至晶体含水率＜0.5％，以便打包运输再处理。

混有少量有机杂质气体(包括甲醇和氯代有机物)的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后进入间接冷凝器，大部分的水蒸气被冷凝，ClO₂气体浓度得到提高；经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，吸收其中的有机杂质气体甲醇和氯代有机物；后进入ClO₂吸收塔，用5～7℃的冷冻水吸收，调节冷冻水的流量以获得所需浓度9～10g/L的ClO₂溶液。系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

实施例1：

将2.5kg/hNaClO₃、30g/h NaCl从循环泵入口加入到循环管路中，保持氯酸钠浓度在约2mol/L，高速循环的反应液经过循环泵打入微波加热器中，微波加热器工作频率为2450MHz，微波输入功率为26KW，微波输出功率为22KW，设备外形尺寸(长×宽×高)：11000mm×820mm×1700mm，反应液在此获得热能直至沸腾。将2.3kg/hH₂SO₄、250g/hCH₃OH和0.4g/hAg₂SO₄在微波加热器出口处供给，使反应原液中酸度保持在约2mol/L，甲醇浓度在约0.6mol/L，催化剂浓度保持在约0.0001mol/L，10min后开始有ClO₂气体产生，同时反应液流入反应结晶器中。由于加入了Ag₂SO₄做催化剂，使反应方程式(ClO₃ ^-+Cl^-+2H⁺→ClO₂↑+1/2Cl₂↑+H₂O)的速率得以提高，二氧化氯的产量极大地提高，符合生产的需要。加入催化剂前后二氧化氯反应速率和产率对比见表1。维持反应温度在50℃；反应压强控制在25kPa。随着反应的进行，从反应结晶器流出的反应液连同新加入的氯酸钠溶液一起进入体系中。微波加热方式与传统水蒸汽加热方式进行能耗与费用比较见下表2。

表1

注：ClO₂产量指每小时生产10g/L ClO₂的体积

表2

注：每度电按0.50元计算。

反应器中产生的副产品酸性芒硝悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用。芒硝晶体落入微波干燥器中，微波干燥器工作频率为2450MHz，微波输入功率为3KW，微波输出功率为2.5KW，外型尺寸为长×宽×高＝570×630×660mm，进一步干燥晶体。微波干燥前晶体含水量为22％，微波干燥1.5min后晶体含水量降为0.45％。

混有少量有机杂质气体(包括甲醇和氯代有机物)的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后进入间接冷凝器，大部分的水蒸气被冷凝，ClO₂气体浓度得到提高；经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，同时通入氮气以稀释ClO₂气体，气体除杂塔中采用的吸附剂为活性炭，塔高1.5m，塔直径1.3dm，ClO₂气体在塔中停留10min，吸收其中的有机杂质气体甲醇和氯代有机物，吸附前后甲醇和某些氯代有机物含量对比见表3，可见吸附前后甲醇和氯代二苯并呋喃含量极大地降低；后进入ClO₂吸收塔，用5～7℃的冷冻水吸收，调节冷冻水的流量获得浓度10g/L的ClO₂溶液。系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，送往ClO₂贮槽，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

表3

实施例2：

将3.75kg/hNaClO₃、45g/h NaCl从循环泵入口加入到循环管路中，保持氯酸钠浓度在约3mol/L，高速循环的反应液经过循环泵打入微波加热器中，微波加热器工作频率为2450MHz，微波输入功率为26KW，微波输出功率为22KW，设备外形尺寸(长×宽×高)：11000mm×820mm×1700mm，反应液在此获得热能直至沸腾。将3.45kg/hH₂SO₄、375g/hCH₃OH和2g/h Ag₂SO₄在微波加热器出口处供给，使保持反应原液中酸度在约3.5mol/L，甲醇浓度在约1mol/L，催化剂浓度保持在约0.0005mol/L，10min后开始有ClO₂气体产生，同时反应液流入反应结晶器中。加入催化剂前后二氧化氯反应速率和产率对比见表4。维持反应温度在60℃；反应压强控制在35kPa。随着反应的进行，从反应结晶器流出的反应液连同新加入的氯酸钠溶液一起进入体系中。

表4

注：ClO₂产量指每小时生产10g/L ClO₂的体积

反应器中产生的副产品酸性芒硝(Na₂SO₄·NaHSO₄)悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用。芒硝晶体落入微波干燥器中，微波干燥器功率为2450MHz，微波输入功率为3KW，微波输出功率为2.5KW，进一步干燥晶体。微波干燥前晶体含水量为25％，微波干燥2min后晶体含水量为0.4％。

混有少量有机杂质气体(包括甲醇和氯代有机物)的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后进入间接冷凝器，大部分的水蒸气被冷凝，ClO₂气体浓度得到提高；经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，同时通入氮气以稀释ClO₂气体，气体除杂塔中采用的吸附剂为聚丙烯，塔高1.5m，塔直径1.3dm，ClO₂气体在塔中停留20min，吸收其中的有机杂质气体甲醇和氯代有机物，吸附前后甲醇和某些氯代二苯并呋喃含量对比见表5；后进入ClO₂吸收塔，用5～7℃的冷冻水吸收，调节冷冻水的流量获得浓度10g/L的ClO₂溶液。系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，送往ClO₂贮槽，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

表5

实施例3：

将5kg/hNaClO₃、60g/h NaCl从循环泵入口加入到循环管路中，保持氯酸钠浓度在约4mol/L，高速循环的反应液经过循环泵打入微波加热器中，微波加热器工作频率为2450MHz，微波输入功率为26KW，微波输出功率为22KW，设备外形尺寸(长×宽×高)：11000mm×820mm×1700mm，反应液在此获得热能直至沸腾。将4.6kg/hH₂SO₄、500g/hCH₃OH和20g/hAg₂SO₄在微波加热器出口处供给，使保持反应原液中酸度在约4.5mol/L，甲醇浓度在约1.4mol/L，催化剂浓度保持在约0.005mol/L，10min后开始有ClO₂气体产生，同时反应液流入反应结晶器中。加入催化剂前后二氧化氯反应速率和产量对比见表6。维持反应温度在70℃；反应压强控制在45kPa。随着反应的进行，从反应结晶器流出的反应液连同新加入的氯酸钠溶液一起进入体系中。

表6

注：ClO₂产量指每小时生产10g/L ClO₂的体积。

反应器中产生的副产品酸性芒硝(Na₂SO₄·NaHSO₄)悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用。芒硝晶体落入微波干燥器中，微波干燥器功率为2450MHz，微波输入功率为3KW，微波输出功率为2.5KW，进一步干燥晶体。微波干燥前晶体含水量为25％，微波干燥2.5min后晶体含水量为0.35％。

混有少量有机杂质气体(包括甲醇和氯代有机物)的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后进入间接冷凝器，大部分的水蒸气被冷凝，ClO₂气体浓度得到提高；经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，同时通入氮气以稀释ClO₂气体，气体除杂塔中的吸附剂为二氧化钛，塔高1.5m，塔直径1.3dm，ClO₂气体在塔中停留30min，吸收其中的有机杂质气体甲醇和氯代有机物，吸附前后甲醇和某些氯代二苯并呋喃含量对比见表7；后进入ClO₂吸收塔，用5～7℃的冷冻水吸收，调节冷冻水的流量获得浓度10g/L的ClO₂溶液。系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，送往ClO₂贮槽，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

表7

实施例4-8：

均按实施例2的操作，每个实施例的工艺参数均按表8：

表8

                              

              参数

                              

NaClO₃        3.75kg/h

NaCl          45g/h

H₂SO₄         3.5mol/L

CH₃OH         375g/h

催化剂        0.0005mol/L

反应温度      60℃

反应压强      35kPa

                              

加入各种过渡金属盐催化剂前后二氧化氯反应速率和产量对比见表9。

表9

注：ClO₂产量指每小时生产10g/L ClO₂的体积。

Claims (9)

1.一种低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于它的工艺步骤如下：

(1)将氯酸盐从循环泵入口加入到反应体系中，并和反应结晶器流出的反应液一起经过循环泵打入微波加热器中，高速循环的反应液从微波加热器获得热能直至沸腾，在微波加热器出口处供给硫酸、甲醇和一种或两种过渡金属盐催化剂，便产生ClO₂气体，同时反应液流入反应结晶器中；

(2)将反应器中产生的副产品酸性芒硝悬浮液用泵送入芒硝过滤机和真空分离器，过滤出芒硝晶体，母液和滤液返回发生器循环利用，芒硝晶体落入微波干燥器中，进一步干燥；

(3)混有少量有机杂质气体的二氧化氯和水蒸气的混合物从反应器出来后进入间接冷凝器，经过冷却的ClO₂气体通入气体除杂塔，吸收其中的有机杂质气体后进入ClO₂吸收塔，用冷冻水吸收，系统尾气送涤气塔洗涤回收尾气中的ClO₂，剩余尾气返回到气体除杂塔作稀释气。

2.根据权利要求1所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，在工艺步骤(1)中，产生ClO₂气体的反应条件如下：氯酸盐的浓度为2～4mol/L，甲醇的浓度为0.6～1.4mol/L，过渡金属盐催化剂的浓度为0.0001～0.1mol/L，反应的温度为50～95℃，反应的压强在8～53kPa，酸度为2～5mol/L。

3.根据权利要求2所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，所述反应条件的优选范围是：氯酸盐的浓度为2.2～2.5mol/L，甲醇的浓度为0.8-1.0mol/L，过渡金属盐催化剂的浓度为0.0005～0.05mol/L，反应的温度为50～70℃，反应的压强在14～25kPa，酸度为2.5-3.5mol/L。

4.根据权利要求1或2所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，所述氯酸盐可以是氯酸钠或氯酸钾或氯酸氨或氯酸钙或氯酸镁。

5.根据权利要求1所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，在工艺步骤(1)中，所述过渡金属盐中的金属元素是银、钼、钴、钌、钯或铊中的一种，酸根离子是硫酸根。

6.根据权利要求1所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，在工艺步骤(1)使用的微波加热器的工作频率为2450MHz，微波输入功率为26KW，微波输出功率为22KW；在工艺步骤(2)使用的微波干燥器的工作频率为2450MHz，微波输入功率为3KW，微波输出功率为2.5KW。

7.根据权利要求1所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，在工艺步骤(3)中，ClO₂气体流在气体除杂塔的平均停留时间为10～30min。

8.根据权利要求1所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，在工艺步骤(3)中，所述气体除杂塔中使用的吸附剂是碳基物质或有机聚合物或金属氧化物。

9.根据权利要求8所述低酸度高纯度节能的二氧化氯生产工艺，其特征在于，所述碳基物质是指活性炭或焦炭或木炭或褐煤或碳富勒烯管，所述有机聚合物是指聚乙烯或聚丙烯；所述金属氧化物是TiO₂或V₂O₅或WO₃。

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