TW201808792A - 二氧化氯純化方法 - Google Patents

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馬瑞彣
黃繽萱
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Abstract

一種二氧化氯純化方法，包含以下步驟：提供一包含二氧化氯及氯氣的氣體組分，該氣體組分利用一生成方式所形成，且該生成方式選自於亞氯酸鹽法、氯酸鹽法或電解法；對該氣體組分進行一純化處理，該純化處理包括一利用一含有硫代硫酸鹽及水的反應組分與該氯氣接觸以使該氯氣分解成氯離子並溶解於該水中的分解程序。

Description

二氧化氯純化方法
本發明是有關於一種純化方法，特別是指一種二氧化氯純化方法。
二氧化氯氣體被廣泛應用於飲用水、清潔用品或食品等領域，以作為消毒劑或殺菌劑。該二氧化氯氣體的生成方式例如亞氯酸鹽法、氯酸鹽法或電解法等。在利用該生成方式生成二氧化氯氣體的過程中，皆會伴隨有氯氣產生，使得二氧化氯氣體的純度不高，以至於應用在上述領域中，因氯氣的存在，導致有中毒、致癌、過敏或腐蝕等風險，而在使用上存在有安全性的問題。
中國大陸公開第1405082號專利案揭示一種高純度二氧化氯的製備方法，包含以下步驟：是對傳統氯酸鹽法生產的混合氣體進行純化處理，其中，該混合氣體包含二氧化氯及氯氣，且該純化處理是將該混合氣體通過亞氯酸鹽溶液處理，使該氯氣與該亞氯酸鹽反應，而促使該氯氣分解並轉變成二氧化氯，繼而得到高純度的二氧化氯。
因此，本發明的目的，即在提供一種二氧化氯純化方法。
於是，本發明二氧化氯純化方法，包含以下步驟：提供一包含二氧化氯及氯氣的氣體組分，該氣體組分利用一生成方式所形成，且該生成方式選自於亞氯酸鹽法、氯酸鹽法或電解法；對該氣體組分進行一純化處理，該純化處理包括一利用一含有硫代硫酸鹽及水的反應組分與該氯氣接觸以使該氯氣分解成氯離子並溶解於該水中的分解程序。
本發明的功效在於：透過該分解程序，將該氯氣分解成氯離子並使氯離子溶解於水中，以提升二氧化氯的純度。
以下將就本發明內容進行詳細說明。
該亞氯酸鹽法並無特別的限制，可採用一般用來製備二氧化氯且會產生氯氣的亞氯酸鹽法，舉例來說，利用亞氯酸鹽與酸反應，該亞氯酸鹽例如亞氯酸鈉(NaClO2 )，該酸例如但不限於鹽酸或檸檬酸等。該氯酸鹽法並無特別的限制，可採用一般用來製備二氧化氯且會產生氯氣的氯酸鹽法，舉例來說，利用氯酸鹽與鹽酸反應，該氯酸鹽例如氯酸鈉(NaClO3 )或氯酸鉀等。該電解法並無特別的限制，可採用一般用來製備二氧化氯且會產生氯氣的電解法，舉例來說，電解氯化鈉水溶液。
該分解程序是用來將該氯氣的至少一部分轉變成氯離子並使該氯離子溶解於水中。該硫代硫酸鹽例如但不限於硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫代硫酸銨、硫代硫酸鋇、硫代硫酸鈣或硫代硫酸金鈉等。為更有效地將該氯氣分解成氯離子以提升純化效益，較佳地，該氣體組分以0.5升/分鐘至10升/分鐘的流量與該反應組分接觸。更佳地，該氣體組分以1升/分鐘至10升/分鐘的流量與該反應組分接觸。
該純化處理還包含一用來使該氯氣的至少一部分轉變成二氧化氯的反應程序。該反應程序可在該分解程序前或該分解程序後進行。當該反應程序在該分解程序前進行，該反應程序用來使該氯氣的至少一部分轉變成二氧化氯，而該分解程序用來將通過該反應程序的氣體組分中的氯氣分解。當該反應程序在該分解程序後進行，該反應程序用來使通過該分解程序的氣體組分中的氯氣轉變成二氧化氯。該反應程序利用一含有亞氯酸鹽的反應組分與該氯氣接觸，以使該氯氣轉變成二氧化氯。該亞氯酸鹽例如但不限於亞氯酸鈉、亞氯酸鋰、亞氯酸鉀、亞氯酸鎂、亞氯酸鈣或亞氯酸鋇等。該反應組分還包含溶解該亞氯酸鹽的溶劑。該溶劑例如但不限於水。為更有效地將該氯氣轉變成二氧化氯以提升純化效益，較佳地，該氣體組分以0.5升/分鐘至10升/分鐘的流量與該反應組分接觸。更佳地，該氣體組分以1升/分鐘至10升/分鐘的流量與該反應組分接觸。
本發明二氧化氯純化方法所獲得的高純度二氧化氯可與水混合形成二氧化氯水溶液，而用於醫療用品、清潔用品或美容保養用品中。該醫療用品例如但不限於消毒水或消毒紗布等。該清潔用品例如但不限於漱口水、牙膏、假牙清潔劑、口腔噴劑、洗手液、沐浴乳、洗護髮乳、洗顏液、消毒殺菌液、地板清潔劑、洗碗精、洗衣精、馬桶清潔劑或廚房清潔劑等。該美容保養用品例如但不限於凝膠、面膜、防曬用品、化妝水、精華液、去角質用品或卸妝液等。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例1
步驟(a)將1升的7.5wt%亞氯酸鈉水溶液與1升的9wt%的鹽酸水溶液混合後，即生成包含二氧化氯與氯氣的氣體組分，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為32wt%，而該氯氣的含量為68wt%。步驟(b) 將一乾淨空氣以5升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以5升/分鐘的流量與一包含500克的硫代硫酸鈉及1000克水的反應組分。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為88wt%，而該氯氣的含量為12wt%。
實施例2
步驟(a)將1升的7.5wt%亞氯酸鈉水溶液與1升的9wt%的鹽酸水溶液混合後，即生成包含二氧化氯與氯氣的氣體組分，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為32wt%，而該氯氣的含量為68wt%。步驟(b) 將一乾淨空氣以5升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以5升/分鐘的流量與一包含500克的亞氯酸鈉的反應組分。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分以5升/分鐘的流量與一包含500克的硫代硫酸鈉及1000克水的反應組分接觸。步驟(d)將通過步驟(c)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為95wt%，而該氯氣的含量為5wt%。
實施例3
步驟(a)將1升的7.5wt%亞氯酸鈉水溶液與1升的9wt%的鹽酸水溶液混合後，即生成包含二氧化氯與氯氣的氣體組分，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為32wt%，而該氯氣的含量為68wt%。步驟(b) 將一乾淨空氣以0.5升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以0.5升/分鐘的流量與一包含730克的硫代硫酸鈉及1000克水的反應組分。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為97wt%，而該氯氣的含量為3wt%。
實施例4
步驟(a)將1升的7.5wt%亞氯酸鈉水溶液與1升的9wt%的鹽酸水溶液混合後，即生成包含二氧化氯與氯氣的氣體組分，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為32wt%，而該氯氣的含量為68wt%。步驟(b) 將一乾淨空氣以15升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以15升/分鐘的流量與一包含750克的硫代硫酸鈉及1000克水的反應組分。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為85wt%，而該氯氣的含量為15wt%。
實施例5
步驟(a)將1升的7.5wt%亞氯酸鈉水溶液與1升的9wt%的鹽酸水溶液混合後，即生成包含二氧化氯與氯氣的氣體組分，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為32wt%，而該氯氣的含量為68wt%。步驟(b) 將一乾淨空氣以5升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以20升/分鐘的流量與一包含500克的亞氯酸鈉的反應組分。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分以20升/分鐘的流量與一包含750克的硫代硫酸鈉及1000克水的反應組分接觸。步驟(d)將通過步驟(c)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為82wt%，而該氯氣的含量為18wt%。
比較例1
步驟(a)將25wt%氯化鈉水溶液經過一電解裝置電解後，以文氏管原理抽取生成的氣體組分，並溶於水中，形成一混合溶液，其中，以該氣體組分的總量為100wt%計，該二氧化氯的含量為75wt%，而該氯氣的含量為25wt%。步驟(b)將一乾淨空氣以3升/分鐘的流量導入該混合溶液中，以迫使大部分的該氣體組分被置換而自該混合溶液中脫離，接著使該氣體組分以3升/分鐘的流量與一包含500克的亞氯酸鈉的反應組分接觸。步驟(c)將通過步驟(b)的氣體組分收集於4℃的逆滲透(RO)水中，該二氧化氯的含量為80wt%，而該氯氣的含量為20wt%。
評價項目
二氧化氯含量分析：依據美國公共衛生協會的美國水工程協會和水污染控制聯合會所出版的水與廢水標準檢驗方法第22版中4500-ClO2 C及4500-ClO2 E進行分析(American Public Health Association, American Water Works Association & Water Pollution Control Federation, Standard method for the examination of water and wastewater, 22nd Ed.) 。
氯氣含量分析：依據美國公共衛生協會的美國水工程協會和水污染控制聯合會所出版的水與廢水標準檢驗方法第22版中4500-Cl D及4500-Cl E進行分析(Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd Edition)。
表1
綜上所述，透過該純化處理，將該氯氣轉變成二氧化氯及氯離子，以提升二氧化氯的純度，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (5)

  1. 一種二氧化氯純化方法，包含以下步驟： 提供一包含二氧化氯及氯氣的氣體組分，該氣體組分利用一生成方式所形成，且該生成方式選自於亞氯酸鹽法、氯酸鹽法或電解法； 對該氣體組分進行一純化處理，該純化處理包括一利用一含有硫代硫酸鹽及水的反應組分與該氯氣接觸以使該氯氣分解成氯離子並溶解於該水中的分解程序。
  2. 如請求項1所述的二氧化氯純化方法，其中，該純化處理還包含一用來使該氯氣轉變成二氧化氯的反應程序。
  3. 如請求項2所述的二氧化氯純化方法，其中，該反應程序利用一含有亞氯酸鹽的反應組分與該氯氣接觸，以使該氯氣轉變成二氧化氯。
  4. 如請求項3所述的二氧化氯純化方法，其中，該反應組分還包含溶解該亞氯酸鹽的溶劑。
  5. 一種如請求項1至4中任一項所述的二氧化氯純化方法所獲得的二氧化氯與水混合用於農畜水產、食品保鮮、民生用品、環境衛生、醫療用品、飲用水與工業用水處理、清潔用品或美容保養用品的應用。
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WO2021219587A1 (de) * 2020-04-27 2021-11-04 Alethia Life Sciences Ag Wässerige chlordioxid-lösungen und verfahren zur herstellung derselben

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