电厂用水ppt课件

1、第第2 2章章 电厂用水电厂用水2.1 2.1 水的性质水的性质2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质2.3 2.3 水质目的水质目的2.4 2.4 水质目的间的相互关系及计算水质目的间的相互关系及计算2.5 2.5 水在火力发电厂的重要作用水在火力发电厂的重要作用2.6 2.6 火力发电锅炉的水汽质量规范及阐明火力发电锅炉的水汽质量规范及阐明 单分子水由原子量计算得分子量为单分子水由原子量计算得分子量为18，但实验测得气态水的，但实验测得气态水的分子量为分子量为18.64，液态水的分子量还大，这就阐明有聚合态水存，液态水的分子量还大，这就阐明有聚合态水存在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的

2、集合体，而不改在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的集合体，而不改动单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：动单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合： n(H2O) = (H2O)n n=1、2、3 H 104.50 HH HH HH HH HH H2.1 2.1 水的性质水的性质1. 1. 水的组成及构造水的组成及构造 1.1 冰的构造表示图2. 2. 水的物理性质水的物理性质 水的蒸气压水的蒸气压(100时为时为101.325kPa)温度升高水的蒸气压升高。温度升高水的蒸气压升高。PV=nRT 水的密度水的密度(4 1.0103kg/m3) 其它温度下水的密度均小于此值。其它温度下水

3、的密度均小于此值。 水的比热水的比热(14.5 至至15.5时为时为4.18kJ/kg.K) 高于此温度水的比热变小，低于此温度变大高于此温度水的比热变小，低于此温度变大 水的介电常数水的介电常数81 25温度升高水的介电常数减小温度升高水的介电常数减小 水的的外表张力水的的外表张力(20时为时为72.810-3N/m2) 温度升高水的外表张力减小温度升高水的外表张力减小3. 3. 高温高温300300以上炉水的性质以上炉水的性质高温炉水温度升高至接近临界点时：高温炉水温度升高至接近临界点时： 蒸气压直线上升蒸气压直线上升 水的密度直线下降水的密度直线下降 水蒸汽的密度直线上升水蒸汽的密度直线

4、上升 水的比热直线下降水的比热直线下降 水蒸汽的比热直线上升水蒸汽的比热直线上升 水的介电常数直线下降水的介电常数直线下降 水蒸汽的介电常数直线上升水蒸汽的介电常数直线上升 水的外表张力直线下降至零水的外表张力直线下降至零水的临界点：水的临界点：374.15 ，22.1MPa性质性质温度温度临临界界温温度度水的密度水的密度水蒸汽的密度水蒸汽的密度3004. 4. 超临界水的性质超临界水的性质水的超临界形状水的超临界形状:当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的形状。当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的形状。在超临界形状下水表现出与常温下不同的理化性质，在超临界形状下水表现出与常

5、温下不同的理化性质，表表2.1.1 普通水与超临界水性质的比较普通水与超临界水性质的比较水的状态水的状态普通水普通水 临界水临界水超临界水超临界水过热蒸汽过热蒸汽温度温度/ / 2525374.15374.15450450450450压力压力/MPa /MPa 0.10.122.122.1272713.613.6介电常数介电常数 81815.45.41.81.81.01.0氧溶解度氧溶解度/(mgL/(mgL1 1) ) 8 8完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶密度密度/(mgm/(mgm3 3) ) 0.9980.998 0.128 0.1284.194.1910103 3 粘

6、度粘度/cp /cp 0.890 0.890 0.0298 0.0298 2.65 2.6510105 5 有效扩散系数有效扩散系数(cm(cm2 2ss1 1) ) 7.747.7410106 6 7.677.6710104 4 1.791.7910103 3 2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质 悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要要素，普通粒径在悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要要素，普通粒径在100nm 100nm 以上以上 胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径普通为胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径普通为1nm100nm1nm100nm之间之间 。

7、 溶解物质：天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的方式存在。溶解物质：天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的方式存在。 溶解离子：溶解离子： Na+Na+、K+K+、Ca2+Ca2+、Mg2+ Mg2+ 、HCO3HCO3、CICI、SO42SO42等。等。 溶解气体：主要有溶解气体：主要有O2O2、CO2 CO2 等。等。 根据电厂用水所含杂质不同将水分为：根据电厂用水所含杂质不同将水分为：原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。 给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉

8、给水。补给水：补给水： 生水经过各种水处置工艺处置后补充锅炉汽水损失的水生水经过各种水处置工艺处置后补充锅炉汽水损失的水 称为补给称为补给水。水。消费回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为消费消费回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为消费回水或凝结水。回水或凝结水。炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。排污水：由于炉水经相当长时间循环运转，水中的微量杂质被浓缩，为保排污水：由于炉水经相当长时间循环运转，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的质量，必需排污，这就是排污水。证炉水的质量，必

9、需排污，这就是排污水。冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。2.3 水质目的与水质技术目的水质目的与水质技术目的 锅炉用水中水质目的的表达方式通常有两种：锅炉用水中水质目的的表达方式通常有两种： 一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等, ,普通称为水质目的。普通称为水质目的。 另一种那么并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化另一种那么并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合物的组合合物的组合 或表征某种特性。或表征某种特性。 如硬度、碱度、

10、溶解固形物、电导率等，这种目的是由如硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种目的是由于技术上的需求而拟定的。故称为技术目的。在实践中于技术上的需求而拟定的。故称为技术目的。在实践中有时不加区分。有时不加区分。2.2.水质技术目的水质技术目的1 1悬浮物和浊度，悬浮物是指经过滤后分别出来的不溶于水的固体混合物，可以经悬浮物和浊度，悬浮物是指经过滤后分别出来的不溶于水的固体混合物，可以经过分量法测定，由于方法很费事，在实践中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶过分量法测定，由于方法很费事，在实践中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用体物质的含量。浊度的单位通常用“福马肼福马

11、肼FTUFTU表示。表示。浊度的测定浊度的测定: : 经过比较被测水样透过光和规范参比悬浊液透过光的强度而得到经过比较被测水样透过光和规范参比悬浊液透过光的强度而得到. . 规范参比悬浊液规范参比悬浊液( (称为福马肼称为福马肼) )是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成. .硫酸联胺溶液硫酸联胺溶液:1.000g:1.000g硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入100mL100mL容量瓶中容量瓶中. .用无浊水稀释至刻度用无浊水稀释至刻度. .六次甲基四胺溶液六次甲基四胺溶液:10.00g:10.00g六次

12、甲基四胺加少量无浊水溶解移入六次甲基四胺加少量无浊水溶解移入100mL100mL容量瓶中用容量瓶中用无浊水稀释至刻度无浊水稀释至刻度. .福马肼浊度贮备液福马肼浊度贮备液: :用移液管分别汲取用移液管分别汲取5mL5mL硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于100mL100mL容量瓶中充分摇匀室温下保容量瓶中充分摇匀室温下保24h24h后用无浊水稀释至刻度后用无浊水稀释至刻度. .此溶液的浊度为此溶液的浊度为400FTU.400FTU.福马肼浊度规范液福马肼浊度规范液(100FTU):(100FTU):取贮备液取贮备液25mL25mL于于100mL100mL容量瓶中容

13、量瓶中, ,用无浊水稀释至刻用无浊水稀释至刻度度. .用此法可获得一系列不同浊度的规范溶液用此法可获得一系列不同浊度的规范溶液, ,测出规范溶液的浊度绘制浊度与吸光度测出规范溶液的浊度绘制浊度与吸光度的关系曲线的关系曲线. .浊度的单位浊度的单位FTUFTU单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，所用的规范浊度溶液是福马肼溶液。所用的规范浊度溶液是福马肼溶液。NTUNTU是用透射仪测定的浊度单位，所用的规范浊度溶液也是用透射仪测定的浊度单位，所用的规范浊度溶液也是福马肼溶液。是福马肼溶液。JTUJTU是用硅藻土作规范浊度溶液的，所用仪器同

14、是用硅藻土作规范浊度溶液的，所用仪器同FTUFTU。 这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶液来说差别不大。液来说差别不大。3 3 硬度及其单位。硬度及其单位。硬度：水中一切高价金属离子的总和都称硬度硬度：水中一切高价金属离子的总和都称硬度YDYD。 常常用的用的 硬度的定义式为：硬度的定义式为：YDYD1/2Ca 1/2Ca 2+ +1/2Mg2+ 2+ +1/2Mg2+ 硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。 量浓度，量浓度，mol/L . C (1/2CaCO3) = C (1/2Ca

15、O) = C mol/L . C (1/2CaCO3) = C (1/2CaO) = C (1/2Ca 2+ )mol/L(1/2Ca 2+ )mol/L 德国度，德国度，oGoG。1oG= 10mg/LCaO1oG= 10mg/LCaO，由于由于1/2CaO1/2CaO的摩尔质量为的摩尔质量为28g/mol 28g/mol 1oG=10mg/L1oG=10mg/L28g/mol= 1/2.8(mmol/L) 28g/mol= 1/2.8(mmol/L) ，1mmol/L1mmol/L1/2CaO1/2CaO =2.8 oG =2.8 oG ppmppmmg/Lmg/L， 1mg/L CaCO

16、3 1mg/L CaCO3称为称为1 ppm1 ppm硬度。由硬度。由于于 1/2CaCO3 1/2CaCO3的摩尔质量为的摩尔质量为5 0g/L5 0g/L，1 mmol/L1 mmol/L的的1/2CaCO31/2CaCO3硬度就相当于硬度就相当于50mg/L50mg/L即即50ppm50ppm硬度。硬度。例例2.1 2.1 某水分析结果为：某水分析结果为：Ca2+Ca2+的浓度为的浓度为60.0mg/L ; Mg2+60.0mg/L ; Mg2+的浓度为的浓度为24.3mg/L,24.3mg/L,试用各种方法表示总硬度。试用各种方法表示总硬度。 解：解：1/2Ca2+1/2Ca2+和和1

17、/2Mg2+1/2Mg2+的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为20g/mol20g/mol和和12.15g/mol12.15g/mol。 YD= YD=60/20 +24.3/12.1560/20 +24.3/12.15mmol/L =5.0mmol/Lmmol/L =5.0mmol/L YD=5.0mmol/L YD=5.0mmol/L2.8 oG/ mmol/L =14 oG2.8 oG/ mmol/L =14 oG YD=5.0 mmol/L YD=5.0 mmol/L50 ppm/mmol/L=250ppm50 ppm/mmol/L=250ppm4碱度和酸度碱度和酸度碱度表示水中能接受氢离

18、子的一类物质的量，在水中碱度主要是碱度表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是OH、1/2CO32、HCO3。天然水中的碱度主要是。天然水中的碱度主要是HCO3。酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是H2CO3。阳床出水的酸度主要是强酸阳床出水的酸度主要是强酸HCI、H2SO4。及碳酸。及碳酸H2CO3。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。5有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及复原性物质含量的一

19、项目的。有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及复原性物质含量的一项目的。COD的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所耗费的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以耗费的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/L来表示。普通说来表示。普通说COD越高，水中有机物污染越严重。不同测定方法测越高，水中有机物污染越严重。不同测定方法测得的结果会有所不同

20、。因此表示有机物含量时应注明测定方法。普通情况下，得的结果会有所不同。因此表示有机物含量时应注明测定方法。普通情况下，有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。1. 碱度与硬度碱度与硬度2.42.4水质目的间的关系水质目的间的关系硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCO3构成碳酸盐硬度构成碳酸盐硬度YDT，剩余硬度离子即钙镁离子，剩余

21、硬度离子即钙镁离子与与SO42、CI等其它阴离子构成非碳酸盐硬度等其它阴离子构成非碳酸盐硬度YDF。硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3构构成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部构成碳酸盐硬硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部构成碳酸盐硬度，剩余的碱度那么与度，剩余的碱度那么与Na+、K+构成钠碱度构成钠碱度JDNa称为负称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。硬度，此时无非碳酸盐硬度。例例2.4.1某井水的水质分析结果总硬度为某井水的水质分析结

22、果总硬度为YD=2.6mmol/L;总碱度为总碱度为 JD=1.2mmol/L; 而某河水的分析结果总硬度为而某河水的分析结果总硬度为YD=3.8mmol/L; 总碱度为总碱度为JD=4.1mmol/L。问此河水与井水中碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度分别。问此河水与井水中碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度分别为多少？为多少？解：井水中硬度大于碱度，所以：解：井水中硬度大于碱度，所以：碳酸盐硬度碳酸盐硬度YDT=碱度碱度=1.2mmol/L 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度YDF= YDJD=2.6mmol/L1.2mmol/L=1.4mmol/L负硬度为负硬度为0 mmol/L,此时的水通常称为非碱性

23、水。此时的水通常称为非碱性水。河水中硬度小于碱度河水中硬度小于碱度碳酸盐硬度碳酸盐硬度YDT=硬度硬度=3.8mmol/L非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度YDF=0mmol/L负硬度负硬度JDNa= JDYD =(4.13.8)mmol/L=0.30 mmol/L此时的水通常称为碱性水。此时的水通常称为碱性水。2. 碱度与碱度离子碱度与碱度离子碱度碱度JDJD：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的规范溶液是滴定法测定水中的碱度，这时所用的规范溶液是HCIHCI或或H2SO4H2SO4溶液，酸与各溶液，酸与

24、各种碱度离子的三个反响是：种碱度离子的三个反响是：OHOH+H+=H2O+H+=H2OCO32CO32+H+= HCO3+H+= HCO3HCO3HCO3+ H+=H2O+ CO2+ H+=H2O+ CO2根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD(JD甲甲) )和酚酞碱度和酚酞碱度(JD(JD酚酚) )。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反响；加甲基橙指示剂时三个反响全部。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反响；加甲基橙指示剂时三个反响全部完成。称完成。称(JD(JD甲甲) )为全碱度。为全碱度。在实践的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点在实践的

25、滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点pHpH约约 为为8.28.2，再加，再加甲基橙指示剂继续滴至终点甲基橙指示剂继续滴至终点pHpH值为值为4.24.2。此时的总碱度应为。此时的总碱度应为(JD(JD全全)= (JD)= (JD)酚酚+(JD)+(JD)甲。甲。3. 离子碱度能够存在的离子碱度能够存在的5种不同情况种不同情况假设滴定中耗费的酸量分别用假设滴定中耗费的酸量分别用a酚、酚、b甲单位：甲单位：mL)1.ab 碱度离子为碱度离子为CO3和和OH，没有，没有HCO3；2.a0 碱度离子只需碱度离子只需HCO3；没有；没有CO32 ，OH ；5.b=0,a0 碱度离子只需碱度离子只需

26、OH。锅炉用水中碱度主要由锅炉用水中碱度主要由OH、 CO32、HCO3及其它少量的弱酸盐及其它少量的弱酸盐类组成。类组成。 碱度的计量单位为碱度的计量单位为mmol/L， 其根本单元为：其根本单元为： OH、 1/2CO32、HCO3炉水中根本上不存在炉水中根本上不存在HCO3，由于在高温高压下，由于在高温高压下HCO3CO32+H2O+CO2CO32+H2O2OH+CO2当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反响：当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反响：HCO3+ OHCO32+ H2O所以炉水中的碱度主要是所以炉水中的碱度主要是CO32 、OH。 生水中的碱度主要是生水中的碱

27、度主要是HCO3。 例例2.4.2 2.4.2 某锅炉炉水的水质分析结果如下：酚酞碱度某锅炉炉水的水质分析结果如下：酚酞碱度=11.8mmol/L,=11.8mmol/L,总碱度总碱度=15.3 mmol/L, =15.3 mmol/L, 溶解固形物溶解固形物=3200mg/L; =3200mg/L; 求该炉水中：碱度中的碳酸氢根、氢氧根、碳酸根的含量，并以质求该炉水中：碱度中的碳酸氢根、氢氧根、碳酸根的含量，并以质量浓度表示。量浓度表示。解：解： JD JD甲甲=JD=JD总总JDJD酚酚=(15.3=(15.311.8)mmol/L= 11.8)mmol/L= 3.50mmol/L 3.5

28、0mmol/L JD JD甲甲JDJD酚酚 ，HCO3HCO3=0 mg/L=0 mg/LOHOH= JD= JD酚酚JDJD甲甲=(11.8=(11.83.50)3.50)17mg/mmoL=141mg/L17mg/mmoL=141mg/LCO32CO32=2JD=2JD甲甲=2=23.53.530mg/mmoL =210 mg/L30mg/mmoL =210 mg/L HCO3 HCO3+ OH+ OHCO32CO32+ H2O+ H2O 所以炉水中的碱度主要是所以炉水中的碱度主要是CO32CO32 、OHOH。 pH pH值是表征溶液酸碱性的目的，值是表征溶液酸碱性的目的，pHpH值越大

29、，值越大，OHOH浓度越高。而碱度中，除了浓度越高。而碱度中，除了OHOH含量外，还包含了含量外，还包含了CO32CO32和和HCO3HCO3含量。所以，它们之间既有区别又有含量。所以，它们之间既有区别又有联络。其联络是：在普通情况下，联络。其联络是：在普通情况下，pHpH值会随着碱度的提值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于高而增大，但这还取决于OHOH碱度占总碱度的比例；区碱度占总碱度的比例；区别是：别是：pHpH值大小只取决于值大小只取决于OHOH与与H+H+的相对含量，而碱的相对含量，而碱度大小那么反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对度大小那么反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，

30、对于于pHpH值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，碱度合格的水，pHpH值也不一定合格。值也不一定合格。4. 4. 碱度与碱度与pHpH值值 例例2.4.3 2.4.3 分别计算分别计算0.1mol/L NaOH0.1mol/L NaOH、0.1mol/L NH3H2O0.1mol/L NH3H2O、0.1mol/L NaHCO30.1mol/L NaHCO3三种碱度一样的溶液的三种碱度一样的溶液的pHpH值。值。解：解： 0.1mol/L NaOH0.1mol/L NaOH溶液的溶液的pHpH值，由于强电解质全部电离，所以值，

31、由于强电解质全部电离，所以 H+=10H+=1014/0.1=1014/0.1=1013mol/L13mol/L pH= pH=logH+=logH+=log10log1013=1313=13 0.1mol/L NH3H2O0.1mol/L NH3H2O溶液的溶液的pHpH值，由于弱电解质部分电离，值，由于弱电解质部分电离，2525时，电离平衡常数为时，电离平衡常数为K=1.75K=1.7510105 5。 NH3H2O= NH4+ + OHNH3H2O= NH4+ + OHK=OHK=OHNH4+/ NH3H2O= 1.75NH4+/ NH3H2O= 1.7510105 5因平衡时因平衡时

32、OH OH= NH4+= NH4+， NH3H2O=0.1- OH NH3H2O=0.1- OH0.1mol/L0.1mol/L所以所以 OH OH=(0.1=(0.11.751.7510105)1/2=1.325)1/2=1.3210103 3H+ =10H+ =1014/ 1.3214/ 1.3210103 =7.553 =7.55101012 12 ， pH=11 pH=110.1mol/L NaHCO3溶液的溶液的pH值，由于弱酸强碱盐水解呈碱性，值，由于弱酸强碱盐水解呈碱性，25时，碳时，碳酸的一级电离平衡常数为酸的一级电离平衡常数为K1= 4.45107 , KW= 1.01014

33、；碳酸氢钠；碳酸氢钠的水解方程式为：的水解方程式为：H2O +HCO3=H2CO3 +OH碳酸氢钠的水解常数表达式为：碳酸氢钠的水解常数表达式为：Kh=H2CO3OH/ HCO3H2O H2O 1； OH= KW/H+代入上式得：代入上式得：Kh=HCO3KW/H+CO32即即Kh= KW/H+HCO3/H2CO3式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即K1，Kh= KW/ K1=1.01014/4.45107=2.2108由于由于 H2CO3=OH， HCO3 =0.1OH0.1；Kh=H2CO3OH/ HCO3H2O =2.2108OH= (2.21

34、08HCO3)1/2= (2.21080.1)1/2=4.69105H+=2.11010 ， pH=9.6答：它们的答：它们的pH值分别为值分别为13、11、9.6。 例例2.2 某电厂原水检验结果如下：某电厂原水检验结果如下： Ca2+=46mg/L、Mg2+=8.5mg/L、Na+=46mg/L、HCO3=128.1mg/L、SO42=72mg/L、CI=49.7mg/L.试计算以下各项：试计算以下各项： (1) 审核阴、阳离子含量能否相等？审核阴、阳离子含量能否相等？ (2) 总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度各是多少？总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度各是多少？ (3) 水

35、中能够存在的化合物有哪些？水中能够存在的化合物有哪些？ 解：解：1各阳离子物质的量：各阳离子物质的量： n(1/2Ca2+)=46mg/L20g/mol=2.3mmol/L n(1/2Mg2+)=8.5/12mg/L=0.7mmol/L n(Na+) =46mg/L/23=2mmol/L 阳阳=2.3+0.7+2=5.0mmol/L n(HCO3)=128.1/61mg/L=2.1mmol/L n(1/2SO42)=72mg48/L=1.5mmol/L n(CI)=49.7mg35.5/L=1.4mmol/L 阳阳=2.1+1.5+1.4=5.0mmol/L 总硬度总硬度YDYD总总=Ca2+

36、Mg2+=2.3+0.7=3mmol/L=Ca2+Mg2+=2.3+0.7=3mmol/L 碳酸盐硬度碳酸盐硬度YDT=2.1mmol/LYDT=2.1mmol/L 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度YDT=JDYDT=JD总总YDFTYDFT = HCO3 = HCO3=(3=(32.1)mmol/L=0.9mmol/L2.1)mmol/L=0.9mmol/L 负硬度为负硬度为0 0，是非碱性水。，是非碱性水。 水中能够的化合物有水中能够的化合物有CaHCO3=2.1mol/L, CaHCO3=2.1mol/L, 乘余的钙离子与乘余的钙离子与SO42SO42结合构成结合构成CaSO4CaSO4其含量为

37、其含量为2.32.32.1= 2.1= 0.2(mol/L)0.2(mol/L) 乘 余 的乘 余 的 S O 4 2S O 4 2 与 镁 离 子 结 合 构 成 与 镁 离 子 结 合 构 成 M g S O 4M g S O 4 其 含 量 为 ：其 含 量 为 ： (1/2Mg2+)=0.7(mol/L)(1/2Mg2+)=0.7(mol/L)乘余的乘余的SO42SO42与钠离子结合构成与钠离子结合构成Na2SO4Na2SO4其含量等于其含量等于(Na+)=1.6(Na+)=1.60.20.20.7=0.6(mol/L)0.7=0.6(mol/L)乘余的乘余的Na+Na+与氯离子结合构

38、成与氯离子结合构成NaCINaCI其含量等于其含量等于2 20.6=1.4(mol/L)0.6=1.4(mol/L)5. 5. 氯化物与溶解固形物的关系氯化物与溶解固形物的关系 天然水和锅炉用水中的氯化物普通较稳定，因此在一定的天然水和锅炉用水中的氯化物普通较稳定，因此在一定的水质条件下，水中的溶解固形物含量与水质条件下，水中的溶解固形物含量与CICI的含量的比值接的含量的比值接近常数近常数k k，且，且CICI的测定较方便，所以的测定较方便，所以 汽包炉现场水质汽包炉现场水质监测中通常采用测定监测中通常采用测定CICI的含量的方法来间接控制溶解固形的含量的方法来间接控制溶解固形物物. .即：

39、即：k=k=溶解固形物溶解固形物/CI/CI 式中的溶解固形物与氯离子的比值式中的溶解固形物与氯离子的比值k k简称为固氯比。假简称为固氯比。假设定期测定固氯比，那么知道了设定期测定固氯比，那么知道了k k，只需测定，只需测定CICI的含量即可的含量即可求出溶解固形物的含量，这样就可指点锅炉排污。求出溶解固形物的含量，这样就可指点锅炉排污。 留意：只需在水质相对较稳定的条件下，即留意：只需在水质相对较稳定的条件下，即k k近似为常数时才近似为常数时才可以运用上述方法。可以运用上述方法。直流炉不存在排污问题。直流炉不存在排污问题。天然水的分类方法很多，按总硬度天然水的分类方法很多，按总硬度1/2

40、 Ca2+1/2Mg2+1/2 Ca2+1/2Mg2+的大小，可的大小，可分 为 极 软 水 硬 度 在分 为 极 软 水 硬 度 在 1 . 0 m m o l / L1 . 0 m m o l / L 以 下 、 软 水 硬 度 在以 下 、 软 水 硬 度 在1.03.0mmol/L1.03.0mmol/L、中等硬度水硬度在、中等硬度水硬度在3.06.0mmol/L3.06.0mmol/L、硬水、硬水硬度在硬度在6.09.0mmol/L6.09.0mmol/L、极硬水硬度在、极硬水硬度在9.0mmol/L9.0mmol/L以上。以上。按含盐量的高低，可分为低含盐量水含盐量在按含盐量的高低

41、，可分为低含盐量水含盐量在200mg/L200mg/L以下、中等含以下、中等含盐量水含盐量在盐量水含盐量在200mg/L500mg/L200mg/L500mg/L、较高含盐量水含盐量在、较高含盐量水含盐量在500mg/L1000mg/L500mg/L1000mg/L、高含盐量水含盐量在、高含盐量水含盐量在1000mg/L1000mg/L以上。以上。按硬度和碱度的关系，可分为碱性水碱度大于硬度和非碱性水碱度按硬度和碱度的关系，可分为碱性水碱度大于硬度和非碱性水碱度小于硬度两类。非碱性水又可分为钙硬水小于硬度两类。非碱性水又可分为钙硬水1/2 Ca2+1/2 Ca2+碱度和镁碱度和镁硬水硬水1/2

42、Ca2+1/2Ca2+碱度。碱度。6.6.天然水的分类天然水的分类 水中的阴阳离子间的组合关系可以协助我们了解水中的阴阳离子间的组合关系可以协助我们了解水质的的特点，以便选择适宜的水处置方法。水中水质的的特点，以便选择适宜的水处置方法。水中阴、阳离子是独立存在的，但往往假定它们组合成阴、阳离子是独立存在的，但往往假定它们组合成一些化合物，称为假想化合物。阳离子组合的先后一些化合物，称为假想化合物。阳离子组合的先后顺序为：顺序为：Mn2+Mn2+、Fe3+Fe3+、Al3+Al3+、Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+、NH4+NH4+、Na+Na+、K+K+；阴离子组合的先后顺序为：；阴离子组合

43、的先后顺序为：PO43PO43、HCO3HCO3、CO32CO32、O HO H、F F、SO42SO42、NO3NO3、CICI。 假设天然水中阳离子有假设天然水中阳离子有Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+、Na+Na+、K+K+；阴离子有；阴离子有HCO3HCO3、SO42SO42、CICI。对于碱。对于碱性水来说可组成与表性水来说可组成与表2.4.22.4.2的假想化合物。表中单元的假想化合物。表中单元格的宽度表示浓度的大小。格的宽度表示浓度的大小。7.7.天然水中假想化合物的组成天然水中假想化合物的组成1/2Ca2+ 1/2Mg2+ Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HC

44、O3)21/2Mg(HCO3)2NaHCO3, KHCO31/2Na2SO4,1/2K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCO3HCO3 大于硬度的碱性水大于硬度的碱性水1/2Ca2+ 1/2Mg2+ Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2CaSO41/2MgSO41/2Na2SO4,1/2 K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCO3HCO3 小于小于1/2Ca2+1/2Ca2+硬度的非碱性水硬度的非碱性水1/2Ca2+ 1/2Mg2+ Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2Mg(HCO3)21/2MgSO41/2Na2SO4,1/2 K2

45、SO4NaCI,KCI碱度碱度HCO3HCO3 大于大于1/2Ca2+1/2Ca2+硬度的非碱性水硬度的非碱性水图图2.5.2 2.5.2 汽包锅炉中的水汽系统汽包锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵低压加热器低压加热器高压加热器高压加热器上上升升管管下下降降管管下联箱下联箱汽包汽包过热蒸汽过热蒸汽图图2.5.3 2.5.3 直流锅炉中的水汽系统直流锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵省煤器管省煤器管水冷壁管水冷壁管过热器管过热器管过热蒸汽过热蒸汽 1. 蒸汽蒸汽1为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必需对锅炉蒸汽汽质进展监视。饱和蒸为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必需对锅炉蒸

46、汽汽质进展监视。饱和蒸汽和过热蒸汽应同时监视的缘由是：汽和过热蒸汽应同时监视的缘由是： 便于检查蒸汽汽质劣化的缘由。例如，饱和蒸汽汽质较好，而过热蒸汽汽质不良，阐明蒸便于检查蒸汽汽质劣化的缘由。例如，饱和蒸汽汽质较好，而过热蒸汽汽质不良，阐明蒸汽在减温器内被污染。汽在减温器内被污染。 可以判别饱和蒸汽中的盐类在过热器内的堆积量。可以判别饱和蒸汽中的盐类在过热器内的堆积量。 2由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监视蒸汽质量由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监视蒸汽质量的主要目的。的主要目的。3电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以

47、上的锅炉为了及时掌握蒸汽中的含盐电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以上的锅炉为了及时掌握蒸汽中的含盐量，常将蒸汽经冷凝后经过氢离子交换柱，延续测定其电导率的大小，从而反映出蒸汽含盐量量，常将蒸汽经冷凝后经过氢离子交换柱，延续测定其电导率的大小，从而反映出蒸汽含盐量的情况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了防止蒸汽中氨的干扰对凝结的情况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了防止蒸汽中氨的干扰对凝结水电导率测定也是如此。水电导率测定也是如此。2给水给水为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在锅炉正常排污的情况下，能保证锅为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在

48、锅炉正常排污的情况下，能保证锅水水质量合格，必需对给水水质进展监视。规范中各项目的的监测意义如下：水水质量合格，必需对给水水质进展监视。规范中各项目的的监测意义如下：水、汽质量规范的控制目的阐明水、汽质量规范的控制目的阐明1硬度。为防止锅炉及给水系统的结垢，防止锅水中产生过多的水渣，须严厉控制给水硬硬度。为防止锅炉及给水系统的结垢，防止锅水中产生过多的水渣，须严厉控制给水硬度。度。2油。由于给水中假设含有油质，将有能够呵斥炉管内和过热器内生成导热系数极少的附油。由于给水中假设含有油质，将有能够呵斥炉管内和过热器内生成导热系数极少的附着物，危及锅炉平安运转；同时油质还易使锅水构成泡沫，劣化蒸汽质

49、量，因此，须对给水着物，危及锅炉平安运转；同时油质还易使锅水构成泡沫，劣化蒸汽质量，因此，须对给水中油质进展监视中油质进展监视3溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监视除氧器的除氧效果而进展监测。溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监视除氧器的除氧效果而进展监测。4联氨。给水中加联氨时，应监视给水中的过剩的联氨，以确保除去剩余的溶解氧，并消联氨。给水中加联氨时，应监视给水中的过剩的联氨，以确保除去剩余的溶解氧，并消除因给水泵不严密等异常情况时偶尔漏入的氧量。除因给水泵不严密等异常情况时偶尔漏入的氧量。5pH值。为了防止给水系统腐蚀，给水值。为了防止给水系统腐蚀，给水pH值应控制在规定范围内。假设给水值

50、应控制在规定范围内。假设给水pH值在值在9.2以以上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但由于提高给水上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但由于提高给水pH值通常是用加氨的方法，所以有时给水值通常是用加氨的方法，所以有时给水pH值过高意味着水汽系统中氨含量较高，有能够会引起铜部件的氨蚀。所以给水最正确值过高意味着水汽系统中氨含量较高，有能够会引起铜部件的氨蚀。所以给水最正确pH值应值应以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少为原那么。以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少为原那么。6铁和铜。为了防止炉中产生铁垢和铜垢，必严厉监视给水中的铁和铜含量。另外，给水铁和铜。为了防止炉中产生铁垢和铜垢，必严厉监视给水中的铁和铜含量。另外，给水中铁和铜含量，还可作为评价热力系统金属腐蚀情况的根据之一。中铁和铜含量，还可作为评价热力系统金属腐蚀情况的根据之一。7钠、硅、电导率。为了在锅炉排污率不超越规定值的情况下，保证锅水中的钠、硅钠、硅、电导率。为了在锅炉排污率不超越规定值的情况下，保证锅水中的钠、硅 、电、电导率不超越允许值，应监视和控制给水中的钠、硅导率不超越允许值，应监视和控制给水中的钠、硅 、电导率。、电导率。3. 凝结水凝结水 凝结水质量规范中各项目的的监测意义如下：凝结水质量规范中各项目的的监测意义