工业锅炉水处理技术
《工业锅炉水处理技术》是一本于2003年8月1日气象出版社出版的图书。
基本信息
书名：工业锅炉水处理技术
图书编号：1225829
出版社:气象出版社
定价:29.5
ISBN：750292918
作者：郝景泰
出版日期:2003-08-01
版次：1
开本：小32开
简介
本书全面而系统地介绍了工业锅炉水处理的基本知识，包括锅炉基本知识，水的锅炉内、锅炉外化学药剂处理，水的预处理、离子交换处理及自动再生浮床的运行操作技术，锅炉结垢、腐蚀的原因和防止措施，锅炉的化学清洗，水质标准及水质分析方法等，附录中提供了一些常用的数据资料以备查用。
本书经国家质量技术监督局锅炉压力容器安全监察局审定，可作为从事低压锅炉水处理运行和检验人员的培训教材，也可作为与此书所介绍的技术有关的设计和管理人员的参考书。
目录
第一章 化学基础知识
第一节 化学的基本概念
一、物质的组成
二、元素和元素符号
三、原子的构成
四、分子、他子式与化合价
五、常见的化学反应及运用化学方程式的有关计算
第二节摩尔及物质的量
一、摩尔
二、摩尔质量
三、物质的量
四、溶液的浓度及其表示方法
第三节 酸、碱、盐、氧化特及其配位化合物
一、酸及其一般性质
二、碱及其一般性质
三、盐及其一般性质
四、氧化物及其一般性质
第四节 化学反应速度与化学平衡
一、化学反应速度
二、化学平衡
第五节电离平衡
二、弱电解质及其电离
三、水的电离及其pH值
四、缓冲溶液
五、离子反应式
六、盐类的水解
第二章 锅炉用水概述
第一节 天然水的特点及我国天然水的分布
一、天然水的特点
二、我国天然水分布的特点
第二节 天然水中的杂质
一、悬浮物
二、胶体
三、溶解物质
第三节 碳酸化合物的存在形态与pH值的关系
一、碳酸化合物的存在形态
二、碳酸化合特的形态与pH值的关系
三、pH、[HCO3]和[CO*2]的关系
四、pH值和各种碳酸化合特相对含量之间的关系
第四节 锅炉用水的水源及其名称
一、锅炉用水的水源
二、锅炉用水的名称
第五节 水质不良对锅炉的危害
……
第三章 锅炉基本知识
第四章 锅炉的腐蚀与保护
第五章 水垢的形成与防止
第六章 锅内加药处理方法及其排污
第七章 水的预处理
第九章锅炉化学清洗
第十章 水质分析方法
第十一章 溶液的配制与标定方法
附录
锅炉水处理水质处理及基础理论
一、内容系统图
二、化学基础知识
⒈ 化学基本概念
⑴ 元素：是具有相同核电核数的同一类原子的总称.
⑵ 分子：是保持原物质的一切性质的最小微粒。
⑶ 原子：是物质进行化学反应的最小微粒。
⑷ 化学变化：物质本身发生变化，生成一种或几种新的物质的变化。
⑸ 物理变化：物质没有发生本质的变化。
⑹ 摩尔质量:1摩尔物质的质量，叫做摩尔质量。也就是6.02*(10)23个分子或原子的总量。符号常用M表示，单位是克/摩尔﹝g/mol﹞。
⑺ 原子量：把一种碳(原子核内有6个质子和6个中子)的质量定为12作标准，而把其他原子的质量与它相比较，所得出的数值就是该原子的原子量。
⑻ 电解质：把溶解于水或熔融状态下能够导电的物质。
⒉ 物质的组成
世界是由物质组成的；构成物质的元素只有109种。
⒊ 物质的分类单质：以单质存在的分子。(例:Au、S、C等等)
⑴ 有机化合物:(无)
无机化合物: 化合物 碱：电离生成的阴离子全部是氢氧根，就叫碱。盐: 电离生成的有酸根与金属离子的，就叫盐。
混合物：由不同种分子存在的物质。
三、锅炉用水及水质分析
⒈ 锅炉用水的水源
特点：受自然界影响较大水当中的悬浮物可溶解盐类随着季节的不同变化幅度较大。
地下水：也是有雨水雪水和地表水经过地层的渗流而形成。特点：由于在地层的渗透过程当中通过土壤和砂粒过滤作用去除了大部分的悬浮物和菌类，又由于与大气层和水界隔绝，水体不容易受到污染，但是，因水流经各类矿层，所以地下水中的盐量通常比地表水高。
自来水：由天然水经过自来水厂净化处理后经过管子输送到用户的水。特点：由于净化的过程当中，投加聚合氯化铝、杀菌剂等药物，所以自来水中悬浮物、有机化合物和碱度都明显降低，但为了防止自来水中微生物的繁殖，通常向水中投加漂白粉或注入氧气，当这种成分过量时，对阴离子交换树脂具有较大的破坏作用。
⒉ 锅炉用水的杂质
⑴悬浮物: 颗粒≥10mm
悬浮物的危害:①进入浮床后污染离子交换树脂，降低交换剂的容量。
② 影响出水水质和进水量。
③进入锅炉后受热很快下沉影响锅炉的传热和锅水循环，严重时可堵塞炉管造成停炉。
⑵胶体: 颗粒10mm～10mm
特点: 有较小的直径，较大的表面积，胶体通常带有相同的电荷。虽经较长时间静止也较难自然下沉。
危害: 进入锅炉后很快下沉形成沉积物，并在受热面上形成水垢泥和水渣，有机胶体引起锅水起沫，当浓缩到一定程度时会产生汽水共腾。
⑶溶解物质: 颗粒 \u003c10mm 主要是溶解在水中阴—阳离子及气体杂质。
阳离子:Ca、Mg等反应生成水垢。
①离子杂质:
氧气：溶解氧对金属有强烈的腐蚀作用。
②气体杂质:
二氧化碳：溶解于水中的二氧化碳具有酸性
对金属直接产生腐蚀，而且破坏金属的保护
膜，从而加剧氧腐蚀。
⒊ 锅炉用水的名称
⑴ 原水—俗称生水，没有经过任何净化处理的水。
①清水：锅内加药使用的水。
③除盐水：去除了水中全部阴阳离子的水。(高压锅炉)
⑶ 锅水—受热沸腾的水(在锅内)
①上排污：也称连续排污，排放掉含盐量、油污、泡沫等。
⑷ 排污水—
②下排污：也称定期排污，排放掉水垢、水渣、泥垢等
排放掉一部分含盐量高和水污水垢的锅水。
⒋ 给水水质不良对锅炉的危害
⑴ 结垢
⑵ 腐蚀
⑶ 影响蒸气的品质
⒌ 水质指标和水质标准
水质：是指水和其中杂质所共同表现出来的综合特性。
水质指标：表示水中杂质的种类和含量，用来判断水质的优劣。
锅炉的水质指标
⑴ 悬浮物:①悬浮固形物 单位mg/L ②浊度 单位FTU
⑵ 含盐量:①电导率 ②溶解固形物单位
⑶ 硬度(YD):构成硬度金属阳离子 ①钙硬度 ②镁硬度 ③碳酸根硬度④暂时硬度 ⑤永久硬度(非碳酸盐硬度)
⑷ 碱度(JD): (构成碱度非金属阴离子)单位
碱度的成分: ①天然水中: 碳酸氢根
②锅水：氢氧根和碳酸根
碱度的分类:
甲基橙碱度
JD全=JD酚﹢JD甲
phenolphthalein指示剂PH终点8.2～8.4
甲基橙指示剂PH终点4.2～4.5
⑸PH值: 锅水10～12 防垢防腐 能形成保护膜
⑹ 溶解氧 单位 mg/L
⑺ 含油量 单位 mg/L
⑻ 有机化合物
⑼ 亚硫酸盐 单位 mg/L
⑽ 磷酸盐 单位 mg/L
⒍ 水质指标间的关系
⑴ 硬度与碱度之间的关系
⑵ 碱度与PH值之间的关系
锅水碱度=CO2﹢OH
合格了碱度一定合格，反之异然。
PH 值=OH
四、锅内加药处理方法
⒈基本原理
⑴防垢机理: 锅内加药机理是向锅内投加合适的药剂与锅水中的结垢物质发生化学或物理作用生成水渣，通过锅炉的排污，达到防止或减轻锅炉结垢和腐蚀的目的。
⑵关于“软化”含义的说明
锅外化学处理—完全是化学反应的过程。
区别
锅内加药处理—化学反应与物理反应并存。
⒉ 锅水中的沉淀物的形态及改变方法
⑴ 沉淀物的形态
①水渣—悬浮在锅水中
②水垢—积附在锅炉金属受热面上
⑵ 改变沉淀物的方法
创造条件使水垢变成水渣向锅水中引入水渣的结晶核心投加有机高分子化合物聚合物创造锅炉受热面清洁条件 ⑶ 使用特点
水处理设备简单投资小，操作方便锅内加药是最基本的水处理方式，又是锅外化学处理的延续锅内加药使用的配方它需与给水水质匹配锅内加药对环境几乎没有污染，非常环保 ⒊ 锅内加药处理常用药剂
⑴ 防垢剂—也叫软化剂，主要消除给水中的硬度。
⑶ 缓蚀剂
⑷ 消沫剂
⑸ 防油垢剂
⒋ 国内常用水处理药剂的性能
⑴氢氧化钠 (烧碱)
作用:① 能够有效的去除给水中的碳酸根硬度
② 保持锅水的碱度，调节PH值防止锅炉腐蚀
⑵Na2CO3 (纯碱)
作用:① 能够有效的消除水中的钙镁离子
② 在锅内Na2CO3可以部分水解成NaOH所以具有NaOH的作用
③ 保持锅水的碱度
⑶Na3PO4·12H2O(磷酸钠)
作用:① 它能沉淀给水中的钙镁盐类
② 增加泥垢的流动性
④ 保持锅水的碱度，防止金属的腐蚀
⑷ 磷酸二氢钠和磷酸二氢钠
作用: 与磷酸钠相似，不同是能够降碱度
⑸ 六偏磷酸钠
作用:① 可以消除由于水质硬度而引起的给水系统注水器堵塞的故障
② 可以代替磷酸二氢钠
⑹ 胶(红色)
作用:① 在金属表面生成中性的绝缘层
② 防止结晶的生成
③ 能够使老的水垢脱落
④ 能够吸收水中的溶解氧
⒌ 几种常用的锅内加药的方法
⑴ 天然碱法 当JD\u003eYD时 当YD\u003e4mmol/L 带有负碱度的水作为给水直接使用
⑵ 加碱处理
⑶ 有机防垢剂处理
⑷ 复合防垢剂
⑸ 其他方法
⒍ 锅内加药应注意的问题
⑴ 先除垢再防垢
⑵ 运行控制与管理
⑶ 锅炉的排污，先排污在加药
⑷ 定期停炉检查
⑸ 水处理方法的选择
⒎ 工业锅炉水质标准(GB1576—2001)
五、锅外离子交换水处理
⒈ 离子交换剂:
当水通过时，能将本身所含的某种离子与水中带有相同电荷的离子进行交换
⒉ 软化原理2核糖核酸﹢ R ﹢ ﹢2Na
⒊ 钠离子的交换再生
R ﹢2Na 2RNa﹢
⒋ 影响再生效果的因素
⑴ 再生方式:① 顺流再生(用盐较多)
② 逆流再生(效果好，省盐)
⑵ 再生剂用量
Mz=VR*E*K*M/∈×1000 Kg
VR: 没药树填装体积
E:工作交换容量(800～1500摩尔/㎡*m)
K: 比耗(逆流取1.2～1.8 ,顺流取2～2.5)
M: 再生剂的摩尔量(例:Na=23 , Cl=35.5 NaCl=23+35.5=58.8)
∈: 再生剂的纯度
⑶ 再生浓度 (浓度比:5﹪/1/3～10﹪/2/3)
⑷ 再生液的流速(化学反应有一个滞后的过程一般流速4～8m/h 无顶压逆流2～4m/h)
⑸ 再生液的温度(一般取50℃再生效过最好)
⑹ 再生剂纯度
⒌ 顺流浮床的再生操作
反洗 进再生液(从上往下) 置换 正洗 运行
⑴ 时间型:——单机单柱，再生方式：顺流. 适用间歇运行锅炉
组成设备—①控制器 ②树脂床 ③盐水罐
⑵ 流量型:——单机双柱或以上，再生方式：顺流. 适用连续运行锅炉
⑶ 运行天数的计算
(时间型)Q=VR·E/YD·Qd·T
VR: 没药树填装体积
E: 工作交换容量
Qd: 单位时间的产水量
T: 原水的硬度
(流量型)Q=VR·E·∈/YD
VR: 树脂填装体积
E: 工作交换容量
∈: 余量
YD:原水硬度
六、水质的测定
⒈ 给水硬度的测定:( 络合反应)
⑴ 取给水水样100mL,然后加5mL氨-氯化缓冲液.
⑶ 用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至终点，此时溶液呈兰色，并记录下来消耗EDTA的体积.
计算公式:
YD=C1V1/V×1000 = mmol/L
C1: EDTA标准溶液的浓度 mol/L
V1: 消耗EDTA的体积 ml
V: 取样的体积 ml
试剂:
EDTA—0.01 1/2 EDTA
PH=10 氨-氯化铵--缓冲液(用来调试PH值)
0.5﹪ 铬黑T指示剂
⒉ 锅水的全碱度的测定(中和反应)
⑴ 取50ml锅水水样，滴加2-3滴的phenolphthalein指示剂，此时溶液呈红色
⑵ 用硫酸标准溶液滴定至终点，此时溶液呈无色，记录下消耗H2SO4的体积V1
⑶ 再在溶液中滴加2-3滴甲基橙指示剂，此时溶液呈黄色
⑷ 再用H2SO4标准溶液滴定至终点，此时溶液呈橙红色，记录下来消耗H2SO4的体积V2
计算公式:
JD全=C(V1+V2)/V×1000 = mmol/L
C : H2SO4的浓度
V1V2 :分别是滴加酚酞指示剂和甲基橙指示剂时消耗H2SO4的体积
V : 水样的体积
试剂:
1﹪甲基橙指示剂
0.1mol/L 1/2 硫酸
⒊ 锅水氯离子含量的测定
⑴ 取10ml锅水水样，加40ml蒸馏水
⑵ 加2-3滴酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用H2SO4滴定至无色
⑶ 滴加0.5ml铬酸甲指示剂，此时溶液呈黄色
⑸ 记录下来消耗的体积V1
⑹ 作空白实验，记录下消耗AgNO3的体积V2
计算公式:
CL~=(V1-V2) ×T/V ×1000 = mg/L
V1: 消耗AgNO3的体积
V2: 作空白实验时消耗AgNO3的体积
V : 水样体积
试剂:
0.1mol/L硫酸
T=1.0mg/ml的AgNO3
参考资料
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