工业锅炉水处理技术-8

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将这水解反应合在一起可写为：

在水解反应中，Na+在反应前后始终以离子状态存在，实际上并未参加反应，可从反应式两边消去，得到离子方程式，也即该水解反应的实质为：

温度对水解反应的影响较大，溶液温度越高，水解程度越大。另外，水解后若有沉淀或气体生成，则能使水解较彻底。Na2CO3常用于低压锅炉的加药处理，但中、高压锅炉则不宜使用，就是因为在过高的温度和压力下Na2CO3将会全部水解，结果产生大量的NaOH和CO2。这样，不但浓度过高的NaOH易使锅炉发生碱性腐蚀，而且CO2随着蒸汽进入热力系统，会加速系统的腐蚀。

（二）强酸弱碱盐

凡是由强酸与弱碱生成的盐，在水溶液中都呈酸性，例如FeCl3、NH4Cl等。

以NH4Cl为例：NH4Cl水解时，由于NH4+可与水电离出的OH-结合成弱电解质NH3·H2O分子，从而使溶液中OH-浓度减少，水的电离平衡朝电离的方向移动，结果溶液中H+浓度增大，

[H+]>[OH-]，故溶液呈酸性。其化学反应式和离子方程式表示如下

（三）弱酸弱碱盐

由弱酸与弱碱生成的盐，其溶液的酸碱性由弱酸和弱碱的相对强弱来决定。若弱酸的电离常数大于弱碱的电离常数，则溶液呈酸性。反之，则呈碱性。若弱酸与弱碱的电离常数较接近，就呈中性。例如NH4Ac，由于NH3·H2O与HAc的电离常数几乎相等，所以其水解程度对

[H+]、[OH-]的影响基本相同，故溶液呈中性。

（四）多元酸（碱）生成的盐

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多元酸（碱）生成的盐是分步水解的，其溶液的酸碱性与上述盐类相似。例如，水的预 处理中常用的混凝剂A12（SO4）3由三元弱碱Al（OH）3与H2SO4生成，它在水溶液中分三步水解，结果使溶液呈酸性：

由强酸强碱生成的盐不发生水解，所以溶液呈中性。

四、沉淀物的溶解平衡及溶度积

（一）溶度积

物质的溶解度只有大小之分，实际上没有绝对不溶于水的固体物质，也没有无限可溶于水的固体物质。在一定的温度下，任何物质在水中的溶解程度都是一定的，表达固体物质在水中溶解性的方式有溶解度与溶度积。溶解度的概念前面已作介绍，下面主要介绍溶度积的概念。

实验已证明：在溶液中当难溶固体物质的溶解达到饱和时，存在着溶解与沉淀的电离平衡，这时溶液中组成该难溶物质的各离子浓度的乘积等于其平衡常数。这个平衡常数称为溶 度积常数，简称溶度积，常用Ksp表示。

对于任何难溶固体物质AdBp，在溶液中的溶解与沉淀的平衡为：

其溶度积的通式可表示为：

例如，氢氧化镁Mg（OH）2在溶液中的电离平衡为：

KSP值在一定的温度下是一个常数，当温度变化时，溶度积也会随之改变。例如钙硬度中的CaSO4和CaCO3，25℃时其溶度积分别为：KSP，CaSO4=6.1×10-5；KSP，CaCO3=4.8×10-9。但它们都将随温度升高而降低，其中CaSO4的溶度积在高温中下降更快，因此当锅炉给水中存在硬度时，锅炉受热较弱的部位易结生碳酸盐水垢，而受热强度高的部位则更容易结生硫酸盐水垢。

（二）溶度积规则

根据难溶物质的离子浓度之积与其KsP值的关系，可判断沉淀的生成和溶解。现以CaCO3为例进行说明：

（1）[Ca2+][CO32-]<KSP，为不饱和溶液，这时无沉淀析出，若已有沉淀存在，则会发生溶解，直至离子浓度之积达到Ksp；

（2）[Ca2+][CO32-]=KSP，为饱和溶液，这时仍无沉淀析出，其溶解速度等于沉淀速度，

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达到动态平衡；

（3）[Ca2+][CO32-]<KSP，这时有沉淀析出，沉淀后的溶液仍为饱和溶液。

以上三点就称为溶度积规则或溶度积原理。

答：溶液中会有碳酸钙沉淀和氢氧化镁沉淀析出。

由此可知，在相同温度下，溶度积越小的物质，越容易发生沉淀。当溶液中存在多种离子时，其浓度达到KSP值的物质将首先析出沉淀。锅炉锅内加药处理时，常用Na2CO3和Na3PO4作水处理药剂，就是利用这一溶度积原理，增加锅水中的CO32-或PO43-浓度，使之与Ca2+的离子浓度之积大于其KSP值，继而在锅水中析出流动性较好的碳酸钙或碱式磷酸钙沉淀（即水渣），并通过排污除去。这样就可消除锅水中的Ca2+，或使Ca2+浓度降至极低，从而防止钙硬度在锅炉高温受热面上结生难以清除的硫酸钙水垢。

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第一章 锅炉水汽质量指标及标准

第一节 锅炉用水的基本知识

一、天然水中的杂质及其对锅炉的影响

（一）天然水的分类及其特点

水是自然界中分布最广，也是人类生活和生产中不可缺少的物质。自然界的水主要由海洋、江河、湖泊、地下水、冰川、积雪、土壤水分及大气水分等构成。虽然地球上水资源极其丰富，但大多数属于咸的海水或咸湖水，实际可供人们开发利用的淡水只占总水量的0.3％左右。即使是这些淡水，由于其来源的不同，其水质的特性也不同，加上人类对环境的污染，不少淡水资源已经或正在遭受各种杂质的侵害，使得人们在用水时不得不按不同的用途要求对水质进行必要的处理。对于锅炉用水来说，常用的水源及其特点可分以下几种：

1.江河水

江河水除了源头水之外，主要由降水经地面汇流而成，通常流域长而广阔，是工业和生活最常用的水源。由于江河水为地表流动的水体，其水质易受地区、气候、季节及人类生物活动的影响而发生较大的变化。不但各地区不同的河流水质相差较大，即使是同一条江河，水中的杂质含量也会因冬季和夏季、汛期和干枯期、上游和下游等的不同而有相当大的差异。此外，江河水最大的缺点是易受工业废水、生活污水及其它各种人为的因素而污染，以致水的色、嗅、味变化大，水质不稳定，尤其当大量有毒或有害物质进入水体时，将大大增加水处理的负担，严重时甚至会造成水体无法利用。

2.湖泊及水库水

湖泊水主要由河流及地下水补给而成。水库实际上是一种人造湖，有些水库水通过截留汇流的河水而成，其水质和湖泊水相似，也与流人的河水水质及地质特点有关；也有些水库水由自然降水经山体汇集而成，这种水库的水质通常比江河水和湖泊水要好些。湖泊水和水库水的特点是，水的流动性小、储存停留时间长，经过较长时间的自然沉淀，水的混浊度比江河水小得多，水质也相对稳定些。但由于湖水进出水交替缓慢，当水中含有较多的磷和氮时，易产生富营养化，使得大量的藻类快速繁殖，增加水的色、嗅、味及有机物含量。湖水按含盐量可分为淡水湖、微咸水湖和咸水湖，前两种基本上可作为工业用水水源，而后一种则很难作水源用。

3.地下水

地下水大多是由降水经过地层渗流而形成。地下水按其深度可分为表层水、层间水和深

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层水，一般工业上使用的地下水为层间水。这种水受外界影响小，水质组成较稳定，水温变化不大，水质较为清澈，有机物和细菌含量较少，但由于地下水流经岩层时，常会溶解其中各种可溶性物质，因此地下水的碱度、硬度和含盐量通常要高于地表水（海水除外）。至于 盐类的组成及含盐量的大小，则取决于地下水所流经地层的矿物质成分及地下水深度和与矿物质接触的时间等。另外，由于地下水与大气接触少，水中溶解氧含量低，有时会因生物进行厌氧分解，而产生H2S、CO2等气体并使之溶于水中，从而使水具有还原性。因此，地下水中溶解的金属离子常以低价离子态存在，最常 …… 此处隐藏：3938字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……