硅表测量原理

硅表测量原理

一、硅表测量的意义：

1、硅酸盐沉积在气轮机叶片表面，导致气轮机效率降低同时大量硅酸盐沉积造成永久性机械损坏。

2、硅是非离子性的，树脂失效时第一个释放出的元素(监测除盐水车间阴床和混床出口)

3、胶体硅通过离子交换是不能被去除的，胶体硅不能被比色法监测到的，在高温下胶体硅便会分解,因此

有时饱和蒸汽或者炉水的硅含量比给水的要高(监测蒸汽)

4、蒸汽硅的可溶性随压力升高而增大；水和蒸汽的区别在于压力和温度；炉内的硅越大蒸汽硅越大；通

过监测导电度不能真实反映硅含量的变化。

二、水中硅以两种形态存在，胶体硅(非活性硅)和活性硅

胶体硅：非活性硅（或称非反应性硅）是与钼酸盐试剂不起反应的那部分二氧化硅。用常规检测法是测不出来的。胶体硅没有离子的特征，尺度相对较大，能被精细的物理过滤过程所截留，如反渗透，也可以通过凝聚技术降低水中的含量，如混凝澄清池，但是那些需要依靠离子电荷特征的分离技术，如离子交换树脂和连续电去离子过程(EDI)，对脱除胶体硅效果十分有限。

活性硅：活性硅（或称反应性硅）是二氧化硅溶解于水所形成的硅酸.因此也称溶解硅。硅酸化合物的测定是用钼酸盐作反应剂，使生成钼黄或钼篮比色而测得。其尺寸比胶体硅小得多，这样大多数的物理过滤技术如混凝澄清、过滤和气浮等均无法脱除活性硅，能够有效脱除活性硅的过程是反渗透、离子交换和连续电去离子过程。

三、硅表测量原理：光电比色法。当一束平行的单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液中的有色物质的

浓度和液层厚度的乘积成正比（朗伯-比尔定律）。硅测量采用标准的硅钼蓝方法，只能测量和钼酸盐反应的，不是总的硅。它是基于硅酸盐和钼酸盐的反应。

药剂反应原理：

1、在酸性介质中，样水中的硅酸盐和磷酸盐与钼酸盐反应生成黄色的硅钼酸盐络合物和磷钼酸盐络合物

（硅钼黄和磷钼黄）。

2、加入屏蔽剂，破坏样水中的磷钼酸盐络合物，后者可能会下一步中所形成的颜色加深。

3、加入还原剂，使黄色的硅钼酸盐络合物被还原成蓝色的硅钼蓝络合物。

(蓝色精度约为黄色7倍)

在反应结束时执行光度计测量，在此测量颜色的强度（与原始的二氧化硅浓度成正比）

四、仪表校验

零点校准：酸性的钼酸盐溶液被加入到样品中来与其中存在的任何硅酸盐和磷酸盐发生反应以形成硅钼酸以及磷钼酸。接着掩蔽剂被加入，掩蔽了其中存在的任何磷钼酸，并与多余的钼酸盐发生反应。

这将防止钼酸盐生成有干扰性的蓝色化合物。通过这个溶液所产生的光吸收被测定以确定一个

零点参考值。

斜率校准：在光度计内标准溶液替代了样水和所有的试剂反应，做常规测量。

五、硅表测量常见药剂：

酸性介质：浓硫酸

钼 酸 盐：钼酸铵/钼酸钠

掩 蔽 剂：柠檬酸/草酸

还 原 剂：抗坏血酸/硫酸亚铁铵（有机物/无机物）

测量硅酸根的光谱波长为790nm~820nm（红外光分光光度计770nm～1100nm）

测量磷酸根的光谱波长为400nm~440nm（可见光分光光度计390nm～770nm）

（紫外光分光光度计10nm～390nm）

朗伯-比尔定律（Lambert–Beer law），是光吸收的基本定律，适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质，包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。（朗伯-比尔定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。）

朗伯-比尔定律的物理意义是，当一束平行单色光垂直通过某一均匀厚度非散射的吸光物质时，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就要减弱。吸收介质的浓度愈大，介质的厚度愈大，则光强度的减弱愈显著，其关系为：

其中：

：吸光度（absorbance）；

：入射光的强度；

：透射光的强度；

：透射比，或称透光度；

：系数，吸光物质的吸光系数；

：吸收介质的厚度，一般以 cm 为单位；

：吸光物质的浓度，单位可以是 g/L 或 mol/L。