工业锅炉的水处理

? 二、水质指标和水质标准
? （一）水质指标
? 用来表示水中杂质含量的指标称为水质指标。水 质指标用以表明水的品质，主要指标如下：
? 1、悬浮物 表示水中不溶解的固态杂质含量，即 将水样过滤后分离出的固形物。其含量通常用 mg/L表示。
? 2、溶解固形物 将滤出悬浮物后的水样进行蒸发 和干燥后所得的残渣。其含量用 mg/L表示。
? 因此，总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐 硬度
?即
H = HT + HFT。
? （4）碱度（A） 指水中碱性物质的总含量。例如，氢氧 根OH-、碳酸根CO32-、重碳酸根HCO3-及其他一些弱酸 盐类都可以用酸中和，都是水中常见的碱性物质。碱度的 单位用mmol/L表示。
? 水中所含的各种硬度和碱度，有着内在的联系和制约。，
? Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+ H2O + CO2↑
? Mg(HCO3)2 =MgCO3↓+ H2O + CO2↑
? MgCO3 + H2O = Mg(OH)↓+ H2O + CO2↑
? 所以又称其为暂时硬度。
? 2）非碳酸盐硬度（HFT）：指水中的氯化钙CaCl2、氯化镁 MgCl2、硫酸钙CaSO4、硫酸镁MgSO4等非碳酸盐的含量。这 些盐类在加热至沸腾时不能立即沉淀析出，只有在水不断 蒸发后使水中所含的浓度超过饱和极限时才会沉淀析出， 所以又称为永久硬度。
? （二）水质指标常用的单位 ? 1、每升水中含杂质的量。（ mg/L） ? 2、水质指标中硬度和碱度的单位采用毫摩尔பைடு நூலகம்/升
（mmol/L）。在数值上与过去的毫克当量 /升相 符。 ? 分子的当量 =分子量/化合价 ? 毫克当量数 =物质的重量（ mg）/分子的毫克当量 ? 3、德国度（° G）： 一升水中含有硬度或碱度物 质的总量相当于 10mgCaO时称为1°G。 ? 4、百万分之一单位（ ppM）：用一百万份（ 1L） 水溶液中杂质的量相当于 1mg碳酸钙（CaCO3）的 量来表示，称为百万分之一单位。（ 1ppM） ? 换算关系： 1mmol/L=2.80G ；1mmol/L=50.1ppM ； 10G=17.9ppM 。
? 3）若总硬度小于总碱度，水中无永久硬度，而有钠盐碱 度，则Ｈ=HT,A-H=负硬度。
? （５）相对碱度 指锅水中氢氧根碱度折算成游离NaOH 的量与锅水中溶解固形含量的比值。相对碱度是为防止锅 炉苛性脆化而规定的一项技术指标。
? （６）pH值 它是表示水的酸碱性指标，指水中氢离子浓 度的负对数。呈酸性的水会对金属产生酸性腐蚀，因此锅 炉给水要求pH>7；当水的pH>13时，容易将金属表面的 Fe3O4保护膜溶解，加快腐蚀速度，因此锅水的pH值要求 控制在10～12。
? 1、悬浮物是指水流动时呈悬浮状态的物质，其颗粒直径 在10-4mm以上，它通过过滤就可以分离出来。主要是泥砂、 动植物残渣、工业废物等。
? 2、胶体物质是许多分子和离子的集合体，其颗粒直径在 10-6～10-4mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅的化合物， 以及动植物有机体的分解物质——有机物。
? 3、溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类及氧和二氧化 碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在，其颗粒 直径小于10-6mm。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。
第七章 工业锅炉的水处理
? 自然界中的各种水源都含有一些杂质，不 能直接用于锅炉给水，必须经过处理符合 水质标准后才能供锅炉使用，否则会影响 锅炉的安全、经济运行。因此，锅炉房必 须设置合适的水处理设备。
§7.1 水中的杂质和水质指标
? 一、水中的杂质
? 天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按其颗粒大小可 分为三类：颗粒最大的称为悬浮物，其次是胶体，最小的 是离子和分子，即溶解物质。
? 由上列化学反应方程式可见，水中不可能同时存在钠盐碱 度和永久硬度，所以常将钠盐碱度称为负硬度。
? 综合上述分析，水中硬度和碱度的内在关系可归结为以下 三种情况：
? 1）若总硬度大于总碱度，水中必有永久硬度，而无钠盐 碱度，则HT=A HFT=H-A；
? 2）若总硬度等于总碱度，水中无永久硬度，也无钠盐碱 度，则H=HT=A；
? （三）水质标准
? 为防止锅炉由于结垢、腐蚀及锅水起沫而 影响锅炉的安全、经济运行，锅炉给水及 锅水均要达到水质标准。
? 我国现行的《工业锅炉水质》标准 （GB1576—2001）适用于额定出口蒸汽压 力小于等于2.5MPa，以水为介质的固定式 蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，也适用于以水 为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水 锅炉。
? （７）溶解氧（Ｏ２） 指溶解于水中的氧气含量，单位 为mg/L。水中溶解氧会腐蚀锅炉设备及金属管路，所以 水中的溶解氧必须除去。
? （８）磷酸根（ＰＯ４３－） 天然水中一般不含磷酸根， 但有时为了消除给水带入锅内的残余硬度或为了防止锅炉 内壁苛性脆化，可向锅内加入一定量的磷酸盐。因此，磷 酸根也作为锅水的一项控制指标。
? （9）亚硫酸根（SO32-） 给水中的溶解氧可用化学除氧方 法除去，常用的化学药剂为亚硫酸钠，给水中亚硫酸钠相 对于氧的过剩量越多，则反应速度越快越完全，此时，亚 硫酸根也是一项控制指标。
? （10）含油量 天然水中一般不含油，可是蒸汽的凝结水 或给水在使用过程中可能混入油类，因此也规定了锅炉给 水含油量的指标，其单位为mg/L。含油量只作为定期检 测项目。
? 3、硬度（H） 指溶解于水中能够形成水垢的钙、 镁盐类的总含量。其含量用 mmol/L表示，硬度又 可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。
? 1）碳酸盐硬度（HT）：溶解于水中的重碳酸钙Ca（HCO3） 2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和钙、镁的碳酸盐形成的硬度称为 碳酸盐硬度。这些盐类很不稳定，在水加热至沸腾后可分 解生成沉淀物析出，即
? 注（1）水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸根碱度， 因为二者会发生化学反应，即
? HCO3- + OH- → CO32- + H2O
? 注（2）水中的暂时硬度是钙、镁与HCO3-及CO32-形成的 盐类，也属于水中的碱度。当水中含有钠盐碱度时，就不 会存在非碳酸盐硬度（永久硬度），即
? CaSO4 + Na2CO3 === CaCO3↓+ Ba2SO4