在用鍋爐水質(zhì)分析問(wèn)題的探討

1、 在用鍋爐水質(zhì)分析問(wèn)題的探討 檢驗(yàn)鍋爐水處理質(zhì)量的手段是水質(zhì)分析。本文僅就鍋外化學(xué)處理中水質(zhì)分析常見有關(guān)問(wèn)題與同行們進(jìn)行探討。 1離子交換劑分析 (1)問(wèn)題 低壓鍋爐水處理當(dāng)采納鍋外處理時(shí)，一般使用離子交換劑樹脂。離子交換樹脂的交換容量是隨環(huán)境、液體狀況不斷變化的。離子交換樹脂在使用過(guò)程中，由于有害雜質(zhì)的侵入，造成樹脂內(nèi)部的交換孔道被雜質(zhì)堵塞或表面被掩蓋，或交換基團(tuán)被占用，致使其交換容量明顯降低。當(dāng)在用樹脂交換容量下降到小于800mol/m3時(shí)，其被交換水的質(zhì)量及運(yùn)行周期也隨之下降，嚴(yán)峻時(shí)出水質(zhì)量不能滿意GB1576水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定硬度0.03mmol/L指標(biāo)。在檢驗(yàn)中發(fā)覺有些企業(yè)由于樹脂嚴(yán)峻污

2、染，交換力量下降，樹脂罐起不到應(yīng)有的作用，影響鍋爐正常運(yùn)行。 (2)對(duì)策 為避開盲目使用交換容量低下的樹脂，影響出水質(zhì)量，應(yīng)在水處理設(shè)備投用前對(duì)在用樹脂進(jìn)行交換容量分析，確定其是否在合格范圍內(nèi)。如交換容量指標(biāo)800mol/m3時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)蘇清洗處理，使其恢復(fù)交換力量。 下面介紹一種簡(jiǎn)易樹脂交換容量分析方法及失效樹脂有無(wú)復(fù)蘇清洗價(jià)值測(cè)定方法供參考： 取待測(cè)的陽(yáng)離子交換樹脂3040mL放入250mL三角瓶?jī)?nèi)，加入3%鹽酸溶液100mL，浸泡2小時(shí)后用蒸餾水沖洗到中性。用量筒量取中性樹脂10mL放入另一三角瓶，加入1N NaC14050mL，置換2小時(shí)后用甲基橙做指示劑用1N NaON標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至

3、橙黃色為終點(diǎn)按下式計(jì)算： E=(a×l/10)1000mol/m3(樹脂) (基本單元H+，Na+，1/2Ca+) 式中E樹脂的交換容量mmol/L(樹脂) a消耗1N NaOH的體積(mL) lNaOH標(biāo)準(zhǔn)液濃度(mmol/L) 此測(cè)試方法的機(jī)理是將待測(cè)樹脂在還原再生的條件下，將離子交換基團(tuán)轉(zhuǎn)變成H型樹脂，再用NaC1的Na+將樹脂的H+置換到溶液中，用NaOH滴定H+，從而得到該樹脂的交換容量。 運(yùn)行中的離子交換樹脂受到水中雜質(zhì)污染后，其交換容量明顯下降，為恢復(fù)其性能，一般采納10%的鹽酸進(jìn)行清洗。經(jīng)清洗的交換樹脂其交換容量可采納如下的測(cè)試方法：將3040mL，待測(cè)樹脂放入250

4、mL三角瓶?jī)?nèi)加入10%鹽酸100mL浸泡48小時(shí)，然后依上述同樣的方法用NaCl置換，用NaOH滴定，通過(guò)計(jì)算得出清洗后估計(jì)可達(dá)到的交換容量。 此種清洗的機(jī)理在于可逆反的平衡移動(dòng)，對(duì)于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，對(duì)水中常見金屬陽(yáng)離子吸附力量是有選擇性的，依次是Fe+Al+Ca+Mg+K+Na+H+。鐵離子(Fe+)吸附力量最強(qiáng)，一旦被樹脂汲取很難被Na+和H置換，這就是所謂的"中毒"現(xiàn)象，嚴(yán)峻地降低樹脂交換容量。為此將HCl濃度由還原濃度的3%增到10%，H+與樹脂中Fe+置換反應(yīng)是可逆反應(yīng)如下式所示： R3Fe+3H+(3R-H+Fe+(式中R為樹脂高分子骨架)提高反應(yīng)物的濃度

5、可使可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)即向生成R-H和Fe+的方向進(jìn)行，這樣使鐵中毒的樹脂得到相應(yīng)的恢復(fù)。 通過(guò)清洗前和清洗后樹脂交換容量的對(duì)比，可確定該樹脂有否清洗價(jià)值，達(dá)到有的放矢的目的。 2鍋水分析 (1)問(wèn)題 GB1576標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定P1.0MPa時(shí)鍋水總堿度應(yīng)掌握在626mmol/L之間，溶解固形物規(guī)定4000mg/L。如測(cè)溶解固形物有困難時(shí)可測(cè)氯離子間接掌握。在檢驗(yàn)中發(fā)覺有些單位化驗(yàn)員為簡(jiǎn)化操作，對(duì)堿度與氯根進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，其操作過(guò)程為：鍋水取樣后(當(dāng)不需要酚酞堿度時(shí))直接加甲基橙指示劑，用硫酸滴定，讀出總堿度數(shù)值，然后在此溶液中加入鉻酸鉀指示劑，用硝酸銀滴定，讀出氯離子數(shù)值。在此過(guò)程化驗(yàn)員

6、忽視了一個(gè)重要條件，氯離子測(cè)定時(shí)溶液pH值的范圍。氯離子測(cè)定是采納沉淀滴定法，是用硝酸銀為標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定水樣中的氯離子。用鉻酸鉀做指示劑，生成難溶的銀鹽，在滴定反應(yīng)中Ag+離子可以和Cl+離子作用生成白色AgCl沉淀，也可以和CrO2-4離子作用生成紅色的Ag2CrO4沉淀，其反應(yīng)為： Cl-+Ag-AgCl-(白色) 2Ag+CrO2-4Ag2CrO4(紅色) 由于Ag2CrO4沉淀能溶于酸性溶液中，所以此法要求在中性或弱堿性溶液中進(jìn)行滴定，然而在做全堿度分析時(shí)，用甲基橙做指示劑，用硫酸滴定至終點(diǎn)橙紅色，此時(shí)溶液為酸性，pH值在3.14.4之間，另外此時(shí)溶液顏色與測(cè)定氯根到終點(diǎn)時(shí)Ag2Cr

7、O4的顏色極為相近，用此溶液直接做氯離子測(cè)定，其結(jié)果精確性是不行信的。 (2)對(duì)策 為了保證化驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性，并簡(jiǎn)化化驗(yàn)操作過(guò)程，在全堿度測(cè)定后應(yīng)將其溶液pH提高至中性或弱堿性范圍，同時(shí)將溶液顏色調(diào)整至不干擾觀看終點(diǎn)為宜。 現(xiàn)推舉一種回滴法： 用0.1N NaOH溶液回滴使溶液由橙色變成黃色，這樣既消退橙色對(duì)后一步測(cè)定氯根時(shí)生成橙紅色Ag2CrO4終點(diǎn)的干擾又使溶液pH值提高到中性或弱堿性的范圍。此法機(jī)理是由于在用0.1N H2SO4測(cè)定鍋水堿度時(shí)發(fā)生如下的反應(yīng)： NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O 鍋水成分 2Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+2NaHCO3 (pH810) (紅色) (無(wú)色) 2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2CO3(pH3.14.4) （黃色）（橙色） 2H2O+2CO2/sub > 反應(yīng)后生成的碳酸(H2SO3)大部分分解成H2O和CO2氣體，CO2則由液面逸出，此時(shí)溶液中僅殘存少量的CO2和在滴定時(shí)過(guò)量的H2SO3致使溶液偏酸性，不滿意連續(xù)測(cè)定氯根的條年。當(dāng)用0.1N NaOH溶液回滴時(shí)即發(fā)生如下反應(yīng)： CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O （橙色）（黃色） 此時(shí)溶液全部是中性鹽(Na2SO4)和強(qiáng)堿金屬陽(yáng)離子與弱酸陰離子形