超純水中電導率和PH、加氨量的關系
【1】在我國火力發電廠的建設中,300MW和600MW等級的機組將是今后一段時期內火力發電廠的主力機組,大容量機組的采用,一般要求亞臨界或超臨界的蒸汽參數與之相適應,而大容量、高參數的機組大都采用100%的凝結水處理工藝。隨著凝結水處理技術的不斷發展,制備出1000萬歐姆•厘米以上的超純水已經成為平常的事。 采用100%凝結水處理的熱力系統,給水的校正處理一般采用AVT的處理辦法(即氨加聯胺的全揮發處理法)或采用CWT的辦法(即氧加氨的給水加氧法),無論采用那一種處理方法,都必須在給水中加入氨,以控制給水的PH值維持在一定的范圍內。因此監督給水的PH、加氨量和電導率是一項十分重要的工作。在現場PH、電導率通常用儀表進行連續的測定,而加氨量的測定往往采用人工的比色測定法,顯然這是麻煩的工作。 其實,采用100%凝結水處理的系統,在熱力系統中的二氧化碳的含量可以認為等于零,在這種情況下,給水的電導率、PH、加氨量之間有著嚴格的數學關系,我們完全可以通過推導,得到三者之間的關系式,從而只要測量出一個數據,就可以求出另外兩個數據。 一般來說,電導率是一個有把握和比較容易測量的數據,因此我們只要測量出一個正確的電導率數據,根據公式進行計算或根據曲線進行查找,就可以很方便地得到另外二個數據。這對于從事實際工作的人是很有意義的。(以下用DD表示電導率):
【2】DD與PH的數學關系: 設:氨的濃度為A摩爾/升 則 …………氨的電離常數 則 則 PH=-lg 再求:A與DD的關系 其中: 是氨離子和氫氧根離子的當量電導 則: 上面這個公式是通過嚴格的數學推導得到的,在二氧化碳濃度等于零或基本等于零的情況下,這個公式是十分正確的。顯然在給水的AVT或CWT的處理中,控制給水的PH值,只要控制它的電導率就可以做到。
【3】氨濃度與電導率的關系: 凝結水經過精處理以后,其二氧化碳的濃度可以認為等于零或接近于零。凝結水通過加氨提高了它的電導率和PH數值,它們三者之間有著嚴格的數學關系,PH與電導率之間的關系在上面已經證明,下面證明氨濃度(用A表示)與電導率(用DD表示)之間的關系。 . K為氨的電離常數 以下用DD代替 . 上式結果的單位是克當量/升,乘于17000以后,它的單位變成毫克/升 . = 毫克/升 電導率DD的單位是 微姆/厘米。顯然,只要得到一個電導率數據,就可以求出水中氨的含量。由于氨的電離常數是在 時候的數據,因此電導率的數據也應該是同一溫度下的數據。 在整個公式的推導過程中,量綱的換算是十分重要的,下面列出電導率(DD)、當量電導(L)、電離常數(K)的量綱。
【4】控制給水PH的范圍,只要控制加氨量的范圍或電導率的范圍: 在AVT的給水處理工藝中,PH的控制范圍為8.8~9.3,利用上述已經推導出來的公式,我們就可以計算出加氨量的范圍或電導率的范圍。已知:給水PH的控制范圍是8.8~9.3 則: 水的離子積為: . .因此水中氫氧根離子的濃度范圍應該是: 上面的計算可以看出,如果要維持給水的PH在8.8~9.3的范圍,那么給水的電導率只要維持在1.71~5.41微姆/厘米的范圍內。由于給水的PH是依靠加氨進行調整的,那么要維持給水的PH和電導率在一定的范圍內,給水中氨的濃度應該控制在一個什么樣的范圍內?根據上面已經推導出的公式,分別計算如下: 顯然,我們只要把氨的濃度控制在0.146~0.726毫克/升的范圍內,給水的電導率和PH也就控制在相應的范圍內: 如果被研究對象的溫度不是 ,那么只要代入相應溫度下的參數,就可以得到另外的一組數據。
【5】CWT給水校整處理工藝中加氨量的控制: 給水加氧、加氨處理工藝以它獨特的優點在西歐國家已經廣泛地被采用,在我國也已經有越來越多的人關注這一新工藝的應用,并且已經有一些工廠正在實踐這一工藝。CWT工藝的控制參數主要有三個:氫電導率小于0.2微姆/厘米,氧濃度30~150ppb,PH值控制在8.0~8.5之間。下面要研究的問題是為了控制給水的PH在一定的范圍內,那么給水的氨濃度和電導率應該控制在一個什么樣的范圍內?已知:PH值的控制范圍8.0~8.5 則: 克離子/升水的離子積: 因此水中氫氧根離子的濃度范圍應該是: 克離子/升在水中,設: 因此給水的電導率可以計算出來。 微姆/厘米 微姆/厘米相應的氨含量也可以計算出來: 毫克/升 毫克/升下面通過表格把上述的研究成果反映出來: 條 件 超純水 基 本 公 式 . 給水AVT處理 PH DD 微姆/厘米 A 毫克/升 8.8~9.3 1.71~5.41 0.146~0.726 給水CWT處理 8.0~8.5 0.271~0.857 0.018~0.063

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