在用锅炉水质分析问题的探讨

在用锅炉水质分析问题的探讨 检验锅炉水处理质量的手段是水质分析。本文仅就锅外化学处理中水质分析常见有关问题与同行们进行探讨。1离子交换剂分析(1)问题低压锅炉水处理当采用锅外处理时，一般使用离子交换剂树脂。离子交换树脂的交换容量是随环境、液体状况不断变化的。离子交换树脂在使用过程中，由于有害杂质的侵入，造成树脂内部的交换孔道被杂质堵塞或表面被覆盖，或交换基团被占用，致使其交换容量明显降低。当在用树脂交换容量下降到小于800mol/m3时，其被交换水的质量及运行周期也随之下降，严重时出水质量不能满足GB1576水质标准所规定硬度0.03mmol/L指标。在检验中发现有些企业由于树脂严重污染，交换能力下降，树脂罐起不到应有的作用，影响锅炉正常运行。(2)对策为避免盲目使用交换容量低下的树脂，影响出水质量，应在水处理设备投用前对在用树脂进行交换容量分析，确定其是否在合格范围内。如交换容量指标800mol/m3时，应进行复苏清洗处理，使其恢复交换能力。下面介绍一种简易树脂交换容量分析方法及失效树脂有无复苏清洗价值测定方法供参考：取待测的阳离子交换树脂3040mL放入250mL三角瓶内，加入3%盐酸溶液100mL，浸泡2小时后用蒸馏水冲洗到中性。用量筒量取中性树脂10mL放入另一三角瓶，加入1N NaC14050mL，置换2小时后用甲基橙做指示剂用1N NaON标准溶液滴定至橙黄色为终点按下式计算：E=(al/10)1000mol/m3(树脂)(基本单元H+，Na+，1/2Ca+)式中E树脂的交换容量mmol/L(树脂)a消耗1N NaOH的体积(mL)lNaOH标准液浓度(mmol/L)此测试方法的机理是将待测树脂在还原再生的条件下，将离子交换基团转变成H型树脂，再用NaC1的Na+将树脂的H+置换到溶液中，用NaOH滴定H+，从而得到该树脂的交换容量。运行中的离子交换树脂受到水中杂质污染后，其交换容量明显下降，为恢复其性能，一般采用10%的盐酸进行清洗。经清洗的交换树脂其交换容量可采用如下的测试方法：将3040mL，待测树脂放入250mL三角瓶内加入10%盐酸100mL浸泡48小时，然后依上述同样的方法用NaCl置换，用NaOH滴定，通过计算得出清洗后预计可达到的交换容量。此种清洗的机理在于可逆反的平衡移动，对于强酸性阳离子交换树脂，对水中常见金属阳离子吸附能力是有选择性的，依次是Fe+Al+Ca+Mg+K+Na+H+。铁离子(Fe+)吸附能力最强，一旦被树脂吸收很难被Na+和H置换，这就是所谓的中毒现象，严重地降低树脂交换容量。为此将HCl浓度由还原浓度的3%增到10%，H+与树脂中Fe+置换反应是可逆反应如下式所示：R3Fe+3H+(3R-H+Fe+(式中R为树脂高分子骨架)提高反应物的浓度可使可逆反应向正反应方向移动即向生成R-H和Fe+的方向进行，这样使铁中毒的树脂得到相应的恢复。通过清洗前和清洗后树脂交换容量的对比，可确定该树脂有否清洗价值，达到有的放矢的目的。2锅水分析(1)问题GB1576标准中明确规定P1.0MPa时锅水总碱度应控制在626mmol/L之间，溶解固形物规定4000mg/L。如测溶解固形物有困难时可测氯离子间接控制。在检验中发现有些单位化验员为简化操作，对碱度与氯根进行连续测定，其操作过程为：锅水取样后(当不需要酚酞碱度时)直接加甲基橙指示剂，用硫酸滴定，读出总碱度数值，然后在此溶液中加入铬酸钾指示剂，用硝酸银滴定，读出氯离子数值。在此过程化验员忽略了一个重要条件，氯离子测定时溶液pH值的范围。氯离子测定是采用沉淀滴定法，是用硝酸银为标准溶液直接滴定水样中的氯离子。用铬酸钾做指示剂，生成难溶的银盐，在滴定反应中Ag+离子可以和Cl+离子作用生成白色AgCl沉淀，也可以和CrO2-4离子作用生成红色的Ag2CrO4沉淀，其反应为：Cl-+Ag-AgCl-(白色)2Ag+CrO2-4Ag2CrO4(红色)因为Ag2CrO4沉淀能溶于酸性溶液中，所以此法要求在中性或弱碱性溶液中进行滴定，然而在做全碱度分析时，用甲基橙做指示剂，用硫酸滴定至终点橙红色，此时溶液为酸性，pH值在3.14.4之间，另外此时溶液颜色与测定氯根到终点时Ag2CrO4的颜色极为相近，用此溶液直接做氯离子测定，其结果准确性是不可信的。(2)对策为了保证化验数据的准确性，并简化化验操作过程，在全碱度测定后应将其溶液pH提高至中性或弱碱性范围，同时将溶液颜色调整至不干扰观察终点为宜。现推荐一种回滴法：用0.1N NaOH溶液回滴使溶液由橙色变成黄色，这样既消除橙色对后一步测定氯根时生成橙红色Ag2CrO4终点的干扰又使溶液pH值提高到中性或弱碱性的范围。此法机理是因为在用0.1N H2SO4测定锅水碱度时发生如下的反应：NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O锅水成分2Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+2NaHCO3 (pH810)(红色) (无色)2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2CO3(pH3.14.4)（黄色）（橙色） 2H2O+2CO2/sub 反应后生成的碳酸(H2SO3)大部分分解成H2O和CO2气体，CO2则由液面逸出，此时溶液中仅残存少量的CO2和在滴定时过量的H2SO3致使溶液偏酸性，不满足继续测定氯根的条年。当用0.1N NaOH溶液回滴时即发生如下反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OH2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O （橙色）（黄色）此时溶液全部是中性盐(Na2SO4)和强碱金属阳离子与弱酸阴离子形成的盐(Na2CO3)溶液的pH值即达到中性或弱碱性的范围，而且黄色与做氯根时使用的K2CrO4指示剂颜色一致，不会干扰终点的判断。实践证明用回滴法连续测定锅水碱度和氯根，其测定结果是准确的，是可以指导锅炉安全经济运行的。