第一讲 电厂化学基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一讲 电厂化学基础知识,一、 电厂用水概述,1.1,水的性质,1.2,水中的杂质,1.3,水质指标,1.4,水质指标间的相互关系及计算,1.5,水在火力发电厂的重要作用,1.6,火力发电锅炉的水汽质量标准及说明,单分子水由原子量计算得分子量为,18,，但实验测得气态水的分子量为，液态水的分子量还大，这就说明有聚合态水存在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的集合体，而不改变单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：,n(H,2,O) =,(H,2,O),n,（,n=1,、,2,、,3,）,H,104.5,0,H,H H,H H,H H,H H,H H,1.1,水的性质,1.,水的组成及结构,2.,水的物理性质,水的蒸气压,(100,时为,101.325kPa),温度升高水的蒸气压升高。,PV=nRT,水的密度,(4 1.010,3,kg/m,3,),其它温度下水的密度均小于此值。,水的比热,(14.5 ,至,15.5,时为,4.18kJ/kg.K),高于此温度水的比热变小，低于此温度变大,水的介电常数,81,（,25,）,温度升高水的介电常数减小,水的的表面张力,(20,时为,72.810,-3,N/m,2,),温度升高水的表面张力减小,3.,高温（,300,以上）炉水的性质,高温炉水,温度升高至,接近临界点时：,蒸气压直线上升,水的密度,直线下降,水蒸汽的密度,直线上升,水的比热,直线下降,水蒸汽的比热,直线上升,水的介电常数,直线下降,水蒸汽的介电常数,直线上升,水的表面张力,直线下降至零,水的临界点：,374.15 ,，,性质,温度,临,界,温,度,水的密度,水蒸汽的密度,300,4.,超临界水的性质,水的超临界状态,:,当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的状态。在超临界状态下水表现出与常温下不同的理化性质，,表,2.1.1,普通水与超临界水性质的比较,水的状态,普通水,临界水,超临界水,过热蒸汽,温度,/,25,374.15,450,450,压力,/MPa,0.1,22.1,27,13.6,介电常数,81,5.4,1.8,1.0,氧溶解度,/(mg,L,1,),8,完全互溶,完全互溶,完全互溶,密度,/(mg,m,3,),0.998,0.128,4.1910,3,粘度,/cp,0.890,0.0298,2.6510,5,有效扩散系数,(cm,2,s,1,),7.7410,6,7.6710,4,1.7910,3,1.2,水中的杂质,悬浮物：,悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在,100nm,以上,胶体物质：,是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为,1nm100nm,之间 。,溶解物质：,天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的形式存在。,溶解离子：,Na,+,、,K,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,HCO,3,、,CI,、,SO,4,2,等。,溶解气体：,主要有,O,2,、,CO,2,等。,有机物：,腐殖质,火电厂中生产用水的分类,原水：,原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。,给水：,直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。,补给水：,生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水 称为补给水。,生产回水或凝结水：,蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝结水。,炉水：,锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。,排污水：,由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。,冷却水：,用作冷却介质的水称为冷却水。,水质指标与水质技术指标,锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：,一种是表示水中所含有的,离子或分子,来表示，,如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为,水质指标,。,另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示,某些化合物的组合,或表征某种特性。,例如：,硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。故称为,技术指标,。在实际中有时不加区分。,2.,水质技术指标,1,）悬浮物和浊度,，悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。,浊度的单位通常用,“,福马肼,”,（,FTU,）表示。,浊度的测定,:,通过比较被测水样透过光和标准参比悬浊液透过光的强度而得到,.,浊度的单位,FTU,单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。,NTU,是用透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也是福马肼溶液。,JTU,是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同,FTU,。,这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶液来说差别不大。,硬度,：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（,YD,）。 常用的硬度的定义式为：,YD,（,1/2Ca,2+,+1/2Mg,2+,）,硬度的单位,：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。,量浓度,，,mol/L .,德国度,，（,o,G,）。,1,o,G= 10mg/LCaO,，,ppm,（,mg/L,），,1 mmol/L=50ppmCa,硬 度,例,某水分析结果为：,Ca,2+,的浓度为,60.0mg/L ;,Mg,2+,的浓度为,24.3mg/L,试用各种方法表示总硬度。,解：,1/2Ca,2+,和,1/2Mg,2+,的摩尔质量分别为,20g/mol,和,。,YD=,（）,YD=5.0mmol/L2.8 oG/ mmol/L =14 oG,YD=5.0 mmol/L50 ppm/mmol/L=250ppm,碱度：,表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是,OH,、,1/2CO,3,2,、,HCO,3,。天然水中的碱度主要是,HCO,3,。,酸度：,表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是,H,2,CO,3,。,阳床出水的酸度主要是强酸,HCI,、,H,2,SO,4,。及碳酸,H,2,CO,3,。,碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。,碱度和酸度,有 机 物,COD,：,在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为,化学耗氧量，,单位以,mg/L,来表示。,BOD:,在指定的条件下，水中的有机物进行生物氧化时所消耗溶解氧的量，即为,生化需氧量,，单位用,mg/LO,2,表示。,TOC:,水样中的有机物在,900,高温和催化剂的条件下气化、燃烧，这时水样中的有机碳和无机碳全部氧化成,CO,2,，,然后利用红红外线气体分析仪分别测定总的,CO,2,量和无机碳产生的,CO,2,量，两者只差即为,总有机碳,。,有 机 物,碱度与硬度,硬度大于碱度：,这种水称为,非碱性水，,钙、镁离子将首先与,HCO,3,形成碳酸盐硬度（,YD,T,），剩余硬度离子即钙镁离子与,SO,4,2,、,CI,等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（,YD,F,）。,硬度等于碱度：,在这种水中，钙、镁离子全部与,HCO,3,形成碳酸盐硬度。,既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度,。,硬度小于碱度：,在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与,Na,+,、,K,+,形成钠碱度（,JD,Na,）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,