在超純水中電導(dǎo)率和PH加氨量的關(guān)系

1、在超純水中電導(dǎo)率和PH、加氨量的關(guān)系常熟第二發(fā)電廠籌建處陸達(dá)年【1】引言在我國火力發(fā)電廠的建設(shè)中，300MW和600MW等級的機組將是今后一段時期內(nèi)火力發(fā)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(shù)與之相適應(yīng)，而大容量、高參數(shù)的機組大都采用100%的凝結(jié)水處理工藝。隨著凝結(jié)水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，制備出1000萬歐姆厘米以上的超純水已經(jīng)成為平常的事。采用100%凝結(jié)水處理的熱力系統(tǒng)，給水的校正處理一般采用AVT的處理辦法（即氨加聯(lián)胺的全揮發(fā)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(nèi)。

2、因此監(jiān)督給水的PH、加氨量和電導(dǎo)率是一項十分重要的工作。在現(xiàn)場PH、電導(dǎo)率通常用儀表進(jìn)行連續(xù)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(jié)水處理的系統(tǒng)，在熱力系統(tǒng)中的二氧化碳的含量可以認(rèn)為等于零，在這種情況下，給水的電導(dǎo)率、PH、加氨量之間有著嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系，我們完全可以通過推導(dǎo)，得到三者之間的關(guān)系式，從而只要測量出一個數(shù)據(jù)，就可以求出另外兩個數(shù)據(jù)。因此我們只要測量出一個就可以很方便地得到另外DD表示電導(dǎo)率）：一般來說，電導(dǎo)率是一個有把握和比較容易測量的數(shù)據(jù),正確的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，根據(jù)公式進(jìn)行計算或根據(jù)曲線進(jìn)行查找,二個數(shù)據(jù)。這對于從事實際工作的人是很有

3、意義的。（以下用【2】DD與PH的數(shù)學(xué)關(guān)系：設(shè)：氨的濃度為A摩爾/升NH3出0"NH；OH一則【nhJ】=Oh】=xInh4+】Oh】-INH31=K氨的電離常數(shù)則X2=K(AX)OhKh+=kw水的電離常數(shù)則H+KwKw一OH廠XPH=-1gH+=-1gW=-1gKW+1gXX再求：A與DD的關(guān)系DDnh4OH=Lnh4+L0H墳其中：L+,l是氨離子和氫氧根離子的當(dāng)量電導(dǎo)NH4OHDDnh4oh則:DDnh40H=(734+197.6)X=271X271DDnh40HPH=-1gKw+lg藥一=857+1gDD上面這個公式是通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到的，在二氧化碳濃度等于零或基本等于

4、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(dǎo)率就可以做到?！?】氨濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系：凝結(jié)水經(jīng)過精處理以后，其二氧化碳的濃度可以認(rèn)為等于零或接近于零。凝結(jié)水通過加氨提高了它的電導(dǎo)率和PH數(shù)值，它們?nèi)咧g有著嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系，PH與電導(dǎo)率之間的關(guān)系在上面已經(jīng)證明，下面證明氨濃度（用A表示）與電導(dǎo)率（用DD表示）之間的關(guān)系。DDNH4OHX=271.NH3+H20=NH4+0H-nh4+】=0hT=XK為氨的電離常數(shù)DDNH4OH=nH4-LOH-X=271X以下用DD代替DDnh40HX2=A-XK=AK-KXX2KX-KA=02ddd

5、dA=271K271DD210,0DD105DD2DD10當(dāng).A=2-4工'22=2'271101.76102711027117.6271上式結(jié)果的單位是克當(dāng)量/升，乘于17000以后，它的單位變成毫克/升dd2ddM10上2“土F.A=-2+父17M1000=(132DD2+62.7DD)乂10工毫克/升U712M17.6271J電導(dǎo)率dd的單位是微姆/厘米。顯然，只要得到一個電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，就可以求出水中氨的含量。由于氨的電離常數(shù)是在250C時候的數(shù)據(jù)，因此電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)也應(yīng)該是同一溫度下的數(shù)據(jù)。在整個公式的推導(dǎo)過程中，量綱的換算是十分重要的，下面列出電導(dǎo)率（DD）、當(dāng)量電導(dǎo)（L

6、）、電離常數(shù)（K）的量綱：微姆歐106姆歐姆歐DD=厘米=10,分米=10W姆歐厘米2姆歐分米2父10二L=-古小二古小K=1.76父10，克當(dāng)量/分米3【4】控制給水PH的范圍，只要控制加氨量的范圍或電導(dǎo)率的范圍：在AVT的給水處理工藝中，PH的控制范圍為8.89.3,利用上述已經(jīng)推導(dǎo)出來的公式，我們就可以計算出加氨量的范圍或電導(dǎo)率的范圍。已知：給水PH的控制范圍是8.89.3則：1+=1038104克離子/升水的離子積為：Kw=110,4.因此水中氫氧根離子的濃度范圍應(yīng)該是：bH-=10*210<7克離子/升DD8.8=LNH4+L0H_k黑103=(734+197.6)父1042乂

7、103=1.71微女S/厘米DD9.3=LNH4+L0H_】XM103=(734+197.6/10且7M103=541微姆/厘米上面的計算可以看出，如果要維持給水的PH在8.89.3的范圍，那么給水的電導(dǎo)率只要維才!在1.715.41微姆/厘米的范圍內(nèi)。由于給水的PH是依靠加氨進(jìn)行調(diào)整的，那么要維持Z水的PH和電導(dǎo)率在一定的范圍內(nèi)，給水中氨的濃度應(yīng)該控制在一個什么樣的范圍內(nèi)？根據(jù)上面已經(jīng)推導(dǎo)出的公式，分別計算如下：A8.8=(132X1.712+62.7x1.71.10，=0.146毫克/升A9.3=(132父5412+62.7m541)父10'=0726毫克/升顯然我們只要把氨的濃度

8、控制在0.1460.726毫克/升的范圍內(nèi)，給水的電導(dǎo)率和PH也就控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)：如果被研究對象的溫度不是250C,那么只要代入相應(yīng)溫度下的參數(shù)，就可以得到另外的一組數(shù)據(jù)?！?】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(yōu)點在西歐國家已經(jīng)廣泛地被采用，在我國也已經(jīng)有越來越多的人關(guān)注這一新工藝的應(yīng)用，并且已經(jīng)有一些工廠正在實踐這一工藝。CWT工藝的控制參數(shù)主要有三個：氫電導(dǎo)率小于0.2微姆/厘米，氧濃度30150ppb,PH值控制在8.08.5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(nèi)，那么給水的氨濃度和電導(dǎo)率應(yīng)該控制在一個什么樣的范圍內(nèi)？已知：PH值的控制范圍8.08.5貝U:H+】=10上°10上5克離子/升水的離子積：KW=110,4因此水中氫氧根離子的濃度范圍應(yīng)該是：Ioh一】=105io'.5克離子/升在水中，設(shè)：I0h=nh4+】=x因此給水的電導(dǎo)率可以計算出來。DD8.0=【LNH4+LOHX=271M10晨103=0.271微姆/厘米DD8.5=LNH+LOH_k=271父105M103=0857微姆/厘米相應(yīng)的氨含量也可以計算出來：入.0=(132M02712+62.7X0271)X10，=0018毫克/升A8.5=(132x08572+62.7父0857戶10，=0.063毫克/升卜面通過表格把上述