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(jiàn)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)采用鍋外處理時(shí)，一般使用離子交換劑──樹(shù)脂。離子交換樹(shù)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(shù)脂在使用過(guò)程中，由于有害雜質(zhì)的侵入，造成樹(shù)脂內(nèi)部的交換孔道被雜質(zhì)堵塞或表面被覆蓋，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(shù)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)重時(shí)出水質(zhì)量不能滿足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)現(xiàn)有些企業(yè)由于樹(shù)脂嚴(yán)重污染，交換能力下降，樹(shù)脂罐起不到應(yīng)有的作用，影響鍋爐正常運(yùn)行。

(2)對(duì)策

為避免盲目使用交換容量低下的樹(shù)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(shù)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)交換能力。

下面介紹一種簡(jiǎn)易樹(shù)脂交換容量分析方法及失效樹(shù)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(shù)脂30~40mL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(shù)脂10mL放入另一三角瓶，加入1N NaC140~50mL，置換2小時(shí)后用甲基橙做指示劑用1N NaON標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至橙黃色為終點(diǎn)按下式計(jì)算：

E=(a×l/10)1000[mol/m³(樹(shù)脂)]

(基本單元H⁺，Na⁺，1/2Ca⁺⁺)

式中E—樹(shù)脂的交換容量[mmol/L(樹(shù)脂)]

a—消耗1N NaOH的體積(mL)

l—NaOH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(shù)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(shù)脂，再用NaC1的Na⁺將樹(shù)脂的H⁺置換到溶液中，用NaOH滴定H⁺，從而得到該樹(shù)脂的交換容量。

運(yùn)行中的離子交換樹(shù)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，一般采用10%的鹽酸進(jìn)行清洗。經(jīng)清洗的交換樹(shù)脂其交換容量可采用如下的測(cè)試方法：將30~40mL，待測(cè)樹(shù)脂放入250mL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)算得出清洗后預(yù)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(shù)脂，對(duì)水中常見(jiàn)金屬陽(yáng)離子吸附能力是有選擇性的，依次是Fe⁺⁺⁺＞Al⁺⁺⁺＞Ca⁺⁺＞Mg⁺⁺＞K⁺＞Na⁺＞H⁺。鐵離子(Fe⁺⁺⁺)吸附能力最強(qiáng)，一旦被樹(shù)脂吸收很難被Na⁺和H置換，這就是所謂的"中毒"現(xiàn)象，嚴(yán)重地降低樹(shù)脂交換容量。為此將HCl濃度由還原濃度的3%增到10%，H⁺與樹(shù)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(shù)脂高分子骨架)提高反應(yīng)物的濃度可使可逆反應(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(shù)脂得到相應(yīng)的恢復(fù)。

通過(guò)清洗前和清洗后樹(shù)脂交換容量的對(duì)比，可確定該樹(shù)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P＜＝1.0MPa時(shí)鍋水總堿度應(yīng)控制在6~26mmol/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)氯離子間接控制。在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)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)員忽略了一個(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)定是采用沉淀滴定法，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CrO^2-₄離子作用生成紅色的Ag₂CrO₄沉淀，其反應(yīng)為：

Cl^-+Ag^-→AgCl^-↓(白色)

2Ag⁺+CrO^2-₄→Ag₂CrO₄↓(紅色)

因?yàn)锳g₂CrO₄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3.1~4.4之間，另外此時(shí)溶液顏色與測(cè)定氯根到終點(diǎn)時(shí)Ag₂CrO₄的顏色極為相近，用此溶液直接做氯離子測(cè)定，其結(jié)果準(zhǔn)確性是不可信的。

(2)對(duì)策

為了保證化驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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)整至不干擾觀察終點(diǎn)為宜。

現(xiàn)推薦一種回滴法：

用0.1N NaOH溶液回滴使溶液由橙色變成黃色，這樣既消除橙色對(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)理是因?yàn)樵谟?.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=Na₂SO
ub>4+2NaHCO₃ (pH8~10)

(紅色) (無(wú)色)

2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂CO₃(pH3.1~4.4)

（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，不滿足繼續(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成的鹽(Na2CO3)溶液的pH值即達(dá)到中性或弱堿性的范圍，而且黃色與做氯根時(shí)使用的K2CrO4指示劑顏色一致，不會(huì)干擾終點(diǎn)的判斷。

實(shí)踐證明用回滴法連續(xù)測(cè)定鍋水堿度和氯根，其測(cè)定結(jié)果是準(zhǔn)確的，是可以指導(dǎo)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的。