循环水在不同浓缩倍数时总碱度的变化规律

循环水在不同浓缩倍数时总碱度的变化规律曾建平　孙　俊　夏明珠　雷　武　王风云(南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094)摘要　为了对循环水的总碱度进行比较准确地监测和控制,在碳酸盐系统中,从化学热力学角度总结出一个总碱度与pH值的关系。根据不同水质标准自配置水样,采用鼓泡法,可测出冷却水在不同浓缩倍数下的总碱度和pH值。关键词　循环冷却水　总碱度　浓缩倍数　　水的碱度是指水中含有能接受H+的物质的量[1,2],它是衡量循环水的质量指标之一,直接关系到整个循环水系统的正常运行。由于考虑到水中的各种离子种类繁多,而且各种离子之间的关系复杂,因此目前对水中的平衡碱度预测大都是经验式,如美国BETZ公司的水循环经验数据和日本的林木静夫经验[3,4],这些经验式。存在一定的局限性。为了简化起见,本实验不考虑各种水垢的生成和腐蚀等。根据不同水质,用蒸馏水、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液自配水样。从理论和实验两方面,对平衡碱度进行预测。引用一些文献的数据,通过计算机拟合函数,进行理论推导,提出一些经验式和理论式。1理　论1.1　浓缩后的自然pH值如果在循环冷却水中加酸调节pH值,则其pH值是人为的和循环水的浓缩倍数没有关系。如果浓缩的循环水的pH值不进行人为调节,而任其自然变化,则称自然pH值。本文主要研究浓缩后的自然pH值。自然pH值随着浓缩倍数增加而升高。其原因是水中的碱度因浓缩而增加了,碱度升高使pH值升高[4,5]。1.2　浓缩后水中平衡碱度的计算[4]碳酸各级的平衡反应如下:CO2+H2OH++HCO-3CO2-3+2H+A法　按碳酸平衡理论计算。设水中碳酸化合物总量为ct,α1、α2为HCO-3和CO2-3在碳酸化合物总量比例,碳酸的一级和二级离解平衡常数如下:K1=[H+][HCO-3]/[H2CO3]K2=[H+][CO2-3]/[HCO3-]总碱度的定义:M=[HCO-3]+2[CO2-3]+[OH-]-[H+]由于循环水的温度大致不变,当水的pH值确定之后,可根据碳酸盐分配系数和碳酸盐总量计算总碱度M。循环水pH值在6～9时:M=[HCO-3]+2[CO2-3]=(α1+2α2)ct令α=α1+2α2,则M=αct。假定ct不变,则有M后=M前α后/α前式中　M后、M前———浓缩或调pH值前、后的总碱度;　　　α后、α前———浓缩或调pH值前、后