氨溶液濃度與電導(dǎo)率、pH換算

1、氨溶液濃度與電導(dǎo)率、pH換算媽灣電廠給水采用揮發(fā)性處理，氨在給水處理中的作用極為重要，通過加氨提高水和蒸汽的pH，防止系統(tǒng)的酸性腐蝕和氧腐蝕。加氨后，給水的pH、DD都會上升，因為pH、DD受水樣溫度的影響比較大，水樣溫度升高時，pH降低，DD升高；水樣溫度降低時，pH上升，DD下降。在線儀表的溫度補償能力有限，并不能準(zhǔn)確反映給水pH、DD與加氨量的對應(yīng)關(guān)系。我廠給水水質(zhì)良好，尤其#36機(jī)有凝結(jié)水精處理設(shè)備，給水中其他雜質(zhì)很少，加氨后的給水，可近似認(rèn)為是氨的稀溶液，所以，有必要從理論計算的角度來分析給水加氨量與水樣pH、DD的變化范圍，為給水加氨控制提供理論依據(jù)。下面從理論方面來分析計算氨溶液

2、的濃度與溶液pH、DD的關(guān)系。25 NH4+摩爾電導(dǎo)率：73.410-4（Sm2mol-1）25 OH-摩爾電導(dǎo)率：198.0010-4（Sm2mol-1）25 H+摩爾電導(dǎo)率：349.8210-4（Sm2mol-1）25 NH3H2O溶液電離常數(shù)：1.7810-5假定氨溶液重量百分比濃度：C %NH3H2O分子量：35C% NH3H2O溶液摩爾濃度：MC%100035=(molL-1)氨在水中電離方程：NH3H2O NH4+ OH-00-aaa根據(jù)電解方程有：aa(-a)=1.7810-5a2857C1.7810-5NH4+、OH- 濃度：a=2.255110-3C1/2(molL-1)=2

3、.2551 C1/2 (molm-3)H+ 濃度：b=10-14/(2.255110-3C1/2)=4.434410-12/ C1/2(molL-1)C% NH3H2O溶液電導(dǎo)率、pH分別為：DD=DD(NH4+)+DD(OH-)+DD(H+)=(73.4+198.00) 10-42.2551 C 10-12/C1/2=61210-4 C1/2+4.434410-12/C1/2 (Sm-1)=612 C1/2+4.434410-4/ C1/2 (Scm-1)pH=-log H+=-log(4.434410-12/ C1/2) =11.353+log C1/2例如：30g/L氨溶液電導(dǎo)率、pH值

4、分別為：DD=61210-4(3010-6/1000) 1/2+4.434410-12/ (3010-6/1000) 1/2=1.06210-5(Sm-1)=0.1062(Scm-1)pH=-log H+=-log(4.434410-12/ (3010-6/1000) 1/2 ) 電廠給水要求pH=9.009.40之間，對應(yīng)的給水中氨的濃度約為： 200mg/L1240mg/L；電導(dǎo)率約為：8.65Scm-121.54Scm-1。計算結(jié)果與實際有些差距。這是因為這種計算方法只適合g/L級的氨溶液，濃度高時，因離子間的相互干擾，電離率下降，誤差較大。在超純水中電導(dǎo)率和pH、氨濃度的關(guān)系關(guān)鍵詞：

5、HYPERLINK :/tag.bokee /tag/%B3%AC%B4%BF%CB%AE t _blank 超純水 HYPERLINK :/tag.bokee /tag/%B5%E7%B5%BC%C2%CA t _blank 電導(dǎo)率 m/tag/pH t _blank pH 火電廠水處理技術(shù)學(xué)術(shù)交流會 2003.09 重慶陸達(dá)年 華潤電力（常熟）（江蘇常熟）1. 引言在我國電站的建設(shè)中，300MW和600MW等級的機(jī)組已是火力發(fā)電廠的主力機(jī)組，大容量機(jī)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(jī)組大都采用100%的凝結(jié)水處理工藝?，F(xiàn)代凝結(jié)水處理技術(shù)，制備出10M

6、cm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OT（或稱為CWT法）的辦法（即給水加氧處理法），無論采用哪一種處理方法，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)。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。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)為約等于零，而其它當(dāng)量電導(dǎo)比較大的陽離子和陰離子的濃度已經(jīng)達(dá)到了每升幾微克甚至亞微克的水平，在這種情況下，給水的電

7、導(dǎo)率、pH、加氨量之間有著嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系。我們完全可以通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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)。一般來說，測量超純水的pH值是比較困難的，因為超純水的電阻很大，幾乎是一個絕緣體。而采用比色法測量氨的濃度也是比較麻煩的。相對而言，超純水的電導(dǎo)率是一個比較容易測量、容易測得準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，表計的價格也便宜些。因此我們只要測量出一個正確的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，根據(jù)公式進(jìn)行計算或根據(jù)曲線、表格進(jìn)行查找，就可以很方便地得到另外二個數(shù)據(jù)。這對于從事現(xiàn)場工作是很有意義的。（以下用DD表示電導(dǎo)率）：2. DD與pH的數(shù)學(xué)關(guān)系： 設(shè)：氨的濃度為A摩爾/升 則 氨的電離常數(shù) 則 則

8、 pH 再求：A與DD的關(guān)系其中： 是氨離子和氫氧根離子的當(dāng)量電導(dǎo)則： 上面這個公式是在超純水的二氧化碳濃度等于零的情況下推導(dǎo)出來的。由于目前亞臨界和超臨界的大機(jī)組幾乎都采用100%的凝結(jié)水處理，因此這樣的假設(shè)是合理的。顯然在給水的AVT或OT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，而控制電導(dǎo)率的實質(zhì)就是控制給水中的加氨量。因此下面我們就要研究氨濃度與電導(dǎo)率之間的關(guān)系。3. 氨濃度與電導(dǎo)率之間的關(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。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

9、度（用A表示）與電導(dǎo)率（用DD表示）之間的關(guān)系。. K為氨的電離常數(shù) 以下用DD代替 . 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mg/L. = mg/L上式中電導(dǎo)率DD的單位是 S/cm。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25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)。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： 水的離子積為： . .

10、因此水中氫氧根離子的濃度范圍應(yīng)該是： 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)率只要維持在1.715.41S/cm的范圍內(nèi)。由于給水的PH是依靠加氨進(jìn)行調(diào)整的，那么要維持給水的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： 顯然，我們只要把氨的濃度控制在（0.1460.726）mg/L的范圍內(nèi)，給水的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 ，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)。5. OT給水校整處理工藝中加氨量的控制： 給水加氧處理工藝以它成熟的理論和獨特的優(yōu)點在歐洲、美國、俄羅斯等國家已經(jīng)廣泛地被采用，從過去在直流鍋爐上的應(yīng)用發(fā)展到在汽包鍋爐上的應(yīng)用。在我國也已經(jīng)有越來越多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注并接受這一新工藝的應(yīng)用，也已經(jīng)有相當(dāng)?shù)囊恍C(jī)組正在實踐這一工藝。OT工藝的控制參數(shù)主要有三個：氫電導(dǎo)率小于0.2S/cm，氧濃度30g/L150g/L，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 則： mol/L水的離子積： 因此水中氫氧根離子的濃度范圍