工业锅炉防垢除垢技术PDF电子书下载

第一章 化学基础知识 1

第一节 化学基本概念 1

一、物质的组成 1

1．分子 1

2．原子 2

二、元素和元素符号 3

1．元素 3

2．元素符号 4

三、原子的构成 5

1．电子云 5

2．原子核外电子的排布 6

3．最外层电子数与元素化学性质的关系 8

四、分子式和相对分子质量 9

1．分子式 9

2．相对分子质量 10

3．分子式的意义 11

1．离子键 12

五、分子的形成 12

2．共价键 13

3．金属键 15

六、化合价 15

1．化合价的概念 15

2．化合价的确定 16

3．根和根的化合价 18

4．化合价与分子式的关系 18

1．质量守恒定律 19

七、化学方程式 19

2．化学方程式 20

3．化学方程式的计算 21

第二节 摩尔 22

一、摩尔 22

1．摩尔的概念 22

2．摩尔质量（M） 23

3．物质的量（n） 23

二、等一价基本单元物质的量规则 24

1．溶液 26

一、溶液的概念 26

第三节 溶液 26

2．溶解平衡 27

3．溶解度 27

4．电解质和非电解质 28

二、溶液的浓度及其表示法 29

1．质量分数（wB） 29

2．质量浓度（pB） 31

3．浓度（即物质的量浓度） 31

4．密度、波美度 33

第四节 碱、酸、盐、氧化物 36

一、碱 36

1．碱的组成和命名 36

2．碱的通性 37

二、酸 38

1．酸的组成和命名 38

2．酸的通性 39

三、盐 40

1．盐的组成和命名 40

2．盐的性质 42

1．氧化物的组成和命名 43

2．氧化物的分类及性质 43

四、氧化物 43

五、无机物分类及相互关系 45

1．无机物的分类 45

2．无机物间化学反应 45

3．化学反应的类型 47

4．氧化还原反应 49

1．强电解质与弱电解质 50

第五节 电解质溶解及电离平衡 50

一、强电解质与弱电解质 50

2．电离度 51

二、弱电解质的电离平衡 52

1．电离平衡和电离常数 52

2．多元弱酸的电离平衡 53

三、水的电离和pH值 54

1．水的电离平衡和水的离子积 54

3．溶液pH值 55

2．溶液的酸碱性 55

4．pH值的测定方法 57

四、同离子效应和缓冲溶液 57

1．同离子效应 57

2．缓冲溶液 58

五、盐类的水解 59

1．盐溶液的酸碱性 59

2．盐的水解 60

六、沉淀物的溶解平衡 62

1．溶度积 62

2．溶度积规则 63

3．同离子效应 65

4．沉淀的溶解 65

七、离子反应方程式 66

1．离子反应方程式的写法 66

2．离子反应进行的条件 67

1．锅炉用水的水源 70

一、锅炉用水的水源及名称 70

第二章 锅炉用水及水质分析 70

第一节 锅炉用水的水质 70

2．锅炉汽水循环系统和用水名称 71

二、给水水质不良对锅炉的危害 73

1．结垢 73

2．腐蚀 74

3．锅水起沫 74

三、天然水中的杂质 75

2．胶体杂质 76

1．悬浮杂质 76

3．气体杂质 77

4．离子杂质 80

四、水质指标和水质标准 80

1．悬浮物 81

2．含盐量 83

3．硬度（YD） 85

4．碱度（JD） 88

5．pH值 91

6．溶解氧 92

7．含油量（Y） 93

8．有机物 93

9．亚硫酸盐 94

10．磷酸盐 95

五、给水和锅水监测的指标及意义 96

第二节 水质指标间的关系 96

一、硬度与碱度的关系 96

1．天然水中阴、阳离子组合关系 96

2．硬度和碱度的关系 98

二、碱度与相对碱度的关系 99

1．锅水中碱性物质的反应 99

2．锅水中OH-和CO？-含量的计算 100

3．碱度的校正 100

4．相对碱度的计算 101

三、碱度与pH值的关系 102

四、溶解固形物与氯化物间的关系 104

1．锅水中溶解固形物与氯化物的关系 104

2．Cl-控制标准的计算 105

第三节 低压锅炉水质标准 106

一、主题内容与适用范围 106

1．主题内容 106

2．适用范围 106

二、水质标准 106

第四节 锅炉用水分析 109

一、水质分析的基本知识 109

1．水样的采集 109

2．化学试剂的性质及等级标志 111

3．常用玻璃仪器 113

4．分析天平的构造及操作 124

5．标准溶液的配制及滴定度 130

6．分析数据的处理 132

7．水质分析方法介绍 138

二、质量分析方法 139

1．质量分析方法介绍 139

2．质量分析的基本操作 140

1．滴定管的使用 146

三、容量分析方法 146

2．移液管的使用 149

3．容量瓶的使用 150

4．容量器皿的校正 151

5．滴定操作技术 153

四、容量分析中法定计量单位的应用 155

1．硬度测定的计算 155

2．碱度测定的计算 156

第三章 锅内加药处理 158

第一节 水垢的生成及危害 158

一、水垢的生成过程 158

1．原（初）生水垢的生成过程 158

2．再（派）生水垢的生成过程 160

二、水垢的危害性 161

1．水垢的导热性 161

2．水垢的危害 161

一、概述 163

第二节 锅内加药处理法 163

1．对症下药 164

2．量水投药 164

3．科学排污 164

4．严格监督 164

二、锅内水处理常用药剂的种类和性能 165

1．水处理常用药剂的种类 165

2．几种常用水处理药剂的性能和作用 166

1．水处理常用药剂配方 173

三、锅内水处理常用药剂配方及其选择 173

2．根据水质特点选用水处理方法 174

四、锅内水处理常用药剂用量的计算 176

1．运行中锅炉各种水处理药剂用量计算 176

2．点火前锅炉各种水处理药剂用量计算 181

五、锅内水处理药剂的配制与使用 183

1．水处理用药剂的配制 183

2．防垢剂的使用 185

一、排污的目的和意义 186

1．排污的目的 186

第三节 锅炉的排污 186

2．排污的意义 187

二、排污的方式和要求 187

1．排污的方式 187

2．排污的要求 187

三、排污量的测定 188

四、锅炉的排污装置 189

1．连续排污装置 189

2．定期排污装置 190

五、锅炉排污率的计算 191

1．排污率计算方法 191

2．锅炉的必要排污率 193

六、锅水的化验监督 195

1．锅水质量的化验 195

2．锅水的监督 197

2．离子交换反应 201

一、离子交换剂 201

1．离子交换概念 201

第四章 锅外化学处理 201

第一节 离子交换树脂 201

3．离子交换剂的种类 202

二、离子交换树脂 202

1．离子交换树脂的组成 202

2．离子交换树脂的分类及型号 202

三、离子交换树脂的性能 206

1．离子交换树脂的技术指标 206

2．离子交换树脂的性能 207

1．新树脂使用前的管理 212

四、离子交换树脂的管理 212

2．新树脂的管理 213

3．旧树脂的管理 214

4．使用中树脂的管理 215

5．离子交换树脂的污染和复苏 215

第二节 离子交换水处理的基本原理 218

一、离子交换反应 218

1．钠离子交换法 218

2．氢离子交换法 219

3．氢氧离子交换法 220

二、树脂层中离子交换过程 221

1．交换器内树脂层的型态 221

2．水质变化曲线 221

3．影响工作层厚度的因素 222

三、离子交换树脂的再生 223

1．再生方式 223

2．再生剂的用量 225

3．再生剂的浓度 227

4．再生剂的流速 228

5．再生剂的纯度 229

第三节 离子交换水处理设备 230

一、离子交换器的类型 230

二、顺流再生离子交换器 231

1．顺流再生离子交换器的结构 231

2．顺流再生离子交换器的运行 233

3．顺流再生离子交换器的操作程序 235

4．顺流再生离子交换水处理工艺的优缺点 236

三、逆流再生离子交换器 237

1．逆流再生离子交换器的结构 238

2．逆流再生方法 240

3．逆流再生离子交换器的运行 242

4．逆流再生离子交换器的操作程序 245

5．逆流再生离子交换水处理工艺的优缺点 246

6．顺流再生离子交换器的改装 248

7．无顶压逆流再生离子交换器 249

1．浮床离子交换器的结构 252

四、浮床离子交换器 252

2．浮床离子交换器的运行 255

3．浮床离子交换器的操作程序 257

4．浮床离子交换器的优缺点 257

五、流动床离子交换设备 260

1．流动床设备的结构 260

2．流动床的运行过程 262

3．流动床交换工艺存在的问题 264

六、离子交换器常见故障及处理方法 264

七、食盐再生剂系统及设备 270

1．食盐溶解器 271

2．溶盐槽 272

第四节 钠离子交换软化系统 275

一、单级钠离子交换系统 275

1．单级钠离子交换反应 275

2．单级钠离子交换系统 276

二、双级钠离子交换系统 277

1．双级钠离子交换系统 277

2．双级钠离子交换系统特点 277

三、部分钠离子交换系统 278

1．部分钠离子交换法原理 278

2．水量配比的计算 280

3．部分钠离子交换系统 282

4．部分钠离子交换法适用范围 282

四、钠离子交换系统的选择 284

一、H-Na离子交换法 286

1．氢离子交换反应 286

第五节 离子交换软化-降碱联合处理 286

2．氢离子交换器出水水质的变化 287

3．H-Na离子交换系统 289

4．弱酸树脂H-Na串联运行离子交换系统 294

二、NH4-Na离子交换法 296

1．NH4-Na离子交换反应 296

2．NH4-Na离子交换工艺的特点 298

3．NH4-Na离子交换系统 298

4．NH4-Na离子交换法原水和再生剂配比计算 299

5．NH4-Na离子交换法再生剂的配制及再生工艺 303

6．NH4-Na离子交换系统的运行控制 305

7．NH4-Na离子交换法的适用范围 308

三、Cl-Na离子交换法 309

1．Cl-Na离子交换法原理 309

2．Cl-Na离子交换系统 311

3．Cl-Na离子交换法的优缺点 311

四、各种软化-降碱联合处理系统的比较 312

第六节 离子交换除盐处理 312

一、化学除盐原理 312

2．阴床离子交换反应 316

1．阳床离子交换反应 316

3．混合床离子交换反应 317

二、化学除盐系统 319

1．一级复床系统 319

2．一级复床加混床系统 320

三、化学除盐的出水水质 320

1．阳床出水水质 320

四、化学除盐系统的布置原则及对进水水质要求 321

3．混床出水水质 321

2．阴床出水水质 321

1．除盐系统布置原则 322

2．化学除盐设备对进水水质的要求 322

第五章 锅炉腐蚀及防腐蚀 324

第一节 金属腐蚀类型及腐蚀速度 324

一、金属腐蚀类型 324

1．化学腐蚀和电化学腐蚀 324

2．全面性腐蚀和局部性腐蚀 325

1．腐蚀质量表示法 326

二、金属腐蚀速度 326

2．腐蚀深度表示法 327

三、金属腐蚀速度的测定方法 327

1．直接测量法 328

2．挂片测量法 328

四、化学腐蚀 330

1．金属氧化膜的形成 330

2．钢铁高温氧化膜的结构 331

3．钢铁的气体腐蚀 331

第二节 电化学腐蚀 333

一、原电池及电极反应 333

1．原电池 333

2．金属在水溶液中的表面状态 334

3．电极电位 337

4．原电池的电极的名称 339

5．原电池的电极反应 340

6．腐蚀电池 340

1．极化现象 342

二、原电池的极化 342

2．极化的原因 343

三、去极化作用 345

1．阳极去极化的原因 345

2．阴极去极化的原因 345

四、电极表面积对腐蚀的影响 347

一、锅炉腐蚀原因 348

1．氧腐蚀 348

第三节 锅炉运行中的腐蚀及防腐蚀 348

2．酸腐蚀 349

3．碱腐蚀 351

4．铁垢腐蚀 352

5．苛性脆化 354

二、防止酸碱腐蚀的方法 355

1．锅炉给水pH值的控制与调节 356

2．锅水pH值的控制与调节 357

3．锅水碱度的控制与调节 358

三、给水物理除氧方法 359

1．热力除氧 360

2．真空除氧 364

四、给水化学除氧方法 366

1．铁粒除氧 366

2．亚硫酸钠除氧 368

3．联氨除氧 370

4．有机药剂除氧 372

5．催化树脂除氧 374

1．解吸除氧 375

五、给水的其他除氧方法 375

2．电化学除氧 377

第四节 停用锅炉的腐蚀及防腐蚀 380

一、停用锅炉腐蚀原因 380

1．锅炉内壁潮显表面的腐蚀 380

2．氧浓差腐蚀 381

二、停用锅炉保护方法 383

1．湿法保护 383

2．干法保护 388

3．气相缓蚀剂保护 391

4．停炉保护方法的选择 392

第六章 锅炉化学清洗 394

第一节 概述 394

第二节 水垢的种类及其分析方法 395

一、水垢的分类及组成 395

1．水垢的分类 395

2．水垢的组成及性质 396

3．水垢在锅内分布状况 396

1．垢样的采集 397

二、水垢的取样及鉴定方法 397

2．分析试样的制备 398

3．垢样的分解 398

4．预备试验 401

三、水垢化学成分的测定 401

1．二氧化硅的测定 401

2．氧化钙的测定 402

3．氧化镁的测定 404

4．氧化铁的测定 405

5．硫酸盐的测定 406

一、碱洗药剂 409

1．氢氧化钠（NaOH） 409

第三节 化学清洗常用药剂 409

2．碳酸钠（Na2CO3） 410

3．磷酸钠（Na3PO4） 410

4．腐殖酸钠 411

二、酸洗药剂 412

1．盐酸（HCl） 412

3．硝酸（HNO3） 413

2．硫酸（H2SO4） 413

4．氨基磺酸（H2NSO3H） 415

5．柠檬酸（H3C6H5O7） 415

三、缓蚀剂 416

1．缓蚀剂的作用 416

2．缓蚀剂的缓蚀机理 417

3．缓蚀剂的性能指标 418

4．缓蚀剂的种类 419

5．缓蚀剂缓蚀效率的测定 424

6．协同效应与拮抗效应 425

7．缓蚀作用的影响因素 426

四、添加剂 428

1．助溶剂 428

2．还原剂 429

3．表面活性剂 430

4．钝化剂 431

第四节 碱洗除垢 432

一、碱洗方式 432

1．对油脂的皂化作用 433

2．对硅酸盐垢的溶解作用 433

1．碱洗的目的 433

二、碱洗除垢原理 433

2．碱洗方式 433

3．对硫酸盐垢的转化作用 434

三、碱洗工艺 435

1．碱洗 435

2．碱煮 436

1．酸与水垢的作用 438

一、酸洗原理 438

第五节 酸洗除垢 438

2．氟化物与水垢的作用 439

二、影响酸洗效果的因素 440

1．缓蚀剂加入量的影响 440

2．酸浓度的影响 441

3．酸洗液温度的影响 442

4．酸洗液流速的影响 443

5．酸洗持续时间的影响 443

2．二次锈蚀机理 444

三、漂洗的作用 444

1．漂洗的意义 444

3．低浓度柠檬酸漂洗 445

四、钝化作用 445

1．亚硝酸钠钝化 446

2．磷酸钠钝化 446

3．联氨钝化 447

4．钝化膜性能的鉴定 447

1．锅炉的检查 448

一、化学清洗前的准备 448

5．不同钝化剂的钝化效果 448

第六节 化学清洗工艺 448

2．化学清洗前的准备工作 450

二、化学清洗系统 450

1．化学清洗系统 451

2．化学清洗系统的要求 452

3．化学清洗工艺计算 453

1．化学清洗基本步骤 457

2．化学清洗工艺参数 457

三、化学清洗步骤 457

四、化学清洗的监督 458

1．碱洗的监督 458

2．酸洗的监督 462

3．冲洗的监督 465

4．漂洗的监督 465

5．钝化的监督 465

6．测量腐蚀指示片 465

六、化学清洗废液的处理 466

3．腐蚀试片 466

1．清洗废液排放标准 466

1．除垢率 466

2．钝化效果 466

五、化学清洗结果的评定 466

2．清洗废液的处理方法 472

七、化学清洗安全措施 473

1．化学清洗中常用的危险药品 473

2．清洗过程的安全措施 474

第七节 其他化学清洗除垢方法 476

一、EDTA清洗除垢 476

1．除垢机理 476

2．清洗液的配制 476

3．清洗方法 477

4．废液的回收 477

5．EDTA洗炉的优点 478

二、栲胶除垢 479

1．除垢原理 479

2．除垢方法 479

3．注意事项 480

第一节 水处理设备制造技术条件（JB2932-86） 482

1．技术要求 482

第七章 有关工业锅炉水处理设备及离子交换树脂的标准 482

2．检验 498

3．油漆、包装、运输、标志 501

附录A 502

A．1 橡胶衬里 502

A．2 硬聚氯乙烯 504

1．分类 506

第二节 离子交换树脂的有关标准 506

一、离子交换树脂分类、命名及型号（GB1631-83） 506

2．命名 507

3．型号 507

二、离子交换树脂取样方法（GB5475-85） 515

1．取样工具 515

2．取样规则 515

3．操作步骤 516

三、离子交换树脂预处理方法（GB5476-85） 517

4．试样的标记 517

2．试剂和溶液 518

1．仪器和设备 518

3．操作步骤 519

四、离子交换树脂含水量测定方法（GB5757-86） 520

1．原理 520

2．仪器和设备 521

3．试验步骤 521

五、阳离子交换树脂交换容量测定方法（GB8144-87） 522

1．定义 522

5．允许差 522

4．结果计算 522

2．试验原理 523

3．仪器和设备 523

4．试剂和溶液 524

5．试验步骤 525

6．结果计算 526

1．定义 529

六、阴离子交换树脂交换容量测定方法（GB5760-86） 529

7．钠型干基阳离子交换树脂全交换容量计算 529

8．允许差 529

2．试验原理 530

3．仪器和设备 530

4．试剂和溶液 532

5．试验步骤 532

6．结果计算 534

2．引用标准 536

1．主题内容与适用范围 536

七、氯型强碱性阴离子交换树脂交换容量测定方法（GB11992-89） 536

7．允许差 536

3．术语 537

4．原理 537

5．试剂与溶液 537

6．仪器 538

7．取样（略） 538

8．操作步骤 539

9．测定结果的计算和表示 540

10．允许差 541

11．试验报告 542

八、离子交换树脂湿视密度测定方法（GB8331-87） 542

1．定义 542

2．仪器、装置 542

3．试剂 542

4．测定步骤 542

2．仪器和试剂 544

1．定义 544

九、离子交换树脂粒度分布测定方法（GB5758-86） 544

6．允许差 544

5．计算 544

3．试验步骤 545

4．结果的表示及计算 546

5．允许差 547

5．试剂和溶液 549

4．方法提要 549

3．定义 549

2．引进标准 549

十、离子交换树脂转型膨胀率测定方法（GB11991-89） 549

1．主题内容与适用范围 549

6．仪器装置 550

7．试样准备 550

8．操作步骤 551

9．计算 552

10．允许差 552

2．引用标准 553

4．溶液 553

3．方法提要 553

十一、离子交换树脂强度测定方法 渗磨法（GB/Y 12598-90） 553

1．主题内容与适用范围 553

11．试验报告 553

5．仪器装置 554

6．试样准备 555

7．操作步骤 555

1．主题内容与适用范围 557

十二、001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（GB13659-92） 557

8．测定结果的计算 557

9．允许差 557

2．引用标准 558

3．产品型号及主要用途 558

4．技术要求 558

5．试验方法 559

6．检验规则 561

7．标志、包装、运输、贮存 561

附录 563

一、常见化学元素的名称、符号和相对原子质量 563

二、法定计量单位 564

三、001×7阳树脂国家标准主要技术指标比较表 575

四、溶度积和溶解度 576

五、常用溶液密度 577

六、筛目表 580

七、水处理药剂的有关标准 580