超纯水中电导率和PH加氨的关系

超纯水中电导率和PH、加氨量的关系
北京九鸿利源水处理设备有限责任公司
【1】 引言
在我国火力发电厂的建设中，300MW和600MW等级的机组将是今后一段时期内火力发电厂的主力机组，大容量机组的采用，一般要求亚临界或超临界的蒸汽参数与之相适应,而大容量、高参数的机组大都采用100％的凝结水处理工艺。随着凝结水处理技术的不断发展，制备出1000万欧姆•厘米以上的超纯水已经成为平常的事。
采用100％凝结水处理的热力系统，给水的校正处理一般采用AVT的处理办法（即氨加联胺的全挥发处理法）或采用CWT的办法（即氧加氨的给水加氧法），无论采用那一种处理方法，都必须在给水中加入氨，以控制给水的PH值维持在一定的范围内。因此监督给水的PH、加氨量和电导率是一项十分重要的工作。在现场PH、电导率通常用仪表进行连续的测定，而加氨量的测定往往采用人工的比色测定法，显然这是麻烦的工作。
其实，采用100％凝结水处理的系统，在热力系统中的二氧化碳的含量可以认为等于零，在这种情况下，给水的电导率、PH、加氨量之间有着严格的数学关系，我们完全可以通过推导，得到三者之间的关系式，从而只要测量出一个数据，就可以求出另外两个数据。
一般来说，电导率是一个有把握和比较容易测量的数据，因此我们只要测量出一个正确的电导率数据，根据公式进行计算或根据曲线进行查找，就可以很方便地得到另外二个数据。这对于从事实际工作的人是很有意义的。（以下用DD表示电导率）：
【2】DD与PH的数学关系：
设：氨的浓度为A摩尔/升

则
…………氨的电离常数 则
则
PH＝－ｌｇ
再求：A与DD的关系

其中： 是氨离子和氢氧根离子的当量电导

则：

上面这个公式是通过严格的数学推导得到的，在二氧化碳浓度等于零或基本等于零的情况下，这个公式是十分正确的。显然在给水的AVT或CWT的处理中，控制给水的PH值，只要控制它的电导率就可以做到。
【3】氨浓度与电导率的关系：
凝结水经过精处理以后，其二氧化碳的浓度可以认为等于零或接近于零。凝结水通过加氨提高了它的电导率和PH数值，它们三者之间有着严格的数学关系，PH与电导率之间的关系在上面已经证明，下面证明氨浓度（用A表示）与电导率（用DD表示）之间的关系。
. K为氨的电离常数

以下用DD代替


.
上式结果的单位是克当量/升，乘于17000以后，它的单位变成毫克/升
. = 毫克/升
电导率DD的单位是 微姆/厘米。显然，只要得到一个电导率数据，就可以求出水中氨的含量。由于氨的电离常数是在 时候的数据，因此电导率的数据也应该是同一温度下的数据。
在整个公式的推导过程中，量纲的换算是十分重要的，下面列出电导率（DD）、当量电导（L）、电离常数（K）的量纲：



【4】控制给水PH的范围，只要控制加氨量的范围或电导率的范围：
在AVT的给水处理工艺中，PH的控制范围为8.8～9.3，利用上述已经推导出来的公式，我们就可以计算出加氨量的范围或电导率的范围。
已知：给水PH的控制范围是8.8～9.3
则：
水的离子积为： .
.因此水中氢氧根离子的浓度范围应该是：
上面的计算可以看出，如果要维持给水的PH在8.8～9.3的范围，那么给水的电导率只要维持在1.71～5.41微姆/厘米的范围内。由于给水的PH是依靠加氨进行调整的，那么要维持给水的PH和电导率在一定的范围内，给水中氨的浓度应该控制在一个什么样的范围内？根据上面已经推导出的公式，分别计算如下：

显然,我们只要把氨的浓度控制在0.146～0.726毫克/升的范围内，给水的电导率和PH也就控制在相应的范围内：
如果被研究对象的温度不是 ，那么只要代入相应温度下的参数，就可以得到另外的一组数据。
【5】CWT给水校整处理工艺中加氨量的控制：
给水加氧、加氨处理工艺以它独特的优点在西欧国家已经广泛地被采用，在我国也已经有越来越多的人关注这一新工艺的应用，并且已经有一些工厂正在实践这一工艺。CWT工艺的控制参数主要有三个：氢电导率小于0.2微姆/厘米，氧浓度30～150ppb,PH值控制在8.0～8.5之间。下面要研究的问题是为了控制给水的PH在一定的范围内，那么给水的氨浓度和电导率应该控制在一个什么样的范围内？
已知：PH值的控制范围8.0～8.5
则： 克离子/升
水的离子积：
因此水中氢氧根离子的浓度范围应该是： 克离子/升
在水中，设： 因此给水的电导率可以计算出来。
微姆/厘米
微姆/厘米
相应的氨含量也可以计算出来：
毫克/升
毫克/升
下面通过表格把上述的研究成果反映出来：
条 件 超纯水

基 本 公 式 .



给水AVT处理 PH DD 微姆/厘米 A 毫克/升
8.8～9.3 1.71～5.41 0.146～0.726
给水CWT处理 8.0～8.5 0.271～0.857 0.018～0.063

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