循环冷却水总碱度和pH值的化学热力学计算.docx

循环冷却水总碱度和 p H 值的化学热力学计算曾建平(盐城工学院化学与生物工程学院 ,江苏 盐城 224003)摘要 在碳酸盐系统中 ,循环冷却水系统在结垢之前 ,根据系统的补水水质 ,温度和浓缩倍数等影响因素 ,从化学热力学角度推导出循环冷却水系统中总碱度和 p H 值的计算关系式 。引入修正系数和考虑系统离子强度的影响使总碱 度和 p H 值的计算关系式适用性更强 。关键词 化学热力学 循环冷却水 总碱度Calculation of Total Alkalinity p H of CoolingWater from Chemical Thermodyna micsZeng J ianping( School of Chemical and Biological Engineering of Yancheng Institute of Technology J iangsu Yancheng 224003)AbstractIn carbonate system ,considering makeup water quality ,temperature and the cycle etc . theoretical expres2sions of total alkalinity and p H can be obtained from chemical thermodynamics in cooling water before scaling. Introducing a2 mending coefficients and considering ionic intensity ,the applicability of theoretical expressions of total alkalinity and p H will be better .Key wordschemical thermodynamicscooling watertotal alkalinty含量 、补 水 总 碱 度 和 补 水 p H 值 ) 、不 同 环 境 空 气 中CO2 分压的变化 、循环冷却水的 p H 值 、离子强度和系 统是否达平衡等影响因素 ,从化学平衡角度出发 ,对循环冷却水系统中的总碱度和 p H 值作理论上的推导 ,也可以编定程序进行预测3 。1 碳酸盐系统在循环冷却水系统中 ,碳酸钙既对金属有一定保护作用 ,又是水垢的主要成分 。钙离子和碳酸盐碱度 在循环水中既不可缺少 ,又不可过量 ,在水质稳定处理时 ,两者都是应考虑的关键因素1 。循环冷却水中的钙离子主要随浓缩倍数增大而增加 , 规律比较明 显 。但敞开式循环冷却水系统中的碱度则难以预料 。 从所查阅的国内外文献来看 ,循环冷却水的碱度主要 有浓缩倍数 、循环冷却水的 p H 值 、温度 、空气中 CO2 分压 ,补水水质2 ( 包括补水碱度 、补水 p H 值和补水 总溶解固体含量) 等影响因素 ,并且也得到了循环冷 却水的碱度和 p H 值与某些因素的关系式 ,但都缺少 系统性 、全面性 ,适用范围狭窄 。 考虑浓缩倍数 、补水水质 ( 包括补水总溶解固体通常情况下 ,天然水的碱度和 p H 值受碳酸平衡的影响 。碳酸盐系统中各种不同的成分都是按照下4列平衡互相关联着的。- 1. 5CO2 (g)CO2 (aq) ;KH = 10( )1式中 : KH 为亨利常数Km = 10 - 2. 8(2)CO2 (aq) + H2OH2 CO3 ;收稿日期 :2006 - 04 - 17作者简介 :曾建平 (1976～) ,男 ,讲师 ,主要从事循环冷却水研究 。E - mail :abczjp768472 @163 . com— 16—20061Vol120 ,No 16化工时刊曾建平循环冷却水总碱度和 p H 值的化学热力学计算HCO - + H + ;= 10 - 6. 35K2 M0 - OH - ]0 + H+ ]0H2 CO3(3)(4)K()3CO2 -1CO 2 -(10)]0 =3+HCO -+ H += 10 - 10. 33γ20 H]0 + 2 K2K332+-+γ20 H]0 (M0 - OH]0 + H]0)由式 (2) 可以得知 ,溶于水中的CO2 (aq) 浓度要比H2 CO3 浓度占优势 ,例如 ,在常温 (25 ℃) 下 ,有 :Km = 10 - 2. 8 = H 2 CO3 / CO 2 (aq) = 1 . 6 ×10 - 3因此 , H 2CO3 ] 仅为 CO 2 ( aq) ] 的 0116 % 。由 于 用像 酸 碱 滴 定 那 样 的 分 析 方 法 来 区