氨溶液浓度与电导率、pH 换算
妈湾电厂给水采用挥发性处理,氨在给水处理中的作用极为重要,通过加氨提高水和蒸汽的pH ,防止系统的酸性腐蚀和氧腐蚀。加氨后,给水的pH 、DD 都会上升,因为pH 、DD 受水样温度的影响比较大,水样温度升高时,pH 降低,DD 升高;水样温度降低时,pH 上升,DD 下降。在线仪表的温度补偿能力有限,并不能准确反映给水pH 、DD 与加氨量的对应关系。我厂给水水质良好,尤其#3—6机有凝结水精处理设备,给水中其他杂质很少,加氨后的给水,可近似认为是氨的稀溶液,所以,有必要从理论计算的角度来分析给水加氨量与水样pH 、DD 的变化范围,为给水加氨控制提供理论依据。
下面从理论方面来分析计算氨溶液的浓度与溶液pH 、DD 的关系。
25℃ NH4+摩尔电导率:73.4×10-4(S .m2.mol-1)
25℃ OH-摩尔电导率:198.00×10-4(S .m2.mol-1)
25℃ H+摩尔电导率:349.82×10-4(S .m2.mol-1)
25℃ NH3H2O溶液电离常数:1.78×10-5
假定氨溶液重量百分比浓度:C %
NH3H2O 分子量:35
C% NH3H2O溶液摩尔浓度:M≈C%×1000/35
=0.2857C(mol.L-1)
氨在水中电离方程:NH3H2O → NH4++ OH-
0.2857C 0 0
0.2857C-a a a
根据电解方程有:a×a/(0.2857C-a)=1.78×10-5
a2≈0.2857C×1.78×10-5
NH4+、OH- 浓度:a=2.2551×10-3C1/2(mol.L-1)
=2.2551 C1/2 (mol.m-3)
H+ 浓度:b=10-14/(2.2551×10-3C1/2)
=4.4344×10-12/ C1/2(mol.L-1)
C% NH3H2O溶液电导率、pH 分别为:
DD=DD(NH4+)+DD(OH-)+DD(H+)
=(73.4+198.00) ×10-4×2.2551 C1/2+394.82×10-4×4.4344 ×10-12/C1/2 =612×10-4 C1/2+4.4344×10-12/C1/2 (S.m-1)
=612 C1/2+4.4344×10-4/ C1/2 (µS.cm-1)
pH=-log H+
=-log(4.4344×10-12/ C1/2)
=11.353+log C1/2
例如:30µg/L氨溶液电导率、pH 值分别为:
DD=612×10-4×(30×10-6/1000) 1/2+4.4344×10-12/ (30×10-6/1000) 1/2 =1.062×10-5(S.m-1)
=0.1062(µS.cm-1)
pH=-log H+
=-log(4.4344×10-12/ (30×10-6/1000) 1/2 )
=7.59
电厂给水要求pH=9.00—9.40之间,对应的给水中氨的浓度约为: 200mg/L—1240mg/L;电导率约为:8.65µS.cm-1—21.54µS.cm-1。计算结果与实际有些差距。这是因为这种计算方法只适合µg/L级的氨溶液,浓度高时,因离子间的相互干扰,电离率下降,误差较大。