离子交换树脂的代号001×7、201×8、 D111有何意义?
答案:001×7系强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,其交联度为7%。
201×8系强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂,其交联度为8%。
D111系大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
什么是交换容量?交换容量的大小如何表示?常用的交换容量有几种?
答案:交换容量表示离子交换剂交换能力的大小,即离子交换剂可交换离子量的多少。
交换容量有两种表示方法:一是质量表示法,即表示单位质量离子交换剂的吸着交换能力,用毫摩(尔)/克(mmol/g)表示;二是体积表示法,即表示单位体积离子交换剂的吸着交换能力,用摩(尔)/米3(moI/m3)表示。
常用的交换容量有全交换容量、平衡交换容量和工作交换容量三种。
何谓全交换容量?
答案:全交换容量是指交换剂中所有活性基团的总量,即将树脂中所有活性基团全部再生成某种可交换离子,然后测其全部交换下来的量。全交换容量对于同一种离子交换剂是个常数。
何谓工作交换容量?影响工作交换容量大小的因素有哪些?在运行中如何计算工作交换容量?
答案:工作交换容量是指交换剂在运行条件下的有效交换容量。由于使用条件的不同,其数值也不相同。
影响工作交换容量大小的主要因素是:进水的离子浓度、交换终点的控制指标、交换剂层的高度、水流速度、水的 pH值、交换剂的粒度、交换基团的形式,以及再生充分与否等。
工作交换容量在运行中应按下式进行计算:
×总制水量(mol/m3)
何谓交换器的反洗?交换器反洗的目的是什么?反洗操作时应注意哪些事项?
答案:交换器的反洗是指从交换器底部的排水装置进水,水流自下而上地通过树脂层,使之膨胀,此时树脂处于松动状态。
交换器反洗的目的是:
①翻动被压实的树脂层;②通过水流的冲刷和树脂颗粒的摩擦,除去附着在树脂表面的悬浮杂质;③排除破碎树脂和树脂层中积存的气泡。反洗操作时应注意以下事项:①排水是否正常;②树脂是否缓慢地松散上升,勿使树脂块状浮起;③若树脂结块上升,则应立即关闭进水阀,打开排水阀,待树脂翻动松散后,再重新进行反洗。④反洗时间根据水的清洁程度决定,不宜过长,过长会造成深度失效,使再生效果不好且增加了水耗。
影响离子交换器再生效果的主要因素有哪些?
答案:影响再生效果的因素很多,其主要因素有:① 树脂的类型;② 再生方式;③再生剂的用量;④ 再生液的浓度;⑤再生液的流速;⑥再生液的温度;⑦再生剂的种类和纯度;⑧配制再生液的水质;⑨再生操作程序等。
离子交换器再生时,再生操作应注意哪几个方面?
答案:离子交换器再生时,再生操作应注意如下几个方面:①检查再生系统是否正常;②准确控制再生液浓度及温度;③再生时,离子交换器应保持一定的压力;④再生时,应严格控制再生剂的用量和流量。
离子交换器正洗的目的是什么?正洗操作时应注意什么?
答案:离子交换器正洗的目的是:把充满在交换剂颗粒孔隙中的再生液和再生产物冲洗掉。
正洗操作时应注意如下几点:①进水水压的大小;②进水是否均匀;③当离子交换器内满水后,关闭空气门,控制一定的正洗流量;④ 接近正洗终点时,应及时检查正洗控制项目,以免正洗时间过长。
影响离子交换器交换效果的主要因素有哪些?
答案:影响离子交换效果的因素很多,主要因素有以下几个方面:①离子交换器的运行方式 ;②进水含盐量;③水的流速;④树脂层的高度;⑤水的 pH值;⑥水的温度;⑦再生程度 ;⑧树脂的污染与老化;⑨离子交换树脂的颗粒大小及均匀度等。
何渭水垢和水渣?
答案:当溶有盐类杂质的锅炉水蒸发浓缩到一定程度或由于水温升高某些物质发生转变现象(如重碳酸盐的分解),而使水中难溶盐类的离子浓度乘积大于它的溶度积时,即该盐类在水溶液中达到过饱和状态,该盐类便从水溶液中结晶析出,直接附着在金属受热面上,形成致密、坚硬的附着物,这些附着物称为水垢。
在一定的条件下,有些盐类杂质从锅炉水中结晶析出时,呈悬浮状态,并逐渐凝聚成较大的颗粒,沉积在联箱或其它水流缓慢的地方,成为沉渣,这些沉淀物称为水渣。
锅炉中有哪些水垢和水渣?
答案:锅炉中生成的水垢,按其化学成分主要有如下几种:
(l)钙、镁水垢。其主要成分是钙和镁的盐类物质,其含量可达90%。如石膏(CaSO4•H2O)、半石膏 (CaSO4• H2O)、硅酸钙(CaSiO3)、碳酸钙(CaCO3),以及磷酸镁[Mg3(PO4)2]等。
(2)铁垢。其主要成分多为铁的化合物。其中磷酸盐铁垢主要是磷酸亚铁[Fe3(PO4)2]和磷酸亚铁钠(NaFePO4);硅酸盐铁垢有锥辉石(NaO• Fe2O3•4SiO2);氧化铁垢主要是 Fe3O4。
(3)铜垢。其主要成分为金属铜,特别是在与水接触的表面,含铜量最多。
(4)铝硅酸盐垢。铝垢与硅酸盐垢通常是混合存在。如方沸石(Na2O• Al2O3•4SiO2•2H2O)和黝方石 (4Na2O•3A12O3•6SiO2•SO3)等。
水渣在锅炉水中也分为两种:一种水渣易于粘附在受热面上,极易形成难以用机械方法除掉的二次水垢,属于这一类水渣的有 Mg(OH)2、Mg3(PO4)2等;一种是不易粘附在受热面上的水渣,属于这一类水渣的有碱性磷灰石[Ca10(OH)2(PO4)6和蛇绞石(3MgO•2SiO2•2H2O)等。
水垢和水渣对热力设备运行有哪些影响?
答案:热力设备内产生水垢或水渣,对热力设备的安全经济运行有很大的危害,主要表现在以下几个方面:
(l)影响热传导,降低锅炉的经济性。由于水垢的导热系数比金属的小几十至几百倍,如锅炉受热面结有1mm厚水垢,就可使燃料消耗量增加1.5%~2.0%,从而浪费大量的燃料,造成经济上的巨大损失。
(2)引起或促进热力设备的腐蚀。当金属受热面结有水垢,尤其是铜垢和铁垢时,会加速金属垢下的腐蚀,导致热力设备损坏,被迫停运检修。
(3)引起受热面金属过热、变形、鼓包,甚至爆破。
(4)破坏锅炉设备的正常水循环。水冷壁管内结垢,使其流通截面减小、阻力增大,影响正常的水循环,严重时可使水循环中断。
锅炉设备内形成钙镁水垢的原因是什么?如何防止?
答案:在锅炉受热面上形成钙、镁水垢的主要原因有以下几个方面:
(l)进入锅炉的给水中的残留硬度超过标准(H>3μmol/L),这是形成钙、镁水垢的根源。
(2)随着水温的升高,多数钙、镁的难溶化合物在水中的溶解度下降。
(3)由于锅炉水不断地蒸发浓缩,锅炉水中钙、镁难溶化合物的浓度达到过饱和状态而形成沉淀析出。
(4)在水加热、蒸发的过程中,某些易溶性的钙、镁化合物转变成难溶化合物,如下列反应:
水解
总之,锅炉受热面结有钙、镁水垢,主要是锅炉水中的钙、镁盐类的离子浓度积超过了它们的溶度积而引起的。
防止锅炉受热面产生钙、镁水垢,应采取下列措施:
(l)最大限度地降低给水中的残留硬度。
(2)严格地进行锅炉内的加药处理,调节锅炉水的组成成分,使钙、镁离子形成分散状态的水渣;
(3)正确、及时地进行锅炉排污,把锅炉水中的悬浮物、水渣等沉积物及时地排掉。
金属腐蚀的形式有几类?它们各有何特点?
答案:金属腐蚀破坏的基本形式可分为两大类,即全面腐蚀和局部腐蚀。
(l)全面腐蚀:金属在腐蚀性介质作用下,金属表面全部或大部分遭到腐蚀破坏的称为全面腐蚀。全面腐蚀又可分为均匀的全面腐蚀和不均匀的全面腐蚀两种。均匀的全面腐蚀,即金属的整个表面以大体均匀的速度被腐蚀。不均匀的全面腐蚀,即金属表面各个部分,以不同的速度被腐蚀。
(2)局部腐蚀:金属表面只有部分发生腐蚀破坏的称局部腐蚀。
局部腐蚀的形式有几种?各有何特点?
答案:局部腐蚀的形式有斑痕、溃疡、点状、晶间、穿晶和选择性等六种。其特点如下:
(l)斑痕腐蚀。形状不规则,分散在金属表面的个别部位,深度不大,但所占的面积较大。
(2)溃疡腐蚀。又称坑陷腐蚀,腐蚀处呈明显边缘和稍深的陷坑,腐蚀集中在较小的面积上。
(3)点状腐蚀。又称孔洞腐蚀,这种腐蚀与溃疡腐蚀相似,只是面积小,深度较大,直至穿孔。
(4)晶间腐蚀。这种腐蚀沿金属晶体的边界发展,结果形成金属晶间裂缝,使金属的机械性能降低,在金属没有发生显著地变形时,就造成了严重破坏。
(5)穿晶腐蚀。腐蚀裂缝穿过金属的晶粒,对金属的破坏性较大。
(6)选择性腐蚀。合金中的某一成分受到破坏,致使合金的强度和韧性显著降低。
$综合
试绘出敞开式循环冷却水系统图。
答案:
试绘出浮动床式离子交换器管阀系统图。
答案:
下图中所示的实验装置、操作和试剂的使用有无错误?若有, 指出错误在哪里。
答案:有错误,错误是:(1)装置中导气管伸入烧瓶里过长, (2)用了浓硫酸
试画出顺流再生离子交换器管阀系统图。
答案:
下图是泵输送浓盐酸系统图, 请指出图中所示各设备名称。
答案:1--贮酸池 2--泵
3--高位酸罐 4--计量箱
5--喷射器
画出单流机械过滤器的结构图。
答案:
试画出逆流再生固定床的管阀系统图。
答案:
试绘出强酸性阳离子交换器运行过程中的水质变化曲线。
答案:
绘出一级复床除盐系统图。
答案:
试画出双层床构造示意图。
答案:
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