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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A502

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