檢驗鍋爐水處理質量的手段是水質分析。本文僅就鍋外化學處理中水質分析常見有關問題與同行們進行探討。

1離子交換劑分析

(1)問題

低壓鍋爐水處理當采用鍋外處理時，一般使用離子交換劑──樹脂。離子交換樹脂的交換容量是隨環(huán)境、液體狀況不斷變化的。離子交換樹脂在使用過程中，由于有害雜質的侵入，造成樹脂內部的交換孔道被雜質堵塞或表面被覆蓋，或交換基團被占用，致使其交換容量明顯降低。當在用樹脂交換容量下降到小于800mol/m3時，其被交換水的質量及運行周期也隨之下降，嚴重時出水質量不能滿足GB1576水質標準所規(guī)定硬度≤0.03mmol/L指標。在檢驗中發(fā)現(xiàn)有些企業(yè)由于樹脂嚴重污染，交換能力下降，樹脂罐起不到應有的作用，影響鍋爐正常運行。

(2)對策

為避免盲目使用交換容量低下的樹脂，影響出水質量，應在水處理設備投用前對在用樹脂進行交換容量分析，確定其是否在合格范圍內。如交換容量指標＜800mol/m3時，應進行復蘇清洗處理，使其恢復交換能力。

下面介紹一種簡易樹脂交換容量分析方法及失效樹脂有無復蘇清洗價值測定方法供參考：

取待測的陽離子交換樹脂30~40mL放入250mL三角瓶內，加入3%鹽酸溶液100mL，浸泡2小時后用蒸餾水沖洗到中性。用量筒量取中性樹脂10mL放入另一三角瓶，加入1N NaC140~50mL，置換2小時后用甲基橙做指示劑用1N NaON標準溶液滴定至橙黃色為終點按下式計算：

E=(a×l/10)1000[mol/m³(樹脂)]

(基本單元H⁺，Na⁺，1/2Ca⁺⁺)

式中E—樹脂的交換容量[mmol/L(樹脂)]

a—消耗1N NaOH的體積(mL)

l—NaOH標準液濃度(mmol/L)

此測試方法的機理是將待測樹脂在還原再生的條件下，將離子交換基團轉變成H型樹脂，再用NaC1的Na⁺將樹脂的H⁺置換到溶液中，用NaOH滴定H⁺，從而得到該樹脂的交換容量。

運行中的離子交換樹脂受到水中雜質污染后，其交換容量明顯下降，為恢復其性能，一般采用10%的鹽酸進行清洗。經清洗的交換樹脂其交換容量可采用如下的測試方法：將30~40mL，待測樹脂放入250mL三角瓶內加入10%鹽酸100mL浸泡48小時，然后依上述同樣的方法用NaCl置換，用NaOH滴定，通過計算得出清洗后預計可達到的交換容量。

此種清洗的機理在于可逆反的平衡移動，對于強酸性陽離子交換樹脂，對水中常見金屬陽離子吸附能力是有選擇性的，依次是Fe⁺⁺⁺＞Al⁺⁺⁺＞Ca⁺⁺＞Mg⁺⁺＞K⁺＞Na⁺＞H⁺。鐵離子(Fe⁺⁺⁺)吸附能力最強，一旦被樹脂吸收很難被Na⁺和H置換，這就是所謂的"中毒"現(xiàn)象，嚴重地降低樹脂交換容量。為此將HCl濃度由還原濃度的3%增到10%，H⁺與樹脂中Fe⁺⁺⁺置換反應是可逆反應如下式所示：

R₃Fe+3H⁺(3R-H+Fe⁺⁺⁺(式中R為樹脂高分子骨架)提高反應物的濃度可使可逆反應向正反應方向移動即向生成R-H和Fe⁺⁺⁺的方向進行，這樣使鐵中毒的樹脂得到相應的恢復。

通過清洗前和清洗后樹脂交換容量的對比，可確定該樹脂有否清洗價值，達到有的放矢的目的。

2鍋水分析

(1)問題

GB1576標準中明確規(guī)定P＜＝1.0MPa時鍋水總堿度應控制在6~26mmol/L之間，溶解固形物規(guī)定＜4000mg/L。如測溶解固形物有困難時可測氯離子間接控制。在檢驗中發(fā)現(xiàn)有些單位化驗員為簡化操作，對堿度與氯根進行連續(xù)測定，其操作過程為：鍋水取樣后(當不需要酚酞堿度時)直接加甲基橙指示劑，用硫酸滴定，讀出總堿度數(shù)值，然后在此溶液中加入鉻酸鉀指示劑，用硝酸銀滴定，讀出氯離子數(shù)值。在此過程化驗員忽略了一個重要條件，氯離子測定時溶液pH值的范圍。氯離子測定是采用沉淀滴定法，是用硝酸銀為標準溶液直接滴定水樣中的氯離子。用鉻酸鉀做指示劑，生成難溶的銀鹽，在滴定反應中Ag⁺離子可以和Cl⁺離子作用生成白色AgCl沉淀，也可以和CrO^2-₄離子作用生成紅色的Ag₂CrO₄沉淀，其反應為：

Cl^-+Ag^-→AgCl^-↓(白色)

2Ag⁺+CrO^2-₄→Ag₂CrO₄↓(紅色)

因為Ag₂CrO₄沉淀能溶于酸性溶液中，所以此法要求在中性或弱堿性溶液中進行滴定，然而在做全堿度分析時，用甲基橙做指示劑，用硫酸滴定至終點橙紅色，此時溶液為酸性，pH值在3.1~4.4之間，另外此時溶液顏色與測定氯根到終點時Ag₂CrO₄的顏色極為相近，用此溶液直接做氯離子測定，其結果準確性是不可信的。

(2)對策

為了保證化驗數(shù)據(jù)的準確性，并簡化化驗操作過程，在全堿度測定后應將其溶液pH提高至中性或弱堿性范圍，同時將溶液顏色調整至不干擾觀察終點為宜。

現(xiàn)推薦一種回滴法：

用0.1N NaOH溶液回滴使溶液由橙色變成黃色，這樣既消除橙色對后一步測定氯根時生成橙紅色Ag₂CrO₄終點的干擾又使溶液pH值提高到中性或弱堿性的范圍。此法機理是因為在用0.1N H₂SO₄測定鍋水堿度時發(fā)生如下的反應：

NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O

鍋水成分

2Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO
ub>4+2NaHCO₃ (pH8~10)

(紅色) (無色)

2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂CO₃(pH3.1~4.4)

（黃色）（橙色） 2H₂O+2CO2/sub >

反應后生成的碳酸(H2SO3)大部分分解成H2O和CO2氣體，CO2則由液面逸出，此時溶液中僅殘存少量的CO2和在滴定時過量的H2SO3致使溶液偏酸性，不滿足繼續(xù)測定氯根的條年。當用0.1N NaOH溶液回滴時即發(fā)生如下反應：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O （橙色）（黃色）

此時溶液全部是中性鹽(Na2SO4)和強堿金屬陽離子與弱酸陰離子形成的鹽(Na2CO3)溶液的pH值即達到中性或弱堿性的范圍，而且黃色與做氯根時使用的K2CrO4指示劑顏色一致，不會干擾終點的判斷。

實踐證明用回滴法連續(xù)測定鍋水堿度和氯根，其測定結果是準確的，是可以指導鍋爐安全經濟運行的。