Водно-химические режимы ТЭС и их расчёт: Учебное пособие, страница 3

, мг/кг	При температуре
	5 0С	10 0С	20 0С	50 0С	100 0С
0,004 0,044 0,22 0,44 0,88 2,2 4,4 8,8 22,0 44,0 88,0	7,06 6,382 5,984 5,827 5,677 5,488 5,351 5,220 5,053 4,932 4,814	- 6,361 5,959 5,801 5,651 5,463 5,327 5,169 5,030 4,910 4,792	- 6,372 5,924 5,766 5,615 5,427 5,292 5,162 4,997 4,877 4,761	- 6,251 5,879 5,723 5,574 5,387 5,252 5,123 4,960 4,841 4,725	- 6,044 5,816 5,683 5,545 5,365 5,232 5,104 4,942 4,824 4,708

     Как видно из рисунка 1.1, влияние углекислоты  на рН тем слабее, чем выше температура. При низких температурах даже ничтожные количества СО₂ в конденсате приводят к резкому снижению рН.

Рис. 1.1 Зависимость рН чистого         Рис. 1.2 Скорость коррозии стали в

конденсата от количества  раст-          воде при различных рН при 295 К.

ворённой углекислоты.

Представляют большой интерес коэффициенты распределения углекислоты [1]. Значения так называемого молекулярного коэффициента распределения, представляющего отношение концентраций только молекулярных (СО₂ + Н₂СО₃) форм углекислоты в паре  и воде приведены на рисунке 1.3. Естественно, молекулярный коэффициент распределения не является функцией рН ; он будет равен так называемому видимому коэффициенту , представляющему собой соотношение

                                    ,                              (1-19)

лишь в том случае, когда концентрация ионных форм  в растворе будет близка к нулю, что имеет место к кислотной области значений рН. Для  случая , когда парциальное давление  практически равно общему , т.е. =1000 кг/м³  и <<,выражение молекулярного коэффициента распределения ещё упрощается :

.                       (1-20)

       Все расчёты растворимости и коэффициентов распределения углекислоты между водой и паром значительно усложняются при одновременном наличии в растворе каких-нибудь компонентов основного  характера, взаимодействующих с углекислотой, что, естественно, приводит к образованию ионных форм и повышению рН среды. Доля свободной (молекулярной) углекислоты в общем углеродсодержании воды всегда при этом будет функцией рН раствора, т.е.

                                      (1-21)

     эта функция может быть выражена по-разному, в частности в виде

,                                         (1-22)

где                                                               (1-23)

       Тогда видимый коэффициент распределения углекислоты может быть вычислен по уравнению

    (1-24)

или                               (1-25)

Таким образом,  определяется уравнением (1-24) как коэффициент распределения, зависящий в отличие от  от рН среды.

Рис. 1.3   Зависимость молекулярного коэффициента распределения

                                 углекислоты от температуры

Примеры

1-1. Определить рН 0,1 н. раствора НСl при 298 К.

Решение.

Принимаем , тогда   г-ион/л и рН=- lg 10^-1=1 .

Определим рН этого же раствора с учётом коэффициента активности. Ионная сила раствора равна  =0,1 , значение = 0,78    (см. таблицу П1 Приложения),   тогда      0,078   г-ион/л.

                                рН= -lg = - lg 0,078 =1,11.

1-2. Значение рН раствора  Н₂SO₄ составляет 2,8. Найти молекулярную концентрацию раствора.

Решение.

 г-ион/л. Так как для Н₂SО₄ =2С, то  М.

1-3. Определить рН конденсата, содержащего 1мг/кг СО₂.

Решение.

Подставив в уравнение (1-17) =1 мг/кг, получим   рН=5,5.

1-4.  Определить верхний предел допустимой концентрации СО₂  в паре, не содержащем щелочных соединений, с точки зрения коррозионной агрессивности конденсата.

Решение.