Коэффициенты 
,
и 
зависят
только от рН и могут быть определены (при 
) с
использованием таблицы 1.1 и 2.1. Для рН=9 =2,2·10-3,
=0,92 и =4,4·10-2,
т.е. 95% углекислоты находится в виде ионов 
и
лишь 4,55% - в виде
. Свободная СО2
практически отсутствует. При рН=7 =0,187 (3,4%) и =5,3 (96,5%). Концентрация ионов практически равна нулю. Таким образом,
требованию отсутствия в конденсате углекислоты отвечает рН≥8.
2-4. Определить состав щелочных соединений в пробе конденсата, если Щф=0,1 и Щм=0,2 мг-экв/кг.
Решение.
Широко известен способ определения щелочных соединений в системе NаОН – СО2 – Н2О по значению Щф и Щм. Например, при 2Щф=Щм в пробе присутствует Na2СО3 с концентрацией 2Щф, мг-экв/кг, если 2Щф>Щм, то в растворе имеются СNaОН=2Щф-Щм и т. д. Эти соотношения справедливы при заметной или даже значительной концентрации NаОН, Na2CO3 или NaНСО3 в растворе, что характерно для химически обработанной воды. Для конденсата, являющегося весьма разбавленным раствором, существенное значение приобретает степень гидролиза указанных соединений, увеличивающихся с разбавлением. Это приводит к тому, что наряду с Nа2СО3 в растворе могут присутствовать и продукты гидролиза NaOH и NaHCO3, что не могут учесть упомянутые выше соотношения.
Использовав их , найдём для данного примера, что в
конденсате присутствует Na2CO3
в воличестве 
=0,2·53=10,6 мг/кг.
Однако более точные формулы (2-12),(2-6) и (2-8) дают для данного примера рН=9,85 :
=2,75 ; 
=5,8
; =3,2 мг/кг.
3. Система NH3 – CO2 – Н2О
Данная система – вода, аммиак и углекислота – имеет весьма важное значение для пароконденсатных, водоконденсатных и пароводяных систем или циклов. Аммиак находит в них широкое применение для поддержания рН на заданном уровне с целью предупреждения коррозии железа и медных сплавов. Особенно большое значение имеет система для современных электростанций высокого и сверхкритического давления, в которых на аммиак возложена роль регулятора рН. Однако из-за присутствия в цикле электростанций СО2 и разных температурных режимов отдельных участков пароводяного тракта регулирование рН с помощью одного NH3 не всегда и не везде в цикле достигает цели. Но рассмотрение данной системы представляет значительный интерес не только для электростанций, но и для промышленных энергоустановок и пароконденсатного хозяйства технологических установок промпредприятиий. Здесь также для устранения коррозии конденсатопроводов и теплообменников используется аммиак для создания щелочной среды, тормозящей коррозию железа.
Поведение NH3 в
воде близко к поведению углекислоты. Взаимодействие NH3
с водой приводит к образованию гидрата аммиака 
:
(3-1)
диссоциирующего по уравнению
(3-2)
В водном растворе ион аммония ведёт себя как кислота, т.е. отщепляет протон :
(3-3)
Таким образом, в системах “вода- аммиак” всегда
сосуществуют три различные формы аммиака: свободная (негидратированная) 
, молекулярная (гидратированная) и ионная 
. Суммарная
концентрация аммиака в растворе 
следовательно равна
(3-4)
Раствор аммиака в воде – сравнительно слабый электролит; основные свойства его ещё более ослабевают по мере повышения температуры. Растворимость аммиака в воде весьма велика, и поэтому уже при парциальных давлениях около 0,1 МПа она в значительной мере отклоняется от закона Генри.
В поцессе распределения аммиака между водой и паром в пар переходят практически только молекулярные формы [1] , т.е.
(3-5)
Относительные доли каждой формы аммиака в растворе зависят от температуры и рН, и поэтому видимый коэффициент распределения – функция этих параметров. Зависимость же видимого коэффициента распределения от рН можно выразить как
(3-6)
Массовый молекулярный коэффициент распределения – отношение массовой концентрации примесей в паре к их концентрации в воде и является функцией только температуры, но не рН (рисунок 3.1).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.