锅炉水质处理题库及答案

锅炉水质处理题库及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.天然水中硬度的主要成分是（）。A.钙、镁离子B.钠、钾离子C.氯离子、硫酸根离子D.铝、铁离子2.锅炉给水进行锅外化学处理时，最常用的方法是（）。A.离子交换法B.沉淀法C.电渗析法D.反渗透法3.在水质分析中，表示水中碱度的指标，通常是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量，其主要成分不包括（）。A.OB.HC.CD.C4.顺流再生固定床离子交换器，再生时再生液的流速通常控制在（）。A.1-2m/hB.4-6m/hC.10-15m/hD.20-30m/h5.为了防止锅炉发生氧腐蚀，给水除氧最常用的热力除氧器工作温度应控制在（）。A.80℃B.90℃C.102℃-104℃D.120℃6.磷酸盐加药处理的主要目的是（）。A.降低给水硬度B.调节锅水pH值，消除残余硬度C.除去水中溶解氧D.降低含盐量7.下列关于树脂污染的说法，错误的是（）。A.铁污染会使树脂颜色变深B.有机物污染会导致树脂交换容量降低C.树脂被污染后无法复苏D.硅污染可能发生在强碱阴树脂中8.锅炉排污率的大小主要取决于（）。A.锅炉蒸发量B.给水水质和锅水水质标准C.锅炉工作压力D.锅炉负荷9.测定水的硬度时，常用的指示剂是（）。A.甲基橙B.酚酞C.铬黑TD.淀粉10.在离子交换系统中，阳床漏钠的主要原因是（）。A.再生剂用量不足B.进水温度太低C.运行流速过慢D.树脂层高度过高11.相对碱度是指水中（）的比值。A.氢氧根碱度与溶解固形物B.酚酞碱度与总碱度C.钠离子与氯离子D.游离氢氧化钠与含盐量12.锅炉内水处理的主要目的是（）。A.完全去除水中杂质B.防止结垢和腐蚀C.提高锅炉热效率D.减少排污量13.下列哪种物质最容易引起锅炉的酸性腐蚀？（）A.MB.NC.ND.N14.混合床离子交换器通常用于（）。A.预处理B.中间处理C.精制除盐（一级除盐后）D.软化处理15.测定水中氯离子通常采用（）。A.硝酸银滴定法（莫尔法）B.EDTA滴定法C.碘量法D.酸碱滴定法16.锅炉发生汽水共腾的主要原因之一是（）。A.锅水含盐量过低B.锅水pH值过低C.锅水含盐量过高D.锅炉负荷过低17.逆流再生固定床离子交换器与顺流再生相比，其主要优点是（）。A.设备结构简单B.操作方便C.再生剂利用率高，出水水质好D.反洗容易18.下列哪种情况不属于锅炉的应力腐蚀？（）A.碱脆B.氢脆C.苛性脆化D.均匀腐蚀19.为了防止锅炉结垢，控制锅水水质时，通常要求P含量维持在（）。A.0-5mg/LB.10-30mg/LC.50-100mg/LD.越高越好20.在水处理系统中，活性炭过滤器的主要作用是去除水中的（）。A.钙镁离子B.悬浮物C.余氯和有机物D.胶体硅二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上是符合题目要求的。多选、少选、错选均不得分）1.天然水中的杂质按颗粒大小可分为（）。A.悬浮物质B.胶体物质C.溶解物质D.微生物2.锅炉结垢的危害主要有（）。A.降低传热效率，浪费燃料B.引起过热，导致金属变形甚至爆管C.产生垢下腐蚀D.降低锅炉出力3.常用的锅外水处理方法包括（）。A.离子交换软化B.石灰沉淀软化C.膜分离技术D.锅内加药处理4.离子交换树脂在使用过程中，若发生“铁中毒”，其复苏处理通常包括（）。A.用10%HCl浸泡B.用10%NaOH浸泡C.用空气擦洗D.立即更换新树脂5.影响热力除氧效果的因素有（）。A.水温B.水的表面积（雾化程度）C.水面上氧气的分压力D.水的pH值6.锅炉进行水质调节时，常用的药剂有（）。A.磷酸三钠B.氢氧化钠C.碳酸钠D.聚丙烯酸盐7.下列关于离子交换器反洗的说法，正确的有（）。A.目的是清除截留的悬浮物和疏松树脂层B.反洗流速应控制在树脂层刚好膨胀30%-50%C.反洗时间越长越好D.阳树脂和阴树脂反洗膨胀率不同8.锅炉腐蚀的类型包括（）。A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.磨损腐蚀9.测定水的碱度时，若用酚酞作指示剂，滴定至无色，此时测得的是（）。A.全部OB.全部C的一半C.全部HD.全部C10.提高锅炉给水pH值（通常加氨）的主要目的是（）。A.防止钢铁腐蚀B.防止铜合金腐蚀C.调节硬度D.去除溶解氧三、填空题（本大题共15空，每空1分，共15分）1.水的硬度通常分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，其中碳酸盐硬度又称________硬度。2.我国工业锅炉水质标准（GB/T1576）规定，蒸汽锅炉采用锅外化学处理时，给水硬度应≤________mmol/L。3.离子交换树脂的交联度越大，其树脂结构的网孔越________，选择性越强。4.磷酸盐处理在锅炉内部不仅能消除残余硬度，还能增加锅水的________，防止腐蚀。5.热力除氧器的除氧原理是基于________定律。6.钠离子交换器再生时，常用的再生剂是________。7.水中溶解氧是引起锅炉________腐蚀的主要原因。8.在测定水的硬度时，EDTA标准溶液与金属离子络合的pH值应控制在________左右。9.锅炉排污分为连续排污和________排污。10.当相对碱度小于________时，一般认为不会发生苛性脆化。11.阴离子交换树脂容易受有机物污染，复苏时通常使用________的氯化钠和氢氧化钠混合液。12.锅炉水处理的“三钠”是指磷酸三钠、碳酸钠和________。13.混凝处理中，常用的混凝剂有聚合氯化铝（PAC）和________等。14.反渗透膜运行中，由于浓水侧盐分浓缩导致难溶盐沉积的现象称为________。15.电导率可以间接反映水中的________含量，常用于监督纯水系统的水质。四、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.（）水的碱度越大，水的pH值一定越高。2.（）离子交换树脂不仅能交换水中的离子，还能去除水中的悬浮物。3.（）锅炉定期排污的主要目的是排出锅底的水渣和泥垢。4.（）给水除氧只要进行热力除氧就可以了，不需要化学辅助除氧。5.（）锅水中维持一定的过剩P，是为了防止钙垢生成。6.（）逆流再生离子交换器的再生液流向与运行时的水流方向相反。7.（）氯离子对不锈钢有腐蚀作用，因此在反渗透预处理中要严格控制余氯。8.（）锅炉的垢下腐蚀通常属于氧腐蚀。9.（）测定水的pH值时，温度对测定结果没有影响，不需要校正。10.（）树脂的“中毒”是指树脂结构被物理破坏，无法恢复。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述锅炉给水硬度超标的危害及处理措施。2.什么是离子交换树脂的“工作交换容量”和“再生交换容量”？影响工作交换容量的因素有哪些？3.简述热力除氧器的工作原理及其结构特点。4.锅炉为什么要进行排污？如何确定排污率？5.简述磷酸盐加药处理（锅内水处理）的原理和作用。六、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1.某锅炉房有一台钠离子交换器，内装001×7树脂，装填高度为1.5m，直径为1.0m。已知该树脂的工作交换容量为800mol(1)该交换器的周期制水量是多少立方米？(2)若还原剂（食盐）用量为150kg，盐耗是多少g/mol？2.取锅水水样100mL，用酚酞作指示剂，用0.1000mol/L的硫酸标准溶液滴定至无色，消耗酸液=15.0mL；在此溶液中加入甲基橙指示剂，继续用同样的硫酸滴定至橙色，又消耗酸液=3.某锅炉蒸发量为10t/h，给水含盐量为300七、综合分析题（本大题共2小题，每小题12.5分，共25分）1.某厂一台工业锅炉，近期发现省煤器管有明显的腐蚀穿孔现象，且腐蚀产物呈贝壳状，且有溃疡特征。经查，给水除氧器运行正常，除氧水溶氧指标合格。但给水pH值经常低于7.0，有时甚至达到6.5。(1)请分析该省煤器腐蚀的主要原因及腐蚀类型。(2)针对这种情况，应采取哪些水质调整措施来防止腐蚀继续发生？2.某锅炉水处理系统采用“钠离子交换+加磷酸盐”流程。在运行一段时间后，发现锅炉结垢速度加快，且水渣较多。经检查，钠离子交换器出水电导率偏高，硬度有时出现微量泄漏。磷酸盐加药泵也正常工作。(1)分析可能导致锅炉结垢加快的原因（从交换器和锅内处理两方面分析）。(2)如果你作为水处理技术员，下一步你打算如何排查和处理这个问题？参考答案及解析一、单项选择题1.A。解析：硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。2.A。解析：离子交换法是工业锅炉给水处理中最常用的锅外化学处理方法，用于去除硬度。3.D。解析：碱度成分包括O,4.B。解析：顺流再生时，再生液流速一般控制在4-6m/h，以保证再生剂与树脂有足够的接触时间。5.C。解析：热力除氧器在对应压力下饱和温度才能有效除氧，大气式热力除氧器工作压力略高于大气压，水温通常为102-104℃。6.B。解析：磷酸盐处理的主要目的是与水中残余钙镁离子反应形成松软水渣，并维持锅水一定的pH值。7.C。解析：树脂被污染（如铁、有机物）后，可以通过适当的复苏方法（如酸洗、碱洗）恢复大部分性能，并非无法复苏。8.B。解析：排污率P=，主要取决于给水含盐量和锅水允许含盐量。9.C。解析：测定硬度时，在pH=10的缓冲溶液中，铬黑T与钙镁离子形成酒红色络合物，终点为纯蓝色。10.A。解析：阳床漏钠通常是因为再生不彻底，再生剂用量不足或再生液浓度、流速控制不当。11.A。解析：相对碱度是指游离氢氧化钠含量与溶解固形物含量的比值，用于衡量苛性脆化的倾向。12.B。解析：锅内水处理的主要目的是通过加药与杂质反应，生成泥渣通过排污排出，从而防止结垢和减缓腐蚀。13.A。解析：Mg14.C。解析：混合床是将阴阳树脂混合装填，用于制取高纯水，通常设在一级复床（阳-阴-脱碳）之后。15.A。解析：测定氯离子最经典的方法是硝酸银滴定法（莫尔法），用铬酸钾作指示剂。16.C。解析：汽水共腾主要是由于锅水含盐量过高或油脂含量过高，造成表面张力减小，汽泡不易破裂。17.C。解析：逆流再生具有再生剂利用率高、出水水质好、工作交换容量高等优点。18.D。解析：均匀腐蚀属于全面腐蚀，不属于应力腐蚀范畴。碱脆、氢脆、苛性脆化均属于应力腐蚀。19.B。解析：一般工业锅炉锅水P控制在10-30mg/L，具体根据压力调整。20.C。解析：活性炭具有发达的孔隙结构，能有效吸附水中的余氯、有机物和胶体。二、多项选择题1.ABC。解析：天然水杂质按颗粒大小分为悬浮物、胶体和溶解物质。2.ABCD。解析：结垢会降低传热效率（费燃料）、引起过热爆管、导致垢下腐蚀、减少流通截面降低出力。3.ABC。解析：锅外处理包括离子交换、化学沉淀、膜分离等。锅内加药属于锅内处理。4.AC。解析：铁污染通常用10%HCl浸泡复苏，辅以空气擦洗擦除铁泥。5.ABC。解析：热力除氧基于亨利定律，受温度（分压力）、接触面积影响。pH值主要影响化学除氧。6.ABCD。解析：NP用于防垢调pH，NaO7.ABD。解析：反洗时间不宜过长，以免树脂流失。反洗是为了松动和清洗，膨胀率控制在30-50%。8.ABCD。解析：锅炉腐蚀类型多样，包括化学、电化学、应力、磨损（冲刷）腐蚀等。9.AB。解析：酚酞终点pH≈8.3，此时O完全反应，C反应一半生成HC10.AB。解析：给水加氨调节pH值，主要是为了防止钢铁部件的酸性腐蚀（二氧化碳腐蚀），同时pH过高会腐蚀铜合金，需严格控制。三、填空题1.暂时。解析：碳酸盐硬度加热易分解沉淀，故称暂时硬度。2.0.03（或0.03）。解析：GB/T1576规定，锅外化学处理时，给水硬度≤0.03mmol/L。3.小（或紧密）。解析：交联度大，网孔小，结构紧密，选择性高，但溶胀性差。4.pH值。解析：磷酸盐水解呈碱性，可维持锅水pH值。5.亨利。解析：气体在液体中的溶解度与该气体在液面上的分压力成正比。6.食盐（或NaCl）。解析：钠离子交换器再生剂通常为工业食盐。7.氧。解析：溶解氧是极化剂，引起氧去极化腐蚀。8.10。解析：EDTA测硬度要求pH=10的氨-氯化铵缓冲溶液。9.定期。解析：排污分连续排污（表面）和定期排污（底部）。10.0.2。解析：相对碱度<0.2时，一般认为可避免苛性脆化。11.温热。解析：处理阴树脂有机物污染常用温热的碱性氯化钠溶液。12.氢氧化钠。解析：锅内处理“三钠”法指磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠。13.聚丙烯酰胺（PAM）。解析：PAC是混凝剂，PAM是常用的助凝剂。14.结垢。解析：反渗透浓水侧难溶盐超过溶度积积聚成垢。15.含盐量（或电解质）。解析：在低含盐量下，电导率与含盐量成正比。四、判断题1.×。解析：若碱度主要由HC构成，pH值较低；若由O2.×。解析：离子交换树脂主要去除离子，悬浮物会堵塞树脂层通道，需预处理去除。3.√。解析：定期排污从底部排泥渣。4.×。解析：要求严格的锅炉，热力除氧后还需加化学除氧剂（如联氨）进行辅助除氧。5.√。解析：维持过剩P是为了确保钙离子反应完全，防止钙垢。6.√。解析：逆流再生即再生液流向与运行水流方向相反。7.√。解析：余氯会氧化破坏芳香族聚酰胺反渗透膜。8.×。解析：垢下腐蚀通常是由于缺氧浓差电池引起的，或者是由于沉积物下产生的酸性腐蚀，不单纯是氧腐蚀。9.×。解析：温度影响水的电离常数和电极电位，测定pH值需进行温度补偿。10.×。解析：树脂“中毒”通常指化学污染（如铁、有机物），物理结构未破坏，可复苏。五、简答题1.答：危害：(1)给水硬度高，进入锅炉后会受热蒸发浓缩，在受热面上形成钙镁水垢。(2)水垢导热系数极低，导致传热效率下降，排烟温度升高，浪费燃料。(3)结垢会导致管壁温度升高，发生蠕变，严重时引起爆管。(4)结垢会促使垢下腐蚀发生，缩短锅炉寿命。处理措施：(1)检查并修复锅外水处理设备（如离子交换器），确保其正常运行。(2)检查再生剂质量和再生工艺，提高树脂再生度。(3)必要时增加一级软化或采用除盐系统。(4)严格控制给水水质，硬度超标时严禁锅炉进水。2.答：定义：(1)工作交换容量：离子交换树脂在特定工作条件下（运行流速、进水水质、终点控制等），一个周期中单位体积树脂所交换离子的物质的量（mo(2)再生交换容量：树脂在特定的再生条件下（再生剂种类、浓度、用量等），恢复到某种程度时的交换容量，通常表示树脂的化学性能恢复水平。影响因素：(1)进水水质：含盐量、硬度、离子组成等。(2)运行流速：流速过快，接触时间短，交换不充分。(3)树脂层高度：层高越低，穿透越快，利用率越低。(4)再生条件：再生剂用量、浓度、流速、温度。再生越彻底，工作交换容量越高。(5)水温：温度影响离子扩散速度和树脂活性。3.答：原理：根据亨利定律，气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压力成正比。热力除氧器将水加热至沸点，使水面上蒸汽分压力接近于全压力，氧气的分压力趋近于零，从而将水中溶解的氧气解析出来。结构特点：(1)除氧头（脱气塔）：内配喷嘴（将水雾化）和填料（如拉西环、丝网波纹填料），增加水汽接触面积。(2)水箱：储存除氧水，并设有再沸腾管，保证水温始终处于饱和温度，防止二次溶氧。(3)设有排气阀，将解析出来的气体和少量蒸汽排出。4.答：排污目的：(1)排出锅水中由于不断蒸发浓缩而富集的杂质（高含盐量、高碱度、悬浮物）。(2)排出锅内加药处理形成的水渣和泥垢。(3)维持锅水水质指标在国家标准范围内，防止结垢和腐蚀。排污率确定：排污率P主要通过物料平衡计算确定：P其中：为给水某项杂质含量（如含盐量或氯离子），为锅水允许的该项杂质最大含量。一般工业锅炉排污率控制在5%-10%以内，以减少热损失。5.答：原理：向锅水中加入磷酸盐（如NP化学反应式：3作用：(1)消除残余硬度：去除进入锅炉的少量钙镁离子，防止二次水垢生成。(2)增加泥垢流动性：生成的磷酸盐水渣不粘附在金属壁上，易排出。(3)调节pH值：磷酸盐水解呈碱性，可维持锅水一定的pH值（一般控制在10-12），防止酸性腐蚀。(4)形成保护膜：在金属表面形成磷酸铁保护膜，减缓腐蚀。六、计算题1.解：(1)计算周期制水量交换柱截面积A树脂体积=周期制水量Q代入数据：Q(2)计算盐耗周期交换的硬度总量M盐耗B答：该交换器的周期制水量约为209.33立方米；盐耗约为159.24g/mol。2.解：设酚酞碱度J，甲基橙碱度J（即总碱度J）。JJ判断碱度成分：因为J>J(即15>10)，且所以水中只有O和C碱度。计算各成分含量：[[[答：该锅水中O含量为10.0mmol/L，C含量为10.0mmol/L，无HC3.解：根据物料平衡公式：P其中：P为排污率，为锅水含盐量（3000mg/L），为给水含盐量（整理得：PP代入数据：P答：该锅炉的排污率约为11.1%。（注：实际运行中此排污率偏高，通常需改进给水质量或增加冷凝水回收以降低给水含盐量。）七、综合分析题1.答：(1)原因及类型分析：腐蚀类型：根据腐蚀产物呈贝壳状、溃疡状特征，这是典型的氢脆或酸性腐蚀形态。虽然溶氧合格，但给水pH值长期偏低（<7.0），甚至呈酸性。原因分析：省煤器是锅炉尾部受热面，虽然水温不是最高，但给水pH过低会导致水中浓度增加。在钢铁表面发生电化学腐蚀：阳极反应Fe2e→此外，若给水中含有二氧化碳（碳酸），也会导致pH下降，引起二氧化碳腐蚀。此外，若给水中含有二氧化碳（碳酸），也会导致pH下降，引起二氧化碳腐蚀。(2)处理措施：调节给水pH值：立即向给水中加入碱性药剂（如氨水N·除二氧化碳：检查除碳器（如果有）是否运行正常，防止水中游离C过高形成碳酸导致pH降低。监测水质：加强对给水pH值的在线监测和人工分析，确保水质稳定。清洗与检查：对腐蚀严重的省煤器管进行更换或无损检测，必要时进行酸洗钝化，去除腐蚀产物并重新形成保护膜。2.答：(1)原因分析：交换器方面（锅外处理）：交