级锅炉水处理理论试题库(附答案)

级锅炉水处理理论试题库(附答案)一、单项选择题（共20题，每题1分）1.天然水中硬度的主要成分是（）。A.Ca²⁺、Mg²⁺B.Na⁺、K⁺C.Cl⁻、SO₄²⁻D.Al³⁺、Fe³⁺2.锅炉给水进行除氧处理的主要目的是为了防止（）。A.锅内结垢B.锅炉腐蚀C.蒸汽污染D.碱度过高3.在离子交换水处理中，001×7型树脂属于（）。A.强酸性阳离子交换树脂B.弱酸性阳离子交换树脂C.强碱性阴离子交换树脂D.弱碱性阴离子交换树脂4.锅炉排污率的大小主要取决于（）。A.锅炉蒸发量B.给水水质C.锅炉结构D.燃料种类5.朗格利尔指数（LSI）是用来判断水体（）的指标。A.结垢或腐蚀倾向B.酸碱度C.含盐量D.浑浊度6.磷酸盐加药处理通常用于调节锅水的（）。A.pH值和消除残余硬度B.碱度C.含氧量D.含盐量7.所谓“碱度”，是指水中能与（）发生反应的物质总量。A.强酸B.强碱C.强氧化剂D.强还原剂8.锅炉内加药处理时，常用的防垢药剂是（）。A.硫酸亚铁B.聚合氯化铝C.碳酸钠和磷酸盐D.次氯酸钠9.下列关于溶解固形物的说法，正确的是（）。A.溶解固形物等于含盐量B.溶解固形物不包含有机物C.溶解固形物是悬浮物与胶体之和D.溶解固形物可以通过过滤去除10.热力除氧器除氧效果的好坏，关键在于（）。A.水温的高低B.水面的压力C.水的pH值D.水的流速11.在水处理工艺中，活性炭过滤器主要用于去除水中的（）。A.钙镁离子B.余氯和有机物C.铁锰离子D.悬浮物12.阴离子交换树脂失效后，通常使用的再生剂是（）。A.HClB.NaClC.NaOHD.H₂SO₄13.锅炉水中氯离子含量超标，主要危害是（）。A.易产生水垢B.易引起酸性腐蚀C.易引起应力腐蚀和恶化蒸汽品质D.导致泡沫共腾14.相对碱度是指水中（）的比值。A.游离NaOH与溶解固形物B.酚酞碱度与总碱度C.碳酸根与总硬度D.钠离子与阳离子总量15.为了防止锅炉发生碱性腐蚀，必须控制锅水的（）。A.相对碱度<0.2B.pH值<7C.硬度>0D.氯离子>500mg/L16.逆流再生离子交换器相比顺流再生，其主要优点是（）。A.再生剂用量省，出水水质好B.设备结构简单C.反洗容易D.运行流速高17.锅炉水处理中，EDTA清洗法主要用于（）。A.运行中的除垢B.锅炉化学清洗除锈C.给水软化D.除氧18.锅炉金属腐蚀中，危害最大且最常见的是（）。A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.氢腐蚀19.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20.锅炉连续排污的主要目的是（）。A.排除锅底的水渣和泥垢B.排除锅表面高浓度的含盐量水C.降低锅水温度D.排除锅内的油污二、多项选择题（共10题，每题2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包括（）。A.浪费燃料B.降低锅炉热效率C.引起金属过热，导致变形甚至爆管D.缩短锅炉使用寿命3.常用的锅内加药水处理方法有（）。A.天然碱法B.纯碱法C.磷酸盐法D.综合防垢剂法4.离子交换树脂被污染的特征有（）。A.颜色变深B.交换容量明显下降C.出水水质恶化D.再生剂用量增加5.锅炉给水水质标准中，需要控制的项目通常包括（）。A.悬浮物B.总硬度C.pH值D.溶解氧6.造成锅炉腐蚀的因素有（）。A.水中溶解氧B.水中二氧化碳C.水的pH值过低或过高D.水中含盐量过高7.锅炉进行化学清洗时，常用的酸洗剂有（）。A.盐酸B.氢氟酸C.柠檬酸D.EDTA8.下列属于锅炉停炉保护措施的有（）。A.干法保护B.湿法保护C.充氮保护D.联胺保护9.全离子交换除盐系统通常包括（）。A.阳床B.阴床C.混床D.除碳器10.锅炉水处理中，关于pH值的控制，下列说法正确的有（）。A.给水pH值一般要求大于7B.锅水pH值一般控制在10-12之间C.防止酸性腐蚀D.防止碱性腐蚀三、填空题（共20空，每空1分）1.锅炉水处理的任务主要包括：________、________、________和水质监督。2.水的硬度通常分为________硬度和________硬度，前者加热后易沉淀去除，后者加热后不沉淀。3.离子交换树脂的交联度越高，其机械强度越________，但孔隙率越________。4.锅炉排污分为________排污和________排污。5.朗格利尔饱和指数的计算公式为LSI=pH6.亚硫酸钠除氧的化学反应方程式为：2N7.在测定水的碱度时，先用酚酞作指示剂测出的碱度称为________，再加入甲基橙测出的碱度称为________。8.磷酸盐处理锅水时，维持一定的过剩量，是为了防止生成________，并消除________。9.锅炉金属发生电化学腐蚀时，________电位低的部位为阳极，遭受腐蚀；________电位高的部位为阴极。10.反渗透（RO）膜透过机理主要是________效应，其驱动压力通常需要大于水的________压力。11.混合离子交换器（混床）中，阴树脂和阳树脂的再生通常采用________再生或________再生。12.锅炉给水系统中最常见的腐蚀形式是________腐蚀，其特征是溃疡状腐蚀。四、简答题（共10题，每题5分）1.简述锅炉结垢的机理及主要危害。2.什么是水的碱度？酚酞碱度和甲基橙碱度有何关系？3.简述离子交换树脂的再生原理及顺流再生与逆流再生的区别。4.锅炉给水为什么要进行除氧？常用的热力除氧原理是什么？5.简述磷酸盐加药处理在锅炉水处理中的作用及注意事项。6.什么是相对碱度？为什么要控制锅水的相对碱度？7.简述锅炉排污的目的及如何确定排污率。8.造成离子交换树脂“铁中毒”的原因是什么？如何复苏？9.简述反渗透（RO）水处理技术的主要特点及预处理要求。10.锅炉化学清洗的步骤一般包括哪几个阶段？各阶段的主要目的是什么？五、应用题与计算题（共5题，每题10分）1.某锅炉给水硬度为3.5mmol/L，采用钠离子交换器进行处理。已知交换器直径为1.0m2.某厂锅炉锅水分析结果如下：酚酞碱度J=12mmol/L，甲基橙碱度J=3.某锅炉蒸发量为10t/h，给水氯离子含量为35mg/L4.某锅炉采用“钠离子交换+加碱”进行水处理。生水硬度YD=4.0mmol/L，非碳酸盐硬度为1.0mmol/L5.某化工厂一台4t参考答案一、单项选择题1.A2.B3.A4.B5.A6.A7.A8.C9.A10.A11.B12.C13.C14.A15.A16.A17.B18.B19.C20.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.BCD6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABC三、填空题1.防垢、防腐蚀、汽水监督2.碳酸盐、非碳酸盐3.高、小4.连续、定期5.结垢、腐蚀6.27.酚酞碱度、总碱度8.二次水垢、残余硬度9.较低、较高10.选择性吸附、渗透11.层流、湍流（或体内、体外）12.氧四、简答题1.答：机理：锅炉结垢主要是由于给水中含有钙、镁等硬度离子（C、M），在锅炉蒸发受热面高温高压的条件下，与水中的阴离子（如C、S、Si等）结合，形成溶解度极低的化合物（如CaC、C危害：(1)浪费燃料：水垢导热系数极低（约为钢的1/30~1/50），阻碍热量传递，导致排烟温度升高，热效率降低，增加燃料消耗。(2)受热面过热：结垢会导致金属管壁温度急剧升高，甚至超过钢材允许使用温度，造成金属过热、变形、鼓包，严重时引起爆管事故。(3)缩短锅炉寿命：结垢会引起垢下腐蚀，加速锅炉金属的损坏，缩短锅炉使用寿命。(4)降低出力：结垢减少了锅炉的有效受热面积，导致锅炉蒸发量下降。2.答：碱度定义：水的碱度是指水中能与强酸（如HCl）发生中和反应的物质总量。这些物质主要包括氢氧根（O）、碳酸根（C）和碳酸氢根（关系：用酚酞作指示剂（变色pH=8.2~8.3）测得的碱度称为酚酞碱度（P），它表示水中O和一半C的含量。用甲基橙作指示剂（变色pH≈4.2）测得的碱度称为甲基橙碱度（M），即总碱度（T），它表示水中全部碱性物质（O、C、HC二者关系如下：(1)若P=0，则只有HC(2)若P<M/2，则只有(3)若P=M/(4)若P>M/2，则有(5)若P=M，则只有3.答：再生原理：离子交换树脂失效后，利用较高浓度的再生剂（如酸或碱）流过树脂层，利用质量作用定律，将树脂上吸附的离子（如C、M等）置换下来，使树脂恢复交换能力的过程。区别：顺流再生：再生液与运行时的水流方向相同（通常均为自上而下）。优点是设备结构简单，操作方便；缺点是再生剂利用率低，出水水质较差，底部树脂再生度低。逆流再生：再生液与运行时的水流方向相反（通常运行自上而下，再生自下而上）。优点是再生剂利用率高，节省再生剂，出水水质好，工作交换容量高；缺点是设备结构稍复杂（需顶压），操作要求严格。4.答：原因：水中溶解氧是引起锅炉给水系统和锅炉本体发生氧腐蚀的主要原因。氧腐蚀是一种电化学腐蚀，会导致金属表面形成溃疡状腐蚀坑，严重时穿孔。因此，必须严格去除给水中的溶解氧。热力除氧原理：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（对应压力下的饱和温度），此时水面上水蒸气的分压力接近于全压，其他气体的分压力接近于零。因此，溶解于水中的氧气及其他气体就会从水中解析出来被排除。5.答：作用：(1)与水中残余的钙、镁离子反应，生成松软的水渣（C((2)增加锅水碱度，维持锅水一定的pH值，防止金属腐蚀。(3)在金属表面形成保护膜，减缓腐蚀。注意事项：(1)严格控制锅水中的P含量，不能过高或过低。(2)必须维持锅水有足够的pH值（一般≥10(3)避免产生“磷酸盐隐藏”现象（即在高负荷或高参数下磷酸盐暂时消失的现象）。(4)加药要均匀，避免局部浓度过高。6.答：定义：相对碱度是指锅水中游离氢氧化钠（Na原因：控制相对碱度是为了防止锅炉发生苛性脆化（又称碱性腐蚀）。苛性脆化是锅炉金属在拉应力和高浓度NaOH7.答：目的：(1)排除锅水中过剩的含盐量和碱度，使锅水水质控制在标准范围内，防止汽水共腾和蒸汽带水。(2)排除锅底沉积的水渣和泥垢，防止其形成二次水垢。确定排污率：排污率P主要根据给水水质和锅水允许的最高水质指标来确定。通常以含盐量或氯离子（C）为平衡基准。计算公式为：P其中：为给水某组分含量（如C），为锅水允许的该组分最大含量。同时，为了经济运行，一般控制排污率在5以内。8.答：原因：铁中毒通常是因为树脂再生剂（如工业盐酸或铁器管道）中含有铁杂质，或者离子交换器及管道防腐层脱落，导致铁离子（F）被树脂吸附并积累，形成不可逆的沉淀，堵塞树脂微孔。复苏方法：(1)对于轻微铁污染，可用10的HCl进行长时间浸泡或动态循环清洗。(2)对于严重铁污染，常用的复苏剂是盐酸+还原剂（如亚硫酸钠）或盐酸+络合剂（如EDTA）。例如，使用10溶液浸泡复苏。(3)复苏后需大量冲洗至中性。9.答：特点：(1)脱盐率高（一般>95(2)无相变，能耗较低。(3)操作自动化程度高，占地面积小。(4)但对进水水质要求极其严格，膜容易受污染和堵塞。预处理要求：(1)去除悬浮物和胶体（SDI指数<3(2)防止结垢，需添加阻垢剂或软化处理去除硬度。(3)杀灭细菌和微生物，防止微生物污染。(4)调节pH值，防止膜水解。(5)去除余氯和氧化性物质，保护聚酰胺膜（通常用活性炭）。10.答：步骤及目的：(1)水冲洗（及查漏）：检查系统是否泄漏，清除杂质。(2)碱洗（或除油）：除去锅炉内的油脂、硅化物及部分松动的沉积物，提高酸洗效果。(3)酸洗：核心步骤。利用酸液溶解金属表面的氧化铁垢、钙镁水垢等，使金属表面清洁。(4)漂洗（或低pH冲洗）：除去残留在系统中的酸液和洗下来的铁离子，防止二次污染。(5)钝化：酸洗后金属表面处于活性状态，极易腐蚀。钝化是通过化学药剂在金属表面形成致密保护膜，防止运行初期腐蚀。(6)废液处理：对酸洗废液进行中和、氧化还原等处理，达标后排放。五、应用题与计算题1.解：交换器截面积A树脂体积V总工作交换容量Q周期制水量=答：该交换器的周期制水量约为269.1立方米。2.解：已知P=12mmol/L，判断关系：P>0且P<T，且P>T/2(计算公式：OCH答：O浓度为8mmol/L，C浓度为8mmo3.解：设给水量为D+P（其中D为蒸发量，根据物料平衡（氯离子平衡）：进入系统的氯离子量=排出系统的氯离子量(设排污率为p=PCp代入数值得：p即排污率为9.59。答：该锅炉的排污率约为9.59%。4.解：锅内加碱量的计算公式为：X=更通用的碱平衡计算：锅水总碱度由给水带入的碱度（扣除软化去除的）和加入的碱度维持。生水碳酸盐硬度=总硬度非碳酸盐硬度=4.01.0钠离子交换去除了全部硬度（4.0mmol/软水残留碱度通常很小，此处假设为0或忽略不计。设每吨给水加碱量为m(g)。锅内碱平衡：(加入碱量+给水带入碱量)=排污带走碱度+蒸汽带走碱度(蒸汽带碱性很小，常忽略)+0注意：实际上钠离子交换后，水中会有少量残留碱度，且碳酸盐硬