锅炉水处理化学原理试题及答案

锅炉水处理化学原理试题及答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30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.天然水中硬度主要是指水中哪两种离子的含量？A.C和MB.N和C.C和SD.HC和2.在锅炉水处理中，用来表示水中碱性物质总量的指标是：A.硬度B.碱度C.含盐量D.pH3.下列关于朗格利尔饱和指数（LSI）的叙述中，正确的是：A.LSB.LSC.LSD.LS4.钠离子交换软化法的主要目的是：A.除去水中的硬度B.除去水中的碱度C.除去水中的含盐量D.除去水中的硅化合物5.在锅炉内部进行磷酸盐加药处理时，其主要目的是：A.调节锅水pH值B.消除残余硬度，防止生成钙镁水垢C.除氧D.防止锅炉腐蚀6.水中溶解氧会对锅炉金属造成严重的腐蚀，这种腐蚀属于：A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.晶间腐蚀7.下列树脂中，属于强酸性阳离子交换树脂的是：A.RB.RC.RD.R8.氢-钠离子交换软化系统适用于处理：A.碱度较高的原水B.硬度较高的原水C.含盐量较高的原水D.硅酸含量较高的原水9.锅炉给水进行氨处理的主要目的是：A.提高给水pH值，防止二氧化碳腐蚀B.除去水中溶解氧C.沉淀水中的钙镁离子D.消除水中的油脂10.磷酸盐隐藏现象（“暂时消失”）发生的原因主要是：A.锅炉负荷剧烈变化B.锅水pH值过低C.加药量不足D.锅炉压力过低11.逆流再生离子交换器相比于顺流再生，其优点在于：A.再生剂用量省，出水水质好B.操作简单，不需要顶压C.反洗彻底，不易乱层D.树脂不易磨损12.在锅炉水冷壁管发生的碱性腐蚀，其特征是：A.表面有腐蚀产物，且有溃疡状深坑B.金属表面保持光亮，有脱碳现象C.表面有密集的微裂纹D.表面有鼓包，鼓包下有黑色腐蚀产物13.为了防止锅炉发生苛性脆化，通常需要控制锅水的：A.相对碱度B.pH值C.硬度D.氯根14.混合床除盐工艺中，阴、阳树脂的再生方式通常是：A.在塔外分别再生后混合装入B.在塔内分层后分别再生C.同时通入再生剂D.不需要再生15.下列物质中，不会引起锅炉汽水共腾的是：A.油脂B.含盐量过高C.悬浮物过多D.溶解氧16.除氧器真空除氧的原理是利用水在沸腾状态下溶解度降低的特性，此时水的沸点随压力降低而：A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低17.锅炉排污的目的是：A.排除锅水表面的泡沫和悬浮物，降低锅水含盐量B.排除锅底的水渣和泥垢C.A和B都是D.提高锅炉热效率18.在测定水的碱度时，用酚酞作指示剂测得的碱度包括：A.O和CB.C和HC.O、C和HD.只有O19.反渗透（RO）膜的主要分离对象是：A.悬浮物B.细菌C.溶解性盐分和胶体D.大分子有机物20.电去离子（EDI）技术结合了：A.电渗析和离子交换B.反渗透和电渗析C.离子交换和超滤D.蒸馏和反渗透21.锅炉金属发生氢脆的主要原因是：A.水中含有大量的硫酸盐B.水中含有大量的氯离子C.酸性腐蚀产生的氢原子渗入金属内部D.碱性腐蚀产生的氢原子渗入金属内部22.为了防止锅炉尾部受热面的低温腐蚀，通常采用的方法是：A.提高排烟温度B.降低过量空气系数C.使用耐腐蚀材料D.以上都可以23.循环锅炉的锅水处理通常采用：A.全挥发性处理（AVT）B.磷酸盐处理C.中性水处理（NWT）D.加氧处理（OT）24.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.有机物污染会导致阴树脂交换容量降低C.硅污染通常发生在阳树脂上D.树脂污染后可以通过复苏剂清洗恢复25.锅炉蒸汽纯度的主要指标是：A.钠含量和电导率B.硬度和碱度C.含氧量和pH值D.二氧化硅含量26.在锅炉停用保护中，采用“干法保护”时，通常放入的干燥剂是：A.生石灰B.无水氯化钙C.硅胶D.以上都可以27.水通过离子交换器时，树脂层的工作交换容量一般低于全交换容量，这是因为：A.树脂未完全再生B.离子泄漏C.存在交换带D.水流速度过快28.协调pH-磷酸盐处理的核心在于控制锅水中的：A.N与P的摩尔比（R值）B.C与P的摩尔比C.pHD.硬度与碱度的比值29.下列哪种情况最可能导致锅炉发生氧腐蚀？A.给水pH值过高B.除氧器运行效率低C.锅炉负荷过低D.排污过频30.在化学清洗锅炉时，常用的酸洗主剂是：A.盐酸B.硝酸C.氢氟酸D.柠檬酸二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有二项或二项以上是符合题目要求的。多选、少选、错选均不得分）1.天然水中的杂质通常包括：A.悬浮物B.胶体C.溶解物质D.微生物2.锅炉水处理中，常见的锅内加药处理药剂有：A.磷酸三钠B.氢氧化钠C.联氨D.腐殖酸钠3.离子交换树脂的物理性能主要包括：A.粒度B.密度C.含水率D.机械强度4.下列关于锅炉腐蚀的叙述，正确的有：A.给水pH值过低会引起酸性腐蚀B.溶解氧会引起溃疡腐蚀C.游离二氧化碳会导致酸性腐蚀D.高浓度的氯离子会引起应力腐蚀5.影响离子交换速度的因素有：A.离子浓度B.树脂颗粒大小C.水流速度D.温度6.锅炉排污分为连续排污和定期排污，下列说法正确的有：A.连续排污装置设在锅水浓度最高的部位B.定期排污主要用于排除水渣和泥垢C.连续排污量应根据锅水水质监控进行调整D.定期排污应在锅炉低负荷时进行7.全挥发性处理（AVT）适用于下列哪些类型的锅炉？A.直流锅炉B.高压汽包锅炉C.低压工业锅炉D.中压汽包锅炉8.反渗透预处理通常包括：A.混凝过滤B.添加阻垢剂C.精密过滤D.加氯杀菌9.锅炉发生汽水共腾时，处理措施包括：A.降低锅炉负荷B.加强连续排污C.改善给水质量D.完全停止燃烧10.造成离子交换树脂“中毒”的原因有：A.氧化剂侵蚀B.铁污染C.硅污染D.有机物污染11.测定水质硬度时，常用的指示剂是：A.铬黑TB.酸性铬蓝KC.甲基橙D.酚酞12.锅炉水冷壁管沉积物下腐蚀的机理涉及：A.蒸汽浓缩B.局部pH值升高或降低C.形成腐蚀电池D.氢气产生13.下列属于锅炉化学清洗步骤的有：A.碱煮B.酸洗C.漂洗D.钝化14.提高锅炉蒸汽品质的途径有：A.完善汽水分离装置B.严格控制锅水含盐量C.采用分段蒸发D.提高锅炉负荷15.在锅炉水处理中，关于联氨使用的注意事项包括：A.具有毒性，操作需谨慎B.高温下分解生成氨和氮气C.可以作为除氧剂D.能提高给水pH值三、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.水的硬度是指水中钙、镁离子的总浓度，单位通常用mmol/L表示。()2.暂时硬度是指水中碳酸氢钙和碳酸氢镁的含量，加热后会沉淀析出。()3.阴离子交换树脂通常以氢型（）运行。()4.锅炉给水的pH值调节通常加氨，是为了提高pH值防止钢铁腐蚀。()5.磷酸盐处理不仅能防垢，还能调节锅水pH值。()6.锅炉压力越高，蒸汽对硅酸的溶解携带能力越强。()7.离子交换器反洗的目的是为了松动树脂层，清除截留的悬浮物。()8.除氧器不仅能除去氧气，还能除去水中大部分的二氧化碳气体。()9.锅炉排污率越高越好，这样可以最大程度降低锅水含盐量。()10.朗格利尔指数只能用于判断碳酸盐垢的倾向，不能判断腐蚀倾向。()11.混凝处理主要是通过电中和吸附架桥作用，去除水中的胶体颗粒。()12.锅炉金属发生的氢脆是一种化学腐蚀过程。()13.在树脂再生过程中，再生液的浓度越高，再生效果越好。()14.氧化还原电位（ORP）可以用来衡量水的氧化或还原能力。()15.锅炉停用保养不当，往往比运行中腐蚀更严重。()16.液排渣锅炉和燃油锅炉容易发生高温腐蚀。()17.树脂的交联度越高，其机械强度越强，但选择性越差。()18.电导率可以直接表示水中含盐量的多少，不受离子种类影响。()19.协调pH-磷酸盐处理中，R值（Na20.锅炉内加药处理可以完全代替锅外化学处理。()四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）1.水中的总硬度等于________硬度加上________硬度。2.离子交换树脂的再生方式中，逆流再生比顺流再生节省________，且出水________更好。3.锅炉给水除氧最常用的热力方法是________，其原理基于________定律。4.磷酸盐在锅炉水中与钙离子反应生成________沉淀，该沉淀在碱性条件下呈________状。5.锅炉水中常见的腐蚀形态有全面腐蚀、________腐蚀、________腐蚀和应力腐蚀。6.为了防止锅炉发生碱性腐蚀，必须控制锅水的相对碱度小于________。7.在反渗透系统中，回收率过高会导致浓水侧的________浓度升高，从而引发________。8.混凝剂通常分为________盐和________盐两大类。9.锅炉化学清洗后的钝化处理目的是在金属表面形成致密的________膜。10.测定水中氯离子通常采用________法，以________作指示剂。11.水的预处理工艺主要包括：________、________、软化等。12.树脂的工作交换容量除了与树脂本身性能有关外，还与________、________、再生剂纯度有关。13.锅炉蒸汽中携带杂质的主要方式有________携带和________携带。14.在直流锅炉中，给水处理通常采用________，即不向锅内加固体物质。15.某水样分析结果：C=40mg/五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1.简述锅炉水中溶解氧腐蚀的机理及其主要特征。2.什么是离子交换树脂的“中毒”？常见的铁污染如何进行复苏处理？3.简述锅炉排污的目的、种类及控制原则。4.试述协调pH-磷酸盐处理的基本原理及其优点。5.锅炉给水为什么要进行氨处理？加氨量过多会有什么危害？6.简述反渗透膜污染的原因及预防措施。六、计算题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）1.某锅炉房原水硬度为5.0mmol/L，碱度为4.0mmo2.一台蒸发量为10t/h的锅炉，锅水允许的含盐量为3000mg3.某离子交换器内装填001×7强酸性阳离子交换树脂，树脂层高度为1.5m，直径为1.0m。树脂的工作交换容量为800mol(1)树脂的体积；(2)周期制水量；(3)运行周期时间（小时）。4.某水样取自锅炉省煤器，分析结果如下：酚酞碱度J=0.2mmol/L，甲基橙碱度J=1.2mmo七、综合分析题（本大题共1小题，共20分）某高压电站锅炉在运行中发现汽水品质恶化，蒸汽含钠量超标，且汽包内水位波动剧烈。同时，检查发现水冷壁管向火侧有明显的垢下腐蚀坑，部分管壁减薄严重。经化验，锅水磷酸根含量波动大，且有时检测不出，pH请结合锅炉水处理化学原理，分析：1.导致蒸汽品质恶化和水位波动的可能原因是什么？2.水冷壁管垢下腐蚀的化学机理是什么？3.针对上述现象，应从水处理和运行调整方面采取哪些措施？参考答案与解析一、单项选择题1.A2.B3.D4.A5.B6.B7.C8.A9.A10.A11.A12.A13.A14.B15.D16.B17.C18.A19.C20.A21.C22.D23.B24.C25.A26.D27.C28.A29.B30.D二、多项选择题1.ABCD2.AB3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.AB8.ABCD9.ABC10.ABD11.AB12.ABCD13.ABCD14.ABC15.ABC三、判断题1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.×10.×11.√12.×13.×14.√15.√16.√17.×18.×19.√20.×四、填空题1.碳酸盐（暂时）；非碳酸盐（永久）2.再生剂；水质3.热力除氧；亨利4.碱式磷酸钙（羟基磷灰石）；松软水渣5.局部（溃疡）；晶间6.0.27.盐；结垢8.铝；铁9.保护10.银量；铬酸钾11.混凝；澄清/过滤12.进水水质；再生水平13.机械；选择性（溶解）14.全挥发性处理（AVT）15.2.8五、简答题1.答：机理：铁与水中的溶解氧发生电化学腐蚀。阳极反应为Fe2e特征：腐蚀产物通常为高价氧化铁（F、F），呈溃疡状，表面常有鼓包，鼓包下是黑色的F及腐蚀坑坑，腐蚀坑点分布不均匀。2.答：中毒：树脂的微孔被杂质堵塞或活性基团被破坏，导致交换容量显著下降且无法通过常规再生恢复的现象。铁污染复苏：通常使用10%~15%的盐酸（HCl）浸泡树脂24小时。对于严重铁污染，可配合还原剂（如亚硫酸钠）或络合剂（如EDTA）进行处理。复苏后需用大量清水冲洗至中性。3.答：目的：排出锅水中高浓度的盐分和悬浮物（水渣），控制锅水水质符合标准，防止结垢、腐蚀和蒸汽污染。种类：连续排污（表面排污）和定期排污（底部排污）。控制原则：在保证锅水水质合格的前提下，尽量减少排污率，以节约热量和软水。通常根据锅水含盐量或碱度来调节排污阀门开度。4.答：原理：通过调整磷酸盐加药量和配比，控制锅水中的N与P的摩尔比（R值），使锅水既有足够的P与C反应，又避免产生游离Na优点：既能防止钙镁水垢生成，又能消除锅炉金属的碱性腐蚀（苛性脆化），适用于高参数锅炉。5.答：原因：为了提高给水pH值（通常控制在8.8~9.3）。因为碳钢在含有微量氧的纯水中，当pH值较低时腐蚀速度较快，加氨可以中和碳酸等酸性物质，并在金属表面形成保护膜。危害：加氨量过多会导致凝结水pH值过高，可能引起铜合金（如黄铜）设备的腐蚀（氨蚀），即铜与氨络合生成铜氨络离子。6.答：原因：①预处理不当，导致悬浮物、胶体、微生物等进入膜元件；②难溶盐（如CaC、预防措施：①完善预处理（混凝、过滤、杀菌）；②添加阻垢剂/酸；③控制回收率；④定期清洗膜元件。六、计算题1.解：设氢交换水量为，钠交换水量为。钠交换出水保留原水碱度，即4.0mmo氢交换出水产生酸度，即中和了原水碱度并产生酸，设原水硬度中非碳酸盐硬度为=5.0氢交换出水酸度=原水碱度+非碳酸盐硬度=4.0+（注：题目给定酸度为1.0可能有歧义，按常规理论计算：若酸度为1.0，说明原水碱度被完全去除且漏过了非碳酸盐硬度，或者原水组成特殊。此处按题目给定数据列方程）混合后碱度平衡：钠侧带入碱度：4.0氢侧带入酸度（负碱度）：−混合后总量：(方程：443.5/答：氢、钠离子交换器的水量比例为7:3。2.解：锅炉排污率公式：P其中为给水含盐量，为锅水含盐量。P排污水量=P=答：该锅炉的排污率约为7.14%，排污水量为0.714t/h。3.解：(1)树脂体积V：V(2)周期制水量Q：Q(3)运行周期时间T：流速v=15流量qT答：(1)树脂体积约为1.18；(2)周期制水量约为209.33；(3)运行周期时间约为17.8小时。4.解：设O含量为x，C含量为y，HC含量为z已知：J=J=根据水化学平衡，若J<J且J>0，水中含有O和即z=代入(2)得：x结合(1)：x两式相减：0.5则x验证：0.2+重新判断：题目中J=0.2，J=1.2。由于J<J，可能存在O、C、HC共存的情况（理论上只有当P=0情况A：只有C和HC。则x0.5y此时J=情况B：含有