锅炉水处理试卷及答案

锅炉水处理试卷及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。）1.天然水中硬度的主要成分是钙、镁的（）。A.硫酸盐和氯化物B.碳酸盐和重碳酸盐C.氢氧化物D.硝酸盐2.在锅炉水处理中，用来表示水质碱度的指标，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.CC.HD.H3.朗格利尔饱和指数（LSI）是用来判断水体（）倾向的指标。A.结垢或腐蚀B.结垢或污泥C.腐蚀或起泡D.毒性或净化4.钠离子交换软化法的主要目的是去除水中的（）。A.阴离子B.阳离子中的C、MC.所有阳离子D.溶解氧5.工业锅炉常用的锅内加药处理方法中，最常用的防垢剂是（）。A.氯化钠B.磷酸盐（如NPC.硫酸铝D.氢氧化钠6.顺流再生固定床离子交换器，其再生液流速通常控制在（）。A.1B.4C.10D.207.为了防止锅炉发生氧腐蚀，给水除氧最常用的热力除氧法，其除氧效果主要取决于（）。A.水的流速B.水的温度和压力C.除氧器的材质D.水的pH值8.反渗透（RO）膜透水量的驱动力是（）。A.浓度差B.温度差C.压力差D.电位差9.锅炉给水水质标准中，对于工作压力较高的锅炉，必须严格控制给水的（）含量，以防止汽轮机叶片积盐。A.钠离子B.电导率C.二氧化硅D.氯离子10.离子交换树脂受到铁污染时，其颜色通常变为（）。A.深褐色B.黑色C.蓝色D.绿色11.混合床（MB）离子交换器通常用于制取（）。A.软化水B.除盐水C.纯水（高纯水）D.自来水12.磷酸盐加药处理控制锅水pH值的范围通常为（）。A.7.0B.9.0C.12.0D.5.013.锅炉连续排污的主要目的是（）。A.排除锅底的水渣和泥垢B.排除锅水表面悬浮的泡沫和油脂C.排除锅水中含盐量较高的水，以控制锅水含盐量D.降低锅水温度14.下列哪种情况会导致树脂发生“有机物污染”？（）A.进水中含有大量的铁离子B.进水中含有腐殖酸、富维酸等天然有机物C.进水温度过高D.再生剂浓度过低15.在锅炉水汽系统中，最容易发生二氧化碳腐蚀的部位是（）。A.省煤器B.水冷壁C.汽包D.凝结水泵入口后的管路16.某锅炉锅水磷酸根含量控制标准为10∼30mA.增加磷酸盐加药量B.减少磷酸盐加药量C.停止加药D.增加排污量17.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18.阴离子交换树脂失效后，通常使用（）进行再生。A.HB.NC.ND.S19.锅炉进行酸洗除垢时，为了抑制酸对金属的腐蚀，必须添加（）。A.助溶剂B.缓蚀剂C.还原剂D.氧化剂20.下列关于电导率与含盐量的关系，说法正确的是（）。A.电导率越高，含盐量一定越高B.电导率越低，含盐量一定越低C.电导率与含盐量呈线性关系，比例系数固定D.电导率可以近似反映水中的含盐量，但受温度和离子种类影响二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的五个备选项中有两个至五个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。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E.气体2.锅炉水处理的目的主要包括（）。A.防止锅炉结垢B.防止锅炉腐蚀C.保证蒸汽品质D.节约燃料E.降低锅炉噪音3.常用的锅外水处理方法有（）。A.离子交换法B.膜分离法（反渗透、电渗析）C.锅内加药法D.热力除氧法E.混凝沉淀4.下列离子中，属于水中强酸阴离子的是（）。A.CB.SC.ND.HE.C5.离子交换树脂的主要性能指标包括（）。A.交换容量B.选择性C.物理稳定性（耐磨性）D.热稳定性E.颗粒粒径6.造成锅炉汽水共腾的原因有（）。A.锅水品质太差，含盐量或悬浮物过高B.锅炉负荷增加过快C.水位过高D.锅炉压力急剧下降E.锅炉长期停用7.下列关于锅炉腐蚀的叙述，正确的有（）。A.氧腐蚀通常是溃疡状的，伴有腐蚀产物B.游离C腐蚀会导致金属壁均匀减薄C.苛性脆化属于应力腐蚀D.提高给水pH值可以完全消除所有腐蚀E.沉积物下腐蚀容易发生在水冷壁管8.固定床离子交换器的运行操作步骤通常包括（）。A.反洗B.进再生液C.正洗D.运行（制水）E.大反洗9.影响混凝效果的因素主要有（）。A.水温B.水的pH值C.混凝剂种类和投加量D.水中杂质成分E.搅拌强度10.反渗透水处理装置前通常设置预处理系统，其作用是（）。A.去除悬浮物，防止膜堵塞B.调节pH值，防止膜水解C.添加阻垢剂，防止膜结垢D.杀灭细菌，防止微生物污染E.降低水温，提高产水量11.锅炉定期排污的目的是（）。A.排除锅底的水渣B.排除锅底泥垢C.调节锅水含盐量D.排除锅水表面的油脂E.检查排污门是否严密12.测定水中碱度时，用酚酞作指示剂测得的碱度包括（）。A.OB.C的一半C.HD.O和CE.P13.常用的除氧方法有（）。A.热力除氧B.真空除氧C.化学除氧（如联氨）D.解吸除氧E.树脂除氧14.锅炉化学清洗（酸洗）的工艺过程包括（）。A.系统水冲洗及查漏B.加酸清洗C.漂洗和钝化D.酸洗后水冲洗E.碱煮15.下列物质中，属于锅炉水垢成分的有（）。A.碳酸钙（CaB.氢氧化镁（MgC.硫酸钙（CaD.复杂硅酸盐E.氧化铁（F）三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列说法的正误，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，永久硬度是指加热煮沸能去除的那部分硬度。（）2.阳离子交换树脂失效后，颜色会变深，通常需要用酸进行再生。（）3.锅内加药处理可以完全代替锅外化学处理，适用于任何类型的锅炉。（）4.水的pH值越高，其对金属的腐蚀性一定越强。（）5.离子交换器反洗的目的是为了松动树脂层，清除截留的悬浮物和碎树脂。（）6.溶解氧是造成锅炉给水系统及省煤器腐蚀的主要原因。（）7.混合床离子交换器中，阴、阳树脂是混合均匀的，因此再生时也是混合再生。（）8.锅炉排污水量越大，锅水品质越好，因此应尽可能加大排污率。（）9.反渗透膜不仅能去除水中的离子，还能去除水中的绝大部分有机物和微生物。（）10.朗格利尔指数LSI>0时，水具有结垢倾向；LSI<0时，水具有腐蚀倾向。（）11.为了防止锅炉发生碱性腐蚀，锅水的pH值不应控制在12以上。（）12.铬黑T指示剂在pH=10的缓冲溶液中，滴定终点由酒红色变为纯蓝色。（）13.联氨（）不仅是一种除氧剂，还能将高价氧化铁还原为氧化亚铁，从而减缓腐蚀。（）14.锅炉水处理中，EDTA（乙二胺四乙酸）滴定法可以用来测定水的硬度。（）15.只要给水达到了无硬度、无氧的标准，锅炉就绝对不会发生任何腐蚀。（）四、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请将正确答案填在题中的横线上。）1.水中的硬度可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.在离子交换水处理中，001×7树脂中的“001”代表______，“7”代表交联度。3.锅炉给水进行氨处理时，通常是为了调节______的pH值，防止二氧化碳腐蚀。4.朗格利尔饱和指数的计算公式为：LSI=5.阴离子交换树脂最容易受______的污染，导致交换容量下降。6.锅炉进行化学清洗时，常用的无机酸清洗剂有盐酸和______。7.为了防止锅炉产生苛性脆化，必须保持相对碱度小于______。8.水处理中，混凝处理主要去除水中的______物质。9.某水样分析结果：C=40mg/L（以Ca10.磷酸盐加药处理中，为了防止生成易粘附的水渣，通常控制锅水中的N与P的摩尔比（R值）在______之间。11.活性炭过滤器在水处理预处理中主要作用是去除水中的______和余氯。12.锅炉排污率计算公式中，P=×10013.所谓“零排放”是指锅炉系统______为零。14.水的电导率随着温度的升高而______。15.在测定水中二氧化硅含量时，通常采用______比色法。五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分。）1.简述锅炉结垢的危害及水处理在防止结垢中的作用。2.简述离子交换树脂的污染种类及其复苏处理的一般方法。3.为什么给水需要进行除氧？常用的热力除氧器工作原理是什么？4.写出磷酸盐在锅水中与钙、镁离子反应的化学方程式，并简述协调pH-磷酸盐处理法的原理。5.简述反渗透（RO）水处理技术的主要特点及在锅炉给水预处理中的应用优势。6.解释什么是“汽水共腾”？产生的原因及处理措施是什么？六、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分。）1.某厂锅炉给水量为10t/h，凝结水回收率为50，补给水硬度为3.0mmol/L(1)该交换器的周期制水量（）；(2)交换器每天需要再生的次数（按24小时连续运行计算）。2.某锅炉的锅水含盐量控制在3000mg/L，给水含盐量为100m3.取水样100mL，用0.1000mol/L的HCl标准溶液测定碱度。当加入酚酞指示剂滴定至无色时，消耗HCl溶液8.0mL七、综合分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分。）1.某高压电站锅炉在运行中发现汽轮机叶片积盐严重，且过热器管有爆管隐患。经化学监督分析，发现蒸汽含钠量超标，且二氧化硅携带率明显偏高。锅水分析数据显示：磷酸根含量正常，但pH值偏低（接近7），电导率偏高。请结合所学知识，分析可能造成上述故障的原因，并提出相应的改进措施（从水汽质量控制和调整等方面回答）。2.某工业锅炉房配备了一台10t/h的蒸汽锅炉，补给水为深井地下水，水质分析如下：硬度4.5mmol/L请你作为水处理专家，对该锅炉的水处理系统进行诊断，指出存在的问题，并提出一套完整的技术改造方案（包括系统流程、设备选型建议及控制指标）。参考答案及解析一、单项选择题1.B。解析：碳酸盐硬度（暂时硬度）指加热煮沸能沉淀去除的钙镁盐，主要是重碳酸盐。2.D。解析：碱度是水中接受质子能力的物质总和，包括氢氧根、碳酸根、重碳酸根等。HS虽能解离出，但在常规碱度测定定义中不作为碱度组分，它贡献的是酸度。3.A。解析：朗格利尔饱和指数用于定性判断水是结垢还是腐蚀。4.B。解析：钠离子交换将C、M置换为N，从而去除硬度。5.B。解析：磷酸盐是应用最广泛的防垢剂，能与钙镁离子生成松软的水渣。6.B。解析：顺流再生时，再生液流速不宜过快，以保证有足够的接触时间，通常在4∼7.B。解析：根据亨利定律，气体在水中的溶解度随温度升高而降低，热力除氧即利用此原理，将水加热至饱和温度使氧气逸出。8.C。解析：反渗透是压力驱动膜分离过程。9.C。解析：高压蒸汽中二氧化硅的溶解携带能力大，易在汽轮机低压缸沉积成坚硬的二氧化硅垢。10.A。解析：铁污染通常使树脂变红、褐色或深褐色。11.C。解析：混合床是将阴、阳树脂混合装填，出水纯度极高，电导率极低。12.B。解析：磷酸盐处理需维持锅水一定的pH值以防止腐蚀和保证水渣流动性，通常控制在9∼13.C。解析：连续排污从表面排污，主要目的是排盐，控制含盐量；定期排污从底部排渣。14.B。解析：天然有机物（腐殖酸等）会吸附在阴树脂上，造成有机物污染。15.D。解析：C随凝结水溶入，形成碳酸，破坏保护膜，导致凝结水系统管道腐蚀。16.A。解析：实测值低于下限，应增加加药量，以维持足够的剩余量，防止钙垢。17.C。解析：铬黑T是测定钙镁总硬度最常用的金属指示剂。18.C。解析：阴树脂一般用Na19.B。解析：酸洗时必须添加缓蚀剂以保护金属基体。20.D。解析：电导率与含盐量正相关，但受温度及离子摩尔电导率（离子种类）影响，不是严格线性。二、多项选择题1.ABC。解析：按颗粒大小分为悬浮物、胶体、溶解物质。2.ABC。解析：水处理主要为了防垢、防腐蚀、保汽质。节约燃料是防垢带来的间接效益。3.AB。解析：锅外水处理指进入锅炉前的处理，主要是离子交换和膜分离。锅内加药是锅内处理，热力除氧虽属给水处理但通常归类于除氧系统，广义上也可算，但最典型的是A和B。注：D属于物理除氧，通常也归为给水处理范畴。本题若选ABD更严谨，但在水处理工艺分类中，AB是核心化学/物理化学处理。E是预处理。4.ABC。解析：强酸阴离子指强酸根离子，包括C、S、N等。HC和C5.ABCDE。解析：全选，这些都是树脂的重要性能指标。6.ABCD。解析：汽水共腾原因主要是水质差（含盐量高、油污）、负荷变化快、水位高、压力突变等。7.ABCE。解析：D错误，pH值过高会导致碱性腐蚀，不能消除所有腐蚀。8.ABCD。解析：运行步骤包括反洗、进再生液、置换（常归入正洗前或单独步骤）、正洗、运行。E不是每个周期都做。9.ABCDE。解析：全选，这些都是影响混凝效果的关键因素。10.ABCD。解析：E错误，水温升高产水量增加，但膜耐温有限，预处理通常不负责降温（除非有特殊要求）。11.AB。解析：定期排污主要排底部泥渣。调节含盐量靠连续排污。12.AB。解析：酚酞终点pH=8.3，此时O完全反应，C反应为HC13.ABCDE。解析：全选，这些都是常见的除氧方法。14.ABCDE。解析：化学清洗一般流程为：水冲洗（查漏）→碱煮（除油）→水冲洗→酸洗→水冲洗→漂洗→钝化。15.ABCDE。解析：全选，这些都是常见的锅炉垢成分。三、判断题1.×。解析：永久硬度是指加热煮沸不能去除的硬度（非碳酸盐硬度）。2.√。解析：阳树脂失效后吸附了C、M等，颜色变深，需用酸（HCl或3.×。解析：锅内加药仅适用于低压小型锅炉，不能代替锅外化学处理用于中高压或大型锅炉。4.×。解析：pH值低会引起酸性腐蚀，pH值过高会引起碱性腐蚀，不是简单的正相关。5.√。解析：反洗的作用就是松动树脂层并清洗截留的污物。6.√。解析：氧腐蚀是锅炉给水系统最主要的腐蚀形式。7.×。解析：混合床再生前必须先将阴、阳树脂分层，然后分别再生。8.×。解析：排污率过大会造成热量和工质浪费，应控制在合理范围内。9.√。解析：反渗透膜孔径极小，能截留几乎所有溶质。10.√。解析：LSI>0过饱和结垢，LSI<0欠饱和腐蚀。11.√。解析：防止苛性脆化和碱性腐蚀，相对碱度（游离NaOH/溶解固形物）应小于0.2，pH也不宜过高。12.√。解析：铬黑T在pH=10时，络合物为酒红色，指示剂本身为蓝色。13.√。解析：联氨是还原剂，除氧且能还原氧化铁，形成保护膜。14.√。解析：EDTA与Ca、Mg形成稳定络合物，是测定硬度的标准方法。15.×。解析：即使无硬度、无氧，若pH控制不当或存在其他杂质（如C、C浓缩），仍可能发生腐蚀。四、填空题1.暂时2.强酸性阳离子交换树脂（或凝胶型强酸性阳树脂）3.给水（和凝结水）4.实际pH值5.有机物（或铁、胶体硅等，填有机物最典型）6.氢氟酸（或柠檬酸，但填硝酸是错的，常用的是盐酸和氢氟酸或柠檬酸，此处填氢氟酸较常见于清洗硅垢，或填柠檬酸用于清洗不锈钢，填硝酸较少用于锅炉。标准答案通常为氢氟酸或氨基磺酸等。注：题目问常用无机酸，最主要是盐酸和氢氟酸）7.0.2（或20%）8.胶体9.1.6（解析：40/40+12/24=1+0.5=1.5。注：若Ca以Ca计，硬度摩尔质量为20；若以CaC计为50。题目说以Ca计，摩尔质量20。修正：若题目意为C质量浓度为40mg/L，则硬度为40/20=2。M为12mg/L，则12/12=1。总硬度为3。修正：若题目意为注：若题目意思是Ca10.2.2∼11.有机物12.给水含盐量（或排污水含盐量，公式中通常指给水含盐量带入锅内的量，或者指给水含盐量。公式P=/()×13.废水排放14.增大15.钼硅黄（或硅钼蓝）五、简答题1.答：危害：(1)浪费燃料：水垢导热系数比钢小得多（约1/30~1/50），导致传热效率降低，排烟温度升高，热效率下降，增加煤耗。(2)危及安全：结垢会导致管壁温度急剧升高，金属强度下降，严重时引起爆管。(3)缩短锅炉寿命：垢下腐蚀会导致管壁减薄穿孔。(4)影响出力：由于结垢，受热面传热变差，锅炉蒸发量下降。作用：锅炉水处理通过锅外处理（如离子交换软化、除盐）去除成垢离子（钙、镁等），以及锅内加药处理（如磷酸盐）调节水质，使钙镁离子形成松软水渣通过排污排出，从而防止硬垢的生成。2.答：污染种类：(1)铁污染：树脂呈深褐色，主要由进水含铁或设备腐蚀引起。(2)有机物污染：阴树脂受腐殖酸等污染，颜色变黑，能力下降。(3)硅污染：树脂吸附硅难以再生。(4)悬浮物淤塞：截留泥沙。复苏方法：(1)铁污染：可用10的HCl浸泡清洗，或添加还原剂、络合剂。(2)有机物污染：用温热的NaOH（4）和N(3)物理复苏：加强反洗，清洗悬浮物。3.答：原因：氧气是极强的去极化剂，能与金属铁形成微电池，造成电化学腐蚀，使给水系统、省煤器等发生溃疡状腐蚀，严重影响锅炉寿命。原理：热力除氧基于亨利定律。将水加热至沸腾温度，此时水面上蒸汽分压力接近全压，氧气的分压力接近于零，溶解在水中的氧气由于分压差而大量逸出被除去。同时，热力除氧还能去除大部分二氧化碳等气体。4.答：反应方程式：33原理：协调pH-磷酸盐处理法是通过控制锅水中磷酸根和pH值的对应关系，使锅水既有足够的磷酸根剩余以防止钙垢，又通过调节pH值（不使过高）来防止碱性腐蚀，并避免生成易粘附的磷酸镁水渣，而是生成流动性好的蛇纹石水渣（3MgO·25.答：特点：(1)能去除95以上的离子、有机物、细菌、热源。(2)无相变变化，能耗较低。(3)装置自动化程度高，操作简便。(4)对进水水质要求严格（预处理要求高）。应用优势：在锅炉给水中，RO作为预脱盐系统，可大幅减轻离子交换器的负荷，延长再生周期，减少酸碱废液排放，降低运行成本，并提高给水纯度。6.答：定义：汽水共腾是指锅炉锅水表面产生大量泡沫，汽泡破裂时飞溅出大量锅水水滴，蒸汽带水严重，造成蒸汽品质恶化的现象。原因：(1)锅水含盐量过高，悬浮物多，表面张力增大。(2)锅水含有油脂或有机物，起泡。(3)锅炉负荷增加过快，压力波动剧烈。措施：(1)加强连续排污，降低锅水含盐量。(2)限制锅炉负荷，平稳升压。(3)改善给水品质，防止油污进入锅炉。(4)必要时暂停运行，进行加药消泡或换水。六、计算题1.解：(1)计算树脂体积：V计算周期制水量：Q其中E=Q=折合体积制水量=总摩尔数/进水硬度V(2)计算每天再生次数：每小时需处理水量=10/运行周期时间T=由于周期大于24小时，所以每天不需要再生（或再生次数<1）。但若按24小时计算总需处理量：10×再生次数n=答：(1)该交换器周期制水量为314；(2)每天需再生约0.76次（即不到一次）。答：(1)该交换器周期制水量为314；(2)每天需再生约0.76次（即不到一次）。2.解：(1)校核锅水含盐量：根据物料平衡公式：=（近似推导：P=或者直接用：=×此处P==×5100m(2)计算最小排污率：设控制=3000公式：PP=答：在2%排污率下，锅水含盐量约为5100mg/L，超标。为维持标准，排污率至少需提高到3.45%。答：在2%排污率下，锅水含盐量约为5100mg/L，超标。为维持标准，排污率至少需提高到3.45%。3.解：设酚酞碱度P=8.0mL，甲基橙碱度判定碱度成分：因为P<M且P>0，所以水中含有O和计算各组分浓度（公式中注意除以水样体积100mL）：[修正：若P<M，通常含有C和HC。修正：若P<M若P>M，含有O和此题P=8,M=12。即重新计算：[C[H[H[O答：水中氢氧根浓度为0mmol/L，碳酸根浓度为16mmol/七、综合分析题1.答：原因分析：(1)蒸汽含钠量超标、电导率高：说明蒸汽机械携带严重（带水）。原因可能是锅水含盐量过高（浓缩倍率大）、锅炉负荷波动大或汽水分离器效率低。(2)二氧化硅携带率高：说明蒸汽有溶解性携带（选择性携带）。虽然磷酸根正常，但pH值偏低是关键。在高压锅炉中，Si的分配系数随pH值降低而显著增大。pH偏低（接近7）导致S(3)pH值偏低：可能是给水污染（如凝汽器泄漏带入冷却水）、加药系统故障（磷酸盐加药不足或中断）或有机物分解产生酸性物质。(4)过热器爆管隐患：蒸汽品质差，含钠和硅高，会在过热器管壁沉积盐垢，导致管壁过热蠕变，甚至爆管。改进措施：(1)调整锅水pH值：立即检查并加大磷酸盐加药量，或适当加入NaOH(2)控制锅水含盐量：加大连续排污量，