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            什么是水的硬度以及硬度的種類和危害?
            發布日期:2016-08-30 21:47:57
            一、什么是水的硬度
                   水中有些金屬陽離子,同一些陰離子結合在一起,在水被加熱的過程中,由于蒸發濃縮,容易形成水垢,附著在受熱面上而影響熱傳導,我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+),它與水中的陰離子如碳酸根離子(CO32-)、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子(SO42-)、氯離子(Cl-)以及硝酸根離子(NO3-)等結合在一起,形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會形成硬度,但由于它們在天然水中的含量很少,可以略去不計。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看做水的硬度。 
                   水的硬度對鍋爐用水的影響很大,因此,應根據各種不同參數的鍋爐對水質的要求對水進行軟化或除鹽處理。
            二、水的硬度有哪幾種?
                   水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。
                (1)碳酸鹽硬度   主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經加熱之后分解成沉淀物從水中除去,故亦稱為暫時硬度,其反應式如下:
                   
            Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H1O
                   Mg(HCO3)2==Mg(OH)2↓+2CO2↑
                (2)非碳酸鹽硬度    主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去,故也稱為永久硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。
                碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度。
                水中Ca2+的含量稱為鈣硬度。
                水中Mg2+的含量稱為鎂硬度。

                當水中的總硬度小于總堿度時,它們之差稱為負硬度。 

            三、硬度的單位是如何表示的?

                硬度的常用單位是mmol/L或mg/L。過去常用的當量濃度N現已停用。換算時,1N=0.5mol/L。
                由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類形成的,因此,為了有一個統一的比較標準,有必要換算為另一種鹽類。通常用CaO或者是CaCO3的質量濃度來表示。當硬度為0.5mmol/L時,等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的CaCO3。此外,各國也有的用德國度、法國度來表示硬度。1德國度等于10mg/L的CaO,1法國度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當于2.8德國度、5.0法國度。

             四、硬水對工業生產有什么危害?

                硬水作為工業生產用的冷卻水,會使換熱器結水垢,嚴重的不僅會阻礙水流通道,使熱交換效果大大降低,影響生產的順利進行,甚至被迫停產。結垢還會產生垢下腐蝕,會使換熱器穿孔而損壞,不僅物料漏損,而且增加設備投資費用,浪費鋼材。硬水用于洗滌,也往往影響產品質量,如紡織印染會造成織物的斑點,不僅影響美觀,而且影響強度。硬水作為鍋爐用水,在鍋內加熱后,經過蒸發濃縮過程,使鍋爐受熱面結水垢,而水垢的導熱性能極差。
                水垢的導熱性能只有鋼材的幾百分之一。在鍋爐內結垢之后,如果仍要達到無水垢時同樣的爐水溫度,勢必要提高受熱面的壁溫,例如1.01Mpa(10atm)的鍋爐,壁溫為280℃,當硅酸鹽水垢達1mm厚時,要達到同樣的爐水溫度,壁溫要提高到680℃,此時鋼板的強度自3.92Mpa(40kgf/cm2)降至0.98Mpa(10kgf/cm2),嚴重的會引起爆裂事故。金屬溫度升高還會使金屬伸長,1m長的鋼板,每升高100℃,伸長1.2mm,增加材料應力,導致損壞。此外,結垢之后,使受熱面的傳熱情況變壞,燃燒熱也不能很好地傳給水,降低了鍋爐的熱效率,從而白白浪費燃料,如結有1.5mm厚硫酸鹽水垢,就要浪費燃料10%以上,并使鍋爐的出力大為降低。結水垢之后,還得經常清洗,不僅影響生產,且而降低鍋爐使用壽命,還要耗費人力物力。因此,硬水對工業生產的危害很大,必須根據產品或設備對水質的要求,對硬水進行軟化、除鹽或其他有效的水處理。
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