冷却水化学处理污垢分析

冷却水化学处理污垢分析方法

污垢组份的测定

本方法适用于循环冷却水系统污垢组份分析，其内容包括： 1. 试样采集和预处理 6. 氧化锌的测定 2. 灼烧减量的测定 7. 三氧化二铝的测定 3. 酸不溶物的测定 8. 氧化铜的测定 4. 氧化钙与氧化镁的测定 9. 五氧化二磷的测定 5. 三氧化二铁的测定

通过污垢组份的测定，判别冷却水化学处理效果和揭示循环冷却水系统运行中的主要障碍。

1. 试样采集与预处理 1.1污垢样品的采集

1.1.1垢样必须在有代表性的水冷器，并具有传热面的管壁上采集，一般情况下，不取封头和花板上的垢样。为了使每次污垢样品分析结果有可比性，应尽量在同一管程，同一位号采集污垢样品。

1.1.2记录采样地点（包括水冷器、管程、位号）以及水冷器工况条件（包括材质、介质、温度、水流速等）。

1.1.3记录采集垢样外观，包括颜色（褐色、灰白、棕红、灰褐等），外形（块状、粒状、泥块等）及厚度。

1.1.4采集样品，一般不得少于5g。 1.2垢样的预处理

1.2.1如果垢样量大于10g，按四分法分至2g，移入瓷蒸发皿中，于105±5℃下干燥2～8小时。（时间长短根据试样含水量而定）。

1.2.2垢样稍冷后，于研钵中磨细到50～100目，然后于105±5℃下干燥至恒重备用。 1.3污垢组成系统分析示意图

样品→105℃干燥→磨细→105℃干燥→550℃灼烧→950℃灼烧→酸处理→滤液→相应预处理后测各成份

2.灼烧减量的测定（重量法） 2.1原理

根据灼烧前后重量差，求得灼烧减量。在550℃下灼烧前后的重量差表示有机物的含量。550～950℃灼烧前后的重量差表示碳酸盐的含量。 2.2仪器 2.2.1马福炉

2.2.2分析天平：感量0.0001g 2.3分析步骤

2.3.1550℃灼烧减量。

在预先经950±10℃灼烧至恒重的瓷坩埚中，称取经预处理后污垢样品0.5g（称准至0.0002g），将坩埚移入马福炉内于950±5℃下灼烧至恒重。 2.3.550～950℃灼烧减量。

将于550℃下测定灼烧减量后的试样，移入马福炉内于950±10℃下，继续灼烧至恒重。 2.4分析结果的计算

2.4.1 550℃灼烧减量X1（%），按下式计算：

X1=（（G1-G2）×100）/G

式中：G1——灼烧前试样和坩埚的重量，克

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G2——经550℃灼烧后试样和坩埚的重量，克 G——试样的重量，克

2.4.2 550～950℃灼烧减量X2（%），按下式计算：

X2=（（G2-G3）×100）/G

式中：G2——550℃灼烧后试样和坩埚的重量，克

G3——经950℃灼烧后试样和坩埚的重量，克 G——试样的重量，克

2.5允许差

平行测定两结果差不大于0.5%。 2.6结果表示

取平行测定结果的算术平均值，作为污垢的灼烧减量。 3.酸不溶物的测定（重量法） 3.1原理

试样经盐酸、硝酸加热分解后，酸不溶部分用重量法测定。 3.2试剂 3.2.1盐酸 3.2.2硝酸

3.2.3定量滤纸：中速

3.2.4硝酸银溶液：1g硝酸银，用水溶解，加1mL硝酸，用水稀释至100mL。 3.3仪器 3.3.1马福炉 3.3.2砂浴

3.3.3分析天平，感量0.0001g。 3.4分析步骤。

3.4.1将测定灼烧减量后的试样，移入100mL瓷蒸发皿中，加少量水调成糊状。 3.4.2慢慢加入10mL盐酸，于砂浴上蒸干，再加入10mL硝酸，在加热蒸干。 3.4.3取下瓷蒸发皿加入10mL盐酸及约50mL温水，煮沸，充分搅拌后趁热用中速定量滤纸过滤，用1%硝酸溶液洗涤，再用热水洗涤到滤液中不含氯离子为止（用硝酸银检验）。滤液收集于250mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀。

3.4.4将滤纸移入预先恒重的瓷坩埚中，于电炉上小火灰化后，于950±10℃下灼烧至恒重。 3.5分析结果的计算

酸不溶物含量X3（%），按下式计算：

X3=（（G4-G5）×100）/G

式中：G4——950℃灼烧后残渣和坩埚的重量，克

G5——坩埚的重量，克 G——试样的重量，克

3.6允许差

平行测定两结果不大于0.5% 3.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样酸不溶物含量。 4.氧化钙和氧化镁含量的测定（EDTA滴定法） 4.1原理

在PH5.5时，铁，铝离子与醋酸钠反应，生成酸式醋酸盐沉淀，与钙、镁离子分离。然后用EDTA滴定法进行氧化钙和氧化镁的测定。

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4.2试剂

4.2.1 40%氢氧化钠溶液 4.2.2 20%氢氧化钾溶液。 4.2.3 1+2硝酸溶液 4.2.4 12%醋酸钠溶液

4.2.5 1+3三乙醇胺溶液。

4.2.6钙指示剂——称取1g钙指示剂与100g干燥无水硫酸钾固体研磨混匀，贮存于棕色瓶中。

4.2.7酸性铬兰K-萘酚绿B指示剂——称取0.1g酸性铬兰K和0.26g萘酚绿B置于研钵中，加入10g干燥无水硫酸钾固体，研磨混匀，贮存于棕色瓶中。 4.2.8氨-氯化铵缓冲溶液——称取54g氯化铵溶于水中，加350mL氨水，用水稀释到1000mL。 4.2.9 0.01mol/LEDTA标准溶液。 4.3仪器

滴定管，50mL 4.4分析步骤 4.4.1预处理

吸取测定酸不溶物后的滤液50mL于250mL锥形瓶中，用40%氢氧化钠溶液中和至呈现混浊，再加1+2硝酸使沉淀刚溶解，然后加入12%醋酸钠溶液10mL煮沸2～3分钟，使沉淀凝聚，稍冷后移入100mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，澄清后用快速滤纸干过滤。

4.4.2氧化钙含量的测定

吸取上述干过滤后溶液25mL，移入250mL锥形瓶中，加入约50mL水及1+3三乙醇胺5mL，20%氢氧化钾溶液5mL，摇匀，加入钙指示剂约30mg。用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。 4.4.3氧化镁含量的测定。

吸取上述干滤后溶液25mL，移入250mL锥形瓶中，加入约50mL水及1+3三乙醇胺5mL。PH=10的氨-氯化铵缓冲液10mL，摇匀，加入酸性铬兰K-萘酚绿B指示剂约30mg。用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。 4.5分析结果的计算

4.5.1氧化钙含量X4（%），按下式计算；

X4=〔（（C×V×（56/1000））×100〕/（G×（50/250）×（25/100）） 式中：C——EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L

V——滴定消耗EDTA标准溶液的体积，mL 56——氧化钙的摩尔质量，g/mol G——试样的质量，g

4.5.2氧化镁含量X5（%），按下式计算：

X5=〔（C×（V1-V）×40.3）×100〕/（G×（50/250）×（25/100）×1000） 式中：V1——滴定消耗EDTA标准溶液的体积，mL

V——滴定氧化钙含量时消耗EDTA标准溶液的体积，mL C——EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L 40.3——氧化镁的摩尔质量，g/mol G——试样的质量，g

4.6允许差

平行测定两结果差不大于0.5%

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4.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作垢样中氧化钙，氧化镁的含量。 5三氧化二铁含量的测定（EDTA滴定法） 5.1原理

在PH1.7～2.2时三价铁离子与EDTA形成络合物，以苯甲酰苯基羟胺为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。 5.2试剂

5.2.1氨水1+1

5.2.2 2%苯甲酰苯基羟胺乙醇溶液（钽试剂） 5.2.3 2mol/L氯乙酸溶液。 5.2.4 0.01mol/LEDTA标准溶液 5.3仪器

滴定管，50mL 5.4分析步骤

5.4.1吸取测定酸不溶物后的滤液20～50mL，于250mL锥形瓶中，用水稀释至约75mL，用1+1氨水中和至PH1.5～2.5，加入5mL2mol/L氯乙酸溶液。

5.4.2将溶液加热至60～70℃，然后加入2%钽试剂约1mL，趁热用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变黄色为终点。 5.5分析结果的计算

三氧化二铁含量X6（%），按下式计算；

X6=〔（（C×V×（159.68/2））×100〕/（G×（A/250）×1000）

式中：

C——EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L G——试样的质量，g V——滴定消耗EDTA标准溶液的体积，mL A——吸取测定酸不溶物后滤液的体积，mL 159.68——三氧化二铁的摩尔质量，g/mol 5.6允许差

平行测定两结果差不大于0.2% 5.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中三氧化二铁的含量。 6.三氧化二铝含量的测定（EDTA滴定法） 6.1原理

在络合滴定铁后的溶液中，加入过量EDTA标准溶液，调节溶液PH=4.5，煮沸，使铝与EDTA定量络合，以亚硝基R盐为指示剂，用硫酸铜标准溶液回滴过剩的EDTA标准溶液。 6.2试剂

6.2.1 0.2%亚硝基R盐溶液；1亚硝基-2萘酚-3.6二磺酸钠；（C10H5NNa2O8S2） 6.2.2 PH4.5乙酸-乙酸铵缓冲溶液。 称取77g乙酸铵（称准至0.01g）溶于约500mL水中，加入59mL冰乙酸，用水稀释至1000mL。 6.2.3 0.01mol/LEDTA标准溶液 6.2.4 0.01mol/L硫酸铜标准溶液。

6.2.4.1称取2.495g硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶于约500mL水中，加入2～3滴浓硫酸，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。 6.2.4.2标定

吸取0.01mol/LEDTA标准溶液20mL，移入250mL锥形瓶中，加入约50mL水及PH4.5

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乙酸-乙酸铵缓冲溶液20mL，加入0.2%亚硝基R盐指示剂约1mL，用0.01mol/L硫酸铜溶液滴定至溶液由浅黄色变为黄绿色即为终点。 6.2.4.3计算

M2=（M1×V1）/V2

式中：

M2——硫酸铜标准溶液的浓度，mol/L V2——滴定消耗硫酸铜标准溶液的体积，M1——EDTA标准溶液的浓度，mol/L mL V1——加入EDTA标准溶液的体积，mL 6.3仪器

滴定管，50mL 6.4分析步骤

6.4.1在测定三氧化二铁含量后的溶液中，准确加入20mL0.01mol/LEDTA标准溶液，摇匀，加入PH4.5乙酸-乙酸铵缓冲溶液20mL，于电炉上加热煮沸5分钟，取下冷却。

6.4.2加入0.2%亚硝基R盐约1mL，用0.01mol/L硫酸铜标准溶液滴定至溶液由浅黄色变为黄绿色即为终点。 6.5分析结果的计算

三氧化二铝的含量X7（%），按下式计算；

X7=〔（（V1M1- V2M2）×（101.96/2））×100〕/（G×（A/250）×1000）

式中：

M1—EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L 101.96—三氧化二铝的摩尔质量，g/mol V1—加入EDTA标准溶液的体积，mL G—试样的质量，g M2—硫酸铜标准溶液的浓度，mol/L A—测定三氧化二铁含量时吸取滤液的体V2—滴定消耗硫酸铜标准溶液的体积，mL 积，mL 6.6允许差

平行测定两结果差不大于0.2% 6.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中三氧化二铝的含量。 7.氧化锌含量的测定（EDTA滴定法） 7.1原理

经测定酸不溶物的滤液中，加入氟化铵，消除铁、铝离子干扰，于PH5.5下，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定试样中锌离子。 7.2试剂 7.2.1 氟化铵

7.2.2 2mol/L氢氧化钠溶液 7.2.3 0.01mol/LEDTA标准溶液 7.2.4 0.5%二甲酚橙溶液

7.2.5 PH5.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液配制—称取200g醋酸钠（NaAC·3H2O）溶于150mL水中,加9mL冰醋酸,用水稀释到1000mL。 7.3仪器

滴定管,50mL 7.4分析步骤

7.4.1吸取测定酸不溶物后滤液10～50mL,移入250mL锥形瓶中,加入2g氟化铵,用水稀释至约75mL,用2mol/L氢氧化钠溶液调节PH约5～6,摇匀后加入10mLPH=5.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液,温热至30～40℃。

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7.4.2加入二甲酚橙指示剂2～3滴,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色突变为黄色为终点.

7.5分析结果的计算

氧化锌含量X8（%），按下式计算；

X8=（C×V×81.4×100）/（G×（A/250）×1000）

式中：C——EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L

V——滴定消耗EDTA标准溶液的体积，mL 81.4——氧化锌的摩尔质量，g/mol G——试样的质量，g

A——吸取测定酸不溶物后滤液的体积，mL 7.6允许差

平行测定两结果差不大于0.4% 7.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中氧化锌的含量。 8.氧化铜含量的测定（BCO分光光度法） 8.1原理

在分离铁,铝离子后的溶液中,在PH8～9时,铜离子与双环已酮草酰二腙反应生成兰色络合物,用比色法测定. 8.2试剂

8.2.1氨水1+1.

8.2.2铜标准溶液:称取0.3929g硫酸铜(CuSO4·5H2O),溶于水中,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,吸取上述稀释液25mL,移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,此溶液1mL含0.01mg铜.

8.2.3 0.1%双环已酮草酰二腙(BCO):

称取0.5g双环已酮草酰二腙(称准至0.01g)加入约50mL乙醇,在水浴上温热,搅拌,溶解后用水稀释至500mL,摇匀。

8.2.4 PH8.5氨-氯化铵缓冲溶液的配制:称取氯化铵40g(称取至0.01g);溶于适量水中加入氨水9mL,用水稀释至500mL。 8.3仪器

分光光度计 8.4分析步骤

8.4.1标准曲线的绘制

分别吸取1mL含0.01mg铜标准溶液0,1.0,3.0,5.0,7.0mL于5只50mL容量瓶中,依次加入15mLPH8.5氨-氯化铵缓冲溶液及15mLBCO溶液,用水稀释至刻度摇匀放置5分钟,用分光光度计,于600nm,用3cm比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度,用测得吸光度为纵坐标,相对应铜含量(毫克)为横坐标,绘制标准曲线. 8.4.2试样测定.

吸取测定氧化钙,氧化镁用的干过滤后滤液15mL,移入50 mL容量瓶中.

8.4.2.2用1+1氨水调节PH9左右,然后加入15mL氨-氯化铵缓冲溶液,15mLBCO溶液,用水稀释至刻度,摇匀,放置5分钟。

8.4.2.3于600nm处,用3cm比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度.于标准曲线上查得相应的铜含量。

8.5分析结果的计算 氧化铜含量X9（%），按下式计算；

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X9=（1.251×A×100）/（G×（50/250）×（15/100））1000

式中：A——从标准曲线上查得铜离子含量，mg

1.251——铜换算为氧化铜的系数。 G——试样的质量，g 8.6允许差

平行测定两结果差不大于0.15% 8.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中氧化铜的含量。 9.五氧化二磷含量的测定（抗坏血酸法） 9.1原理

样品经酸分解后的溶液，在酸性溶液中，正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸，再用抗坏血酸还原成磷钼兰。 9.2试剂

9.2.1钼酸铵溶液。

称取7.0g钼酸铵（称准至0.01g）溶于约500mL水中，加入0.2g酒石酸锑钾及80mL硫酸，冷却后，用水稀释到1000mL，混匀，贮存于棕色瓶中。（有效期6个月）。 9.2.2抗坏血酸溶液。

称取17.6g抗坏血酸（称准至0.01g）溶于约500mL水中，加入0.2gEDTA二钠及8mL甲酸，用水稀释到1000mL，混匀，贮存于棕色瓶中。（有效期1个月）。 9.2.3五氧化二磷标准溶液

称取0.1917g预先在100~105℃下烘干的磷酸二氢钾（KH2PO4）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，用水稀释到刻度，混匀，此溶液1mL含0.1mg五氧化二磷。 9.3仪器 9.3.1分光光度计。 9.3.2电炉。 9.4分析步骤

9.4.1标准曲线的绘制

分别吸取1mL含0.1mg五氧化二磷标准溶液0.1，0.3，0.5，0.7，0.9mL于5只50mL容量瓶中，依次向各瓶加入约25mL水及5mL钼酸铵溶液，摇匀，再加入3mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，室温下放置10分钟，用分光光度计，于710nm处，用1cm比色皿，以水空白为参比，测其吸光度。用测得吸光度为纵坐标，相对应的五氧化二磷含量（毫克）为横坐标绘制标准曲线。 9.4.2试样的测定

吸取测定酸不溶物后滤液0.5～5mL，于50mL容量瓶中，加约20mL水及5mL钼酸铵溶液，3mL抗坏血酸溶液，用水稀释到刻度，摇匀，室温下放置10分钟，于710nm处，用1cm比色皿，以水空白为参比，测其吸光度。与标准曲线上查得相应的五氧化二磷的含量。 9.5分析结果的计算

五氧化二磷含量X10（%），按下式计算：

X10=(C×100)/（G×（A/250））1000

式中：C——从标准曲线上查得五氧化二磷含量，mg

G——试样的质量，g

A——吸取测定酸不溶物后溶液的体积，mL 9.6允许差

平行测定两结果差不大于0.2%。 9.7结果表示

取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中五氧化二磷的含量。

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