一、什么是水的硬度
水中有些金屬陽(yáng)離子，同一些陰離子結(jié)合在一起，在水被加熱的過(guò)程中，由于蒸發(fā)濃縮，容易形成水垢，附著在受熱面上而影響熱傳導(dǎo)，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(jiàn)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(jié)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(huì)形成硬度，但由于它們?cè)谔烊凰械暮亢苌伲梢月匀ゲ挥?jì)。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看做水的硬度。
水的硬度對(duì)鍋爐用水的影響很大，因此，應(yīng)根據(jù)各種不同參數(shù)的鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求對(duì)水進(jìn)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(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱為暫時(shí)硬度，其反應(yīng)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(dāng)水中的總硬度小于總堿度時(shí)，它們之差稱為負(fù)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(guò)去常用的當(dāng)量濃度N現(xiàn)已停用。換算時(shí)，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(gè)統(tǒng)一的比較標(biāo)準(zhǔn)，有必要換算為另一種鹽類。通常用CaO或者是CaCO3的質(zhì)量濃度來(lái)表示。當(dāng)硬度為0.5mmol/L時(shí)，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各國(guó)也有的用德國(guó)度、法國(guó)度來(lái)表示硬度。1德國(guó)度等于10mg/L的CaO，1法國(guó)度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當(dāng)于2.8德國(guó)度、5.0法國(guó)度。
四、硬水對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有什么危害？
硬水作為工業(yè)生產(chǎn)用的冷卻水，會(huì)使換熱器結(jié)水垢，嚴(yán)重的不僅會(huì)阻礙水流通道，使熱交換效果大大降低，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，甚至被迫停產(chǎn)。結(jié)垢還會(huì)產(chǎn)生垢下腐蝕，會(huì)使換熱器穿孔而損壞，不僅物料漏損，而且增加設(shè)備投資費(fèi)用，浪費(fèi)鋼材。硬水用于洗滌，也往往影響產(chǎn)品質(zhì)量，如紡織印染會(huì)造成織物的斑點(diǎn)，不僅影響美觀，而且影響強(qiáng)度。硬水作為鍋爐用水，在鍋內(nèi)加熱后，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮過(guò)程，使鍋爐受熱面結(jié)水垢，而水垢的導(dǎo)熱性能極差。
水垢的導(dǎo)熱性能只有鋼材的幾百分之一。在鍋爐內(nèi)結(jié)垢之后，如果仍要達(dá)到無(wú)水垢時(shí)同樣的爐水溫度，勢(shì)必要提高受熱面的壁溫，例如1.01Mpa（10atm）的鍋爐，壁溫為280℃，當(dāng)硅酸鹽水垢達(dá)1mm厚時(shí)，要達(dá)到同樣的爐水溫度，壁溫要提高到680℃，此時(shí)鋼板的強(qiáng)度自3.92Mpa（40kgf/cm2）降至0.98Mpa（10kgf/cm2），嚴(yán)重的會(huì)引起爆裂事故。金屬溫度升高還會(huì)使金屬伸長(zhǎng)，1m長(zhǎng)的鋼板，每升高100℃，伸長(zhǎng)1.2mm，增加材料應(yīng)力，導(dǎo)致?lián)p壞。此外，結(jié)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(fèi)燃料，如結(jié)有1.5mm厚硫酸鹽水垢，就要浪費(fèi)燃料10%以上，并使鍋爐的出力大為降低。結(jié)水垢之后，還得經(jīng)常清洗，不僅影響生產(chǎn)，且而降低鍋爐使用壽命，還要耗費(fèi)人力物力。因此，硬水對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的危害很大，必須根據(jù)產(chǎn)品或設(shè)備對(duì)水質(zhì)的要求，對(duì)硬水進(jìn)行軟化、除鹽或其他有效的水處理。
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