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工業用純水分類及應用

文章出處:未知發表時間:2021-06-19 14:26:03

一、純水的分類
       在工業用水中,根據對水的不同要求可按其純度進行分類。
        a.  軟化水   一般是指將水中的Ca2+、Mg2+等離子的含量降低或去除至一定程度的水。水在軟化過程中,硬度降低,軟化水一般廣泛應用于低壓工業鍋爐用水。軟化方法通常為離子交換法和藥劑軟化法。
        b.  純水   又稱去離子水    一般是指用物理、化學的方法將水中易于去除的強電解質去除之外,還將水中難以去除的硅酸即二氧化碳等弱電解質去除至一定程度的水。25℃純水中的電導率一般為0.1~1μS/cm,剩余含鹽量一般就在1mg/L以下。純水制備的常用方法有離子交換、滅菌、膜分離等方法。
       c. 高純水  又稱“超純水”,一般是指將水中的導電介質幾乎完全去除,又將水中不離解的膠體物質、氣體即有機物均去除至極低程度的水。高純水中剩余含鹽量應在0.1mg/L以下,25℃時的電導率在0.1μS/cm以下。
       d. 理論水   又稱理想水,即不含任何雜質的水,這樣的水是不存在的。
       e.  脫鹽水(包括一級脫鹽與二級脫鹽)   一般是指用物理、化學等方法將水中易于去除的強電解質去除至一定程度的水。在除鹽過程中亦除去了部分機械雜質和有機物質。脫鹽水中剩余含鹽量一般應有1~5mg/L,25℃時的電導率在1~10μS/cm。常用的脫鹽方法有蒸餾、膜分離、離子交換或幾種方法的組合使用。
 
二、純水的應用
        隨著高新技術的發展,工業部門對水、氣、化學試劑及環境越來越高的要求。水作為工業系統的“血液”,對其要求也相應提高。如今,純水和超純水已成為現代工業部門必不可少的基礎材料之一,在電子、醫藥、能源、化工、汽車、機械、電鍍、電池、冶金等行業及實驗室領域得到廣泛 應用。
      (1)純水在電子工業中的應用
        純水在電子工業中主要用作超大規模(VLSI)和甚大規模集成電路芯片(ULSI)清洗水。自1958年世界上第一塊集成電路問世以來,尤其是最近20年來,幾乎每隔2~3年就有一代產品問題,其集成度達到0.15μm以下,不斷地給人類生活和現代科學技術的發展產生深遠的影響。在集成電路的生產過程中有幾百道工序,其中80%以上的工序要使用高純水進行清洗。水中的各種微量雜質(電解質、顆粒、有機物、細菌、硅、溶解氣體)對產品質量都會有重要影響,因此高品質的純水對集成電路的生產至關重要。VLSI和ULSI對水質的要求成為當代高純水水質的極限。可以說,沒有高純水就沒有現代電子工業。
       (2)純水在醫藥工業中的應用
       純水在醫藥工業中有著十分廣泛的應用。醫用純化水一般是指應用于制藥工業生產工藝用純水,比如醫用大輸液制劑生產中直接接觸藥品設備、器具洗滌用水、洗瓶、配料、包裝材料的淋洗等工序的用水要采用純化水,醫院手術室清洗器械、透析機用水都采用純化水,其中輸液制劑要求的純化水標準更加嚴格,對純化水設備的制水工藝、消毒工藝、流量、流速等都有嚴格的標準。2015年頒布的《中國藥典》規定“醫用純化水是指采用蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得供制藥用的水,通過純化水裝置制備的純化水既要符合藥典純化水標準,又能符合GMP標準。
       (3)純水在能源工業中的應用
        能源工業如火電廠和核電公司在電能生產過程中需要用大量的高純水作為鍋爐的供水,鍋爐補給水有著嚴格的質量標準,不合格的水進入水汽循環系統,將有可能導致熱力設備結垢、腐蝕、過熱器和汽輪機的積鹽等各種危害。隨著高參數、大容量火電機組的迅速發展,對高壓鍋爐和超高壓鍋爐的補給水水質提出了更高的要求。
      (4)純水在化學工業中的應用
         純水、超純水在化學工業的應用也十分廣泛。化學工業中也常常需要涉及鍋爐用水,純水的應用可以保證鍋爐及整個系統的正常運轉。除了鍋爐補給水以外,化學工業生產中的工藝用水也需要純水,通常水量較大。在精細化工產品的生產中,反應用水、洗滌用水、結晶用水等對水質要求高,需要大量的純水。在離子膜法制堿工藝中的許多工序都需用無離子水,如電解工段離子膜堿濃度的調節,過濾二精工段樹脂的再生,高純酸工段高純鹽酸的生產等。在化工高純材料,如電子工業用MOS級試劑高絕緣性能的策粉及納米級化工材料的生產工藝中需要用18MΩ·cm的超純水。
    (5)純水在其他工業中的應用
       純水在輕工業如造紙廠、食品加工廠中也有著廣泛的應用。在紙漿和造紙廠、化學加工工廠、食品加工系統中需要用鍋爐來生產供加熱的蒸汽。在這些應用中,所需蒸汽質量不同于電廠所需的蒸汽質量。二氧化硅的沉淀和渦輪機葉片的腐蝕不是問題,比較而言,返回管線中冷凝液的酸性腐蝕才是最重要的。這涉及去除水中碳酸氫鹽和碳酸鹽的堿度,避免這些化合物在鍋爐中的解離,以及產生的二氧化碳進入冷凝管線。在這些工業過程中,提高鍋爐用水的純度是十分必要的。
 

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