КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Влияние электрохимического потенциала на растворимость веществ

Рассмотрим вторую экспоненту выражения (12.35) для растворимости веществ. Обозначим ее как Кэл_х — поправочный коэффициент на влияние электрохимических процессов:

Х = ехЧ------ КГ------- ) =

= ехр( RT j-exp(-w-). (12.46)

Первая экспонента характеризует твердую фазу вещества, а вторая — растворенную.

Степень диссоциации а, электрический заряд е и потенциал ср в твер­дой фазе при изменении температуры до 600°С (диапазон температур вод­ного теплоносителя в энергетике) изменяется мало. В этом случае с ро­стом температуры первая экспонента формулы (12.46) будет увеличиваться,

Что ведет к увеличению растворимости. Степень диссоциации вещества в твердой фазе зависит от его структуры. Для ионного кристалла ат = 1. Из (12.46) видно, что растворимость ионного кристалла хуже, чем веществ с размытой молекулярной структурой. Кристаллы труднее «отдают» свои ионы в раствор.

В водном теплоносителе с увеличением температуры уменьшается ди­электрическая проницаемость, степень диссоциации растворенного веще­ства ас и электрический потенциал tpc снижаются, что приводит к падению растворимости.

При одинаковых прочих условиях сильный электролит имеет более высокую растворимость, чем слабый (выше степень диссоциации).

Рис. 12.18. Виды зависимости х°с = /(Т) Рис. 12.19. Виды зависимости х® = f(T) при докритичееком давлении воды. при сверхкритическом давлении воды.

Таким образом, проведенный анализ факторов, влияющих на раство­римость твердого вещества в водном теплоносителе, показывает, что они действуют неоднозначно. Так, при докритичееком давлении (рис. 12.18) в жидкой фазе (воде, Т <TS) растворимость веществ может иметь положи­тельный (а), отрицательный (б) или переменный (в) коэффициент раствори­мости. В паре (Т > Ts) растворимость веществ может расти по уравнению Шредера (г) или сперва падать (уменьшается степень диссоциации), затем — расти.

При сверхкритическом давлении в зоне большой теплоемкости (ЗБТ) происходит резкое снижение диэлектрической проницаемости и, следова­тельно, степени диссоциации, что ведет к снижению растворимости в этой

Зоне (а, рис. 12.19). При более высокой температуре растворимость может как снижаться (б), так и увеличиваться (в). В зоне высокой плотности во­ды (до ЗБТ) растворимость веществ может быть с положительным (д) или отрицательным (г) коэффициентом растворимости.

Растворимость веществ в водном теплоносителе зависит от индивиду­альных свойств вещества, от свойств растворителя, причем эти свойства, их взаимосвязь изменяются с изменением температуры и давления в системе.

В общем виде, следует рассмотреть еще влияние на растворимость таких факторов, как электрическое, магнитное, радиационное, гравитаци­онное и т. д. поля, фракционный состав твердой фазы, наличие других при­месей и т. д.