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    工業(yè)用純水分類及應(yīng)用

    工業(yè)用純水分類及應(yīng)用


    一、純水的分類

          在工業(yè)用水中，根據(jù)對(duì)水的不同要求可按其純度進(jìn)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(yīng)用于低壓工業(yè)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(xué)的方法將水中易于去除的強(qiáng)電解質(zhì)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(zhì)去除至一定程度的水。25℃純水中的電導(dǎo)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(dǎo)電介質(zhì)幾乎完全去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體即有機(jī)物均去除至極低程度的水。高純水中剩余含鹽量應(yīng)在0.1mg/L以下，25℃時(shí)的電導(dǎo)率在0.1μS/cm以下。

          d. 理論水   又稱理想水，即不含任何雜質(zhì)的水，這樣的水是不存在的。

           e.  脫鹽水（包括一級(jí)脫鹽與二級(jí)脫鹽）   一般是指用物理、化學(xué)等方法將水中易于去除的強(qiáng)電解質(zhì)去除至一定程度的水。在除鹽過程中亦除去了部分機(jī)械雜質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)。脫鹽水中剩余含鹽量一般應(yīng)有1～5mg/L，25℃時(shí)的電導(dǎo)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(yīng)用

          隨著高新技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)部門對(duì)水、氣、化學(xué)試劑及環(huán)境越來越高的要求。水作為工業(yè)系統(tǒng)的“血液”，對(duì)其要求也相應(yīng)提高。如今，純水和超純水已成為現(xiàn)代工業(yè)部門必不可少的基礎(chǔ)材料之一，在電子、醫(yī)藥、能源、化工、汽車、機(jī)械、電鍍、電池、冶金等行業(yè)及實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

       （1）純水在電子工業(yè)中的應(yīng)用

          純水在電子工業(yè)中主要用作超大規(guī)模（VLSI）和甚大規(guī)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(chǎn)品問題，其集成度達(dá)到0.15μm以下，不斷地給人類生活和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在集成電路的生產(chǎn)過程中有幾百道工序，其中80%以上的工序要使用高純水進(jìn)行清洗。水中的各種微量雜質(zhì)（電解質(zhì)、顆粒、有機(jī)物、細(xì)菌、硅、溶解氣體）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)有重要影響，因此高品質(zhì)的純水對(duì)集成電路的生產(chǎn)至關(guān)重要。VLSI和ULSI對(duì)水質(zhì)的要求成為當(dāng)代高純水水質(zhì)的極限。可以說，沒有高純水就沒有現(xiàn)代電子工業(yè)。

        （2）純水在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用

           純水在醫(yī)藥工業(yè)中有著十分廣泛的應(yīng)用。醫(yī)用純化水一般是指應(yīng)用于制藥工業(yè)生產(chǎn)工藝用純水，比如醫(yī)用大輸液制劑生產(chǎn)中直接接觸藥品設(shè)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(yī)院手術(shù)室清洗器械、透析機(jī)用水都采用純化水，其中輸液制劑要求的純化水標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，對(duì)純化水設(shè)備的制水工藝、消毒工藝、流量、流速等都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。2015年頒布的《中國藥典》規(guī)定“醫(yī)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(biāo)準(zhǔn)，又能符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。

         （3）純水在能源工業(yè)中的應(yīng)用

            能源工業(yè)如火電廠和核電公司在電能生產(chǎn)過程中需要用大量的高純水作為鍋爐的供水，鍋爐補(bǔ)給水有著嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不合格的水進(jìn)入水汽循環(huán)系統(tǒng)，將有可能導(dǎo)致熱力設(shè)備結(jié)垢、腐蝕、過熱器和汽輪機(jī)的積鹽等各種危害。隨著高參數(shù)、大容量火電機(jī)組的迅速發(fā)展，對(duì)高壓鍋爐和超高壓鍋爐的補(bǔ)給水水質(zhì)提出了更高的要求。

          （4）純水在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用 

            純水、超純水在化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用也十分廣泛?；瘜W(xué)工業(yè)中也常常需要涉及鍋爐用水，純水的應(yīng)用可以保證鍋爐及整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除了鍋爐補(bǔ)給水以外，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的工藝用水也需要純水，通常水量較大。在精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中，反應(yīng)用水、洗滌用水、結(jié)晶用水等對(duì)水質(zhì)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(diào)節(jié)，過濾二精工段樹脂的再生，高純酸工段高純鹽酸的生產(chǎn)等。在化工高純材料，如電子工業(yè)用MOS級(jí)試劑高絕緣性能的策粉及納米級(jí)化工材料的生產(chǎn)工藝中需要用18MΩ·cm的超純水。

         （5）純水在其他工業(yè)中的應(yīng)用

           純水在輕工業(yè)如造紙廠、食品加工廠中也有著廣泛的應(yīng)用。在紙漿和造紙廠、化學(xué)加工工廠、食品加工系統(tǒng)中需要用鍋爐來生產(chǎn)供加熱的蒸汽。在這些應(yīng)用中，所需蒸汽質(zhì)量不同于電廠所需的蒸汽質(zhì)量。二氧化硅的沉淀和渦輪機(jī)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(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)入冷凝管線。在這些工業(yè)過程中，提高鍋爐用水的純度是十分必要的。
     
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