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1、在鍋爐給水處理工藝過(guò)程中,除氧是一個(gè)非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。氧是給水系統(tǒng)和鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì),給水中的氧應(yīng)當(dāng)迅速得到清除,否則它會(huì)腐蝕鍋爐的給水系統(tǒng)和部件,,腐蝕產(chǎn)物氧化鐵會(huì)進(jìn)入鍋內(nèi),沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上,形成難容而傳熱不良的鐵垢,而且腐蝕會(huì)造成管道內(nèi)壁出現(xiàn)點(diǎn)坑,阻力系數(shù)增大。管道腐蝕嚴(yán)重時(shí),甚至?xí)l(fā)生管道爆炸事故。國(guó)家規(guī)定蒸發(fā)量大于等于2噸每小時(shí)的蒸汽鍋爐和水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。多年來(lái)眾多鍋爐給水處理工作者一
2、直都在本文介紹鍋爐給水幾種主要除氧的主要方法,并結(jié)合近幾年在這些方法基礎(chǔ)上作的調(diào)整和改進(jìn),對(duì)這幾種方法作分析和總結(jié),供鍋爐給水處理工作者參考。1除氧途徑的分析1.1物理方法根據(jù)亨利定律可知,任何氣體同時(shí)存在于水面上,則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比,而且氣體的溶解度僅與其本身的分壓力有關(guān)。在一定壓力下,隨著水溫升高,水蒸汽的分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來(lái)越小。在100℃時(shí),氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。當(dāng)水面上
3、壓力小于大氣壓力時(shí),氧氣的溶解度在較低水溫時(shí)也可達(dá)到零。這樣,隨著水溫的升高,減小其中氧的溶解度,就可使水中氧氣逸出。另外,水面上空間氧氣分子被排出,或轉(zhuǎn)變成其它氣體,從而氧的分壓力為零,水中氧氣就不斷地逸出。采用物理方法除氧,是利用物理的方法將水中的氧氣析出,常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。1.2化學(xué)方法用化學(xué)方法除氧,主要是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)除去水中含有的氧氣,使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的金屬或其它藥劑的化合物
4、,從而將其消除,常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。1.3電化學(xué)方法鍋爐給水除氧,除可以采用化學(xué)方法和物理方法之外,還可以采用電化學(xué)方法。電化學(xué)除氧,是應(yīng)用電化學(xué)保護(hù)的原理,使一種易氧化的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕,讓水中的氧被消耗掉而去除。此法與上述除氧方法比較,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作使用方便,運(yùn)行費(fèi)用低,可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。但是電化學(xué)除氧法目前雖然尚無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn),但根據(jù)試制使用的情況看,其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較明顯。2.1熱力除氧熱力除
5、氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點(diǎn),使氧的溶解度減小,水中氧不斷逸出,再將水面上產(chǎn)生的氧氣連同水蒸汽一道排除,還能除掉水中各種氣體(包括游離態(tài)CO2,N2),如用銨鈉離子交換法處理過(guò)的水,加熱后3也能除去。除氧后的水不會(huì)增加含鹽量,也不除氧效果也不太可靠,一般用在對(duì)給水品質(zhì)要求不高的小型鍋爐房,或者作為熱力網(wǎng)補(bǔ)給水,以及高壓鍋爐熱力除氧后的補(bǔ)充除氧,一般僅作輔助措施。(2)亞硫酸鈉除氧,這是一種爐內(nèi)加藥
6、除氧法。因?yàn)樵诮o水系統(tǒng)中氧使鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì),所以要求迅速將氧從給水中去除,一般使用亞硫酸鈉作為除氧劑,2Na2SO3O2→2Na2SO4,通常要求加藥量比理論值大。溫度愈高,反應(yīng)時(shí)間愈短,除氧效果愈好。當(dāng)爐水pH=6時(shí),效果最好,若pH增加則除氧效果下降。加入銅、鈷、錳、錫等作催化劑,可提高除氧效果。該方法由于亞硫酸鈉價(jià)廉故而投資低,安全,操作也較為簡(jiǎn)單。但此法加藥量不易控制,除氧效果不可靠,無(wú)法保證達(dá)標(biāo)。另外還會(huì)增加鍋爐水含鹽量
7、,導(dǎo)致排污量增大、熱量浪費(fèi),是不經(jīng)濟(jì)的。因此該方法一般用在小型鍋爐房和一些對(duì)水質(zhì)要求較高的熱力系統(tǒng)中作為輔助除氧方式。(3)聯(lián)氨(肼)除氧,目前此法多用作熱力除氧后的輔助措施,以達(dá)到徹底清除水中的殘留氧,而不增加爐水的含鹽量。當(dāng)壓力大于6.3Mpa時(shí),亞硫酸鈉主要分解成腐蝕性很強(qiáng)的二氧化硫和硫化氫,因此對(duì)高壓鍋爐,多采用聯(lián)氨,聯(lián)氨與氧反應(yīng)生成氮和水,有利于阻礙腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展。因聯(lián)氨有毒,容易揮發(fā),不能用于飲用水鍋爐和生活用水鍋爐除氧。
8、許多鍋爐廠正限制或不再使用。2.4解析除氧解析除氧時(shí)近年來(lái)興起的一種比較先進(jìn)的技術(shù),其工作原理解是將不含氧的氣體與要除氧的給水強(qiáng)烈混合接觸,使融解在水中的氧解析至氣體中去,如此循環(huán)而使給水達(dá)到脫氧的目的。解吸除氧有以下特點(diǎn):1.待除氧水不需要預(yù)熱處理,因此不增加鍋爐房自耗汽;2.解吸除氧設(shè)備占地少,金屬耗量小,從而減少基建投資;3.除氧效果好。在正常情況下,除氧后的殘余含氧量可降到0.05mgL;4.解吸除氧的缺點(diǎn)是裝置調(diào)整復(fù)雜,管道系
9、統(tǒng)及除氧水箱應(yīng)密封?,F(xiàn)在的解析除氧方法一般采用新型解析除氧器,用加熱器代替了原來(lái)的鍋爐煙氣加熱,并采用活性炭加催化劑作為還原劑,從而大大減少設(shè)備占地面積,在解析內(nèi)部增加隔板控制水流,并加小孔和孔管,使水中的含氧氣體充分逸出,達(dá)到很好的除氧效果。解吸除氧設(shè)備小,制造容易,耗鋼材,投資低,操作方便,運(yùn)行可靠,不用化學(xué)藥品,減少了環(huán)境污染,可在低溫下除氧,除氧效果好。目前國(guó)內(nèi)在熱水鍋爐和單層布置的工業(yè)鍋爐內(nèi)已廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是只能除去水中氧氣
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