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一、熱力除氧
熱力除氧原理是將水加熱至相應壓力下的飽和溫度(一般達到沸點),蒸汽分壓力接近水面上的全壓力,溶解于水中氧的分壓力接近于零,使氧析出,再將水面上產生的氧氣排除,從而保證給水含氧量達到水質標準的要求。
熱力除氧有以下特點:
(1)不僅能除O2,還能除CO2及其他氣體;
(2)除氧水中不增加含鹽量,也不增加其它氣體的溶解量;
熱力除氧按壓力大小可分為壓力式和大氣式兩種。鍋爐給水常采用大氣式熱力除氧器,除氧器內保持比大氣壓力稍高的壓力(一般為0.02~0.025MPa表壓力,此壓力下飽和溫度為104~105℃),以便于排出逸出的氣體。在實際運行中,常因熱負荷頻繁變動及管理操作水平等原因,而使鍋爐給水實際的除氧效果受較大影響。另外,熱力除氧還需要有蒸汽供應。
二、真空除氧
真空式除氧是在低于大氣壓力(真空度600~700mmHg)下進行除氧的,屬于低溫除氧。常用的真空除氧系統有蒸汽噴射和水噴射兩種,由于給水溫度要求低,用熱水加熱即可,因此可用于熱水鍋爐系統。
真空除氧效果好壞的關鍵是保證真空度,由于熱負荷的波動,同時系統的氣密性難以保證,故在供熱系統除氧中應用不廣泛。
三、解析除氧
解析除氧是基于亨利定律,氧在水中的溶解度與水所接觸的氣體中的氧的分壓力成正比,而氣體中氧的分壓力又與氣體中氧的含量成正比,因此將要除氧的給水與已脫氧的氣體強烈混合,則溶解于水中的氧大量擴散到氣體中,從而達到除氧的目的。
1、解析除氧有以下特點:
(1)不需加熱,可常溫下除氧,節約能源;
(2)根據資料核算,其初步投資約為熱力除氧的2/3,真空除氧的2/5。運行費用比熱力除氧、真空除氧、亞硫酸鈉除氧,氧化還原樹脂都低得多;
(3)除噴射器布置要求一定高度外,其余均為低位布置,占地較少。
2、解析除氧也存在一些不利因數:
(1)只能除氧,不能除其他氣體,除氧后水中CO2有所增高,PH值降低0.2~0.3;
(2)要消耗一定的電力;
(3)產品質量及催化脫氧劑差異很大,造成使用效果不一致;
(4)系統的氣密性要求難以保證。
解析除氧技術一直在不斷發展和改進,又稱新型解析除氧,這種方法屬于常溫低位除氧,但設備高處也要達到6m左右,還要有加熱器、除氧水泵、溫控器等,系統較為復雜。
四、化學除氧
1、化學藥劑除氧
化學除氧也是一種常用的除氧措施,常用的除氧反應劑有亞硫酸鈉、聯氨等。
(1)亞硫酸鈉除氧
投加亞硫酸鈉是中小鍋爐常用的一種除氧方式。它是一種較強的還原劑,與水中氧反應生成硫酸鈉,從而除去水中的氧,反應式:2Na2SO3+O2→2Na2SO4。按理論計算,除去1mg/l的氧需要8mg/l的亞硫酸鈉,但實際上要加入20mg/l工業亞硫酸鈉(Na2SO4 .7H2O)。
亞硫酸鈉除氧基建投資小,運行操作簡單,但是除氧效果不可靠,增加鍋爐水的含鹽量,需加大排污,造成熱量和水量的損失,也提高了鍋爐產生CaSO4水垢的可能性。亞硫酸鈉除氧只能用于壓力較低的中小鍋爐。
(2)聯氨除氧
聯氨在常溫下是無色液體,易溶于水與乙醇。聯氨是非常有效的除氧劑,與水中氧氣反應生成水與氮氣,不增加水中的含鹽量,反應式:N2H4+O2→2H2O+N2,目前主要用于熱力除氧后的輔助措施,以消除水中殘留的氧。但聯氨在低溫時與溶解氧反應速度較慢,且易燃易爆,對人體可能有致癌作用。故聯氨常用在中、高壓鍋爐。
2、樹脂除氧
樹脂除氧屬于化學除氧的范疇。除氧樹脂按其原理的不同,可分為:氧化還原型樹脂;載體型樹脂;觸媒型樹脂三類。樹脂除氧效果很好,但運行流速慢,使設備體積龐大,增加設備投資。樹脂價格較貴,設備初投資較大,因此應用較少。
五、電化學除氧
電化學除氧就是利用電化學保護的原理,人為的在除氧器中使用一種金屬(常用鋁),當水流過除氧器時同金屬發生電化學腐蝕,水中氧即被消耗,從而達到除氧的效果。
電化學除氧設備簡單,操作方便,運行費用低,運行條件正常時含氧量可降至0.1mg/l。電化學除氧效率與待除氧水中含氧量大小無關,與流速、水溫、電流大小有關。水溫一般在70℃左右,不得低于40℃。電化學除氧目前尚無成熟經驗,鍋爐運行過程中會出現片狀沉淀物,除氧器本身易生腐蝕。
六、鋼屑除氧
鋼屑除氧就是使水經過鋼屑除氧器,鋼屑被氧化,而將水中的溶解氧除去,反應式為:3Fe+2O2→Fe3O4。鋼屑的材料可以用0~6號碳素鋼,鋼屑厚度一般用0.5~1mm,長度為8~12mm,要采用切削下不久的鋼屑。在裝入前,應先用2%~3%的堿溶液洗去附著在鋼屑表面的油污,再用熱水沖去堿溶液,然后用2%~3%的硫酸溶液處理20~30min,再用熱水沖洗,使鋼屑表面容易與氧起作用,鋼屑裝入除氧器后要壓緊。
鋼屑除氧器裝置簡單,投資小,操作也比較方便。但水溫過低或氫氧根堿度過大,鋼屑表面鈍化,都會使除氧效果降低,同時更換鋼屑勞動強度也較大。有的鍋爐房將鋼屑除氧與加入反應劑除氧聯合使用,效果較好。