首先,熱力除氧
熱力除氧的原理是在相應的壓力下,將水加熱到飽和溫度(一般達到沸點),蒸汽的分壓接近水面上的總壓,溶解在水中的氧氣的分壓接近于零,使氧氣析出,然后除去水面上產生的氧氣,從而保證給水的含氧量符合水質標準的要求。
熱力除氧具有以下特點:
(1)不僅能去除O2,還能去除CO2等氣體;
(2)除氧水中的鹽含量沒有增加,其他氣體的溶解量也沒有增加;
熱力除氧按壓力可分為壓力式和大氣式。鍋爐給水常采用常壓熱力除氧器,除氧器內的壓力略高于大氣壓力(一般為0.02~0.025MPa表壓,此壓力下的飽和溫度為104 ~ 105℃),以便排出逸出的氣體。在實際運行中,鍋爐給水的實際除氧效果受熱負荷和管理運行水平頻繁變化的影響較大。另外,熱力除氧也需要蒸汽供應。
二,真空除氧
真空除氧是在低于大氣壓的壓力下進行的(真空度600~700mmHg),屬于低溫除氧。常用的真空除氧系統包括蒸汽噴射和水噴射。由于給水溫度低,可以用熱水加熱,所以可以用于熱水鍋爐系統。
真空除氧效果的關鍵是保證真空度。由于熱負荷的波動和系統氣密性難以保證,在供熱系統除氧中應用不多。
第三,分析除氧
分析除氧是基于亨利定律。氧在水中的溶解度與水接觸的氣體中氧的分壓成正比,氣體中氧的分壓與氣體中氧的含量成正比。因此,如果要除氧的水與被除氧的氣體強烈混合,溶解在水中的氧氣就會大量擴散到氣體中,從而達到除氧的目的。
1.分析除氧有以下特點:
(1)常溫下即可除氧,無需加熱,節約能源;
(2)根據資料核算,其初投資約為熱力除氧的2/3,真空除氧的2/5。運行成本遠低于熱除氧、真空除氧、亞硫酸鈉除氧和氧化還原樹脂。
(3)除噴射器布置要求有一定高度外,其余均布置在較低位置,占地較少。
2.分析除氧存在一些不利因素:
(1)只能去除氧氣,不能去除其他氣體。除氧后,水中CO2增加,PH值降低0.2 ~ 0.3;
(2)消耗一定的電量;
(3)產品質量和催化脫氧劑差異較大,導致使用效果不一致;
(4)難以保證系統的氣密性。
分析除氧技術不斷發展和完善,也被稱為新型分析除氧。這種方法屬于常溫低位除氧,但設備Z高點要達到6m左右,有加熱器、除氧泵、溫控器等。系統更復雜。
第四,化學除氧
1、化學脫氧
化學除氧也是常用的除氧措施,常用的除氧試劑有亞硫酸鈉和肼。
(1)亞硫酸鈉脫氧
添加亞硫酸鈉是中小型鍋爐常用的除氧方式。它是一種強還原劑,與水中的氧反應生成硫酸鈉,從而去除水中的氧。反應式為2na2so3+O2 → 2na2so4。根據理論計算,去除1mg/l的氧氣需要8mg/l的亞硫酸鈉,但實際上要加入20mg/l的工業亞硫酸鈉(Na2SO4 .7H2O)。
亞硫酸鈉除氧基建投資小,操作簡單,但除氧效果不可靠。增加鍋爐水的含鹽量,就要增加排污量,造成熱量和水的損失,也提高了鍋爐內生成CaSO4水垢的可能性。亞硫酸鈉除氧只能用于低壓中小型鍋爐。
(2)肼脫氧
肼在室溫下是無色液體,易溶于水和乙醇。肼是一種非常有效的脫氧劑。它與水中的氧反應生成水和氮,不會增加水中的含鹽量。反應式為n2h4+O2 → 2h2o+N2。目前主要采用肼作為熱力除氧后的輔助措施,以消除水中殘留的氧氣。但肼在低溫下與溶解氧反應緩慢,易燃易爆,對人體可能致癌。所以中高壓鍋爐一般用聯氨。
2、樹脂脫氧
樹脂除氧屬于化學除氧的范疇。根據它們的不同原理,脫氧樹脂可分為:氧化還原樹脂;載體樹脂;三種催化樹脂。樹脂脫泡效果很好,但運行速度慢,使設備體積大,增加了設備投資。樹脂貴,設備初期投資大,所以用的少。
五、電化學除氧
電化學除氧是利用電化學保護原理,在除氧器中人為使用一種金屬(常用鋁)。當水流經除氧器時,會與金屬發生電化學腐蝕,水中的氧氣被消耗掉,從而達到除氧的效果。
電化學除氧設備簡單,操作方便,運行成本低。當操作條件正常時,氧含量可降至0.1毫克/升..
電化學除氧的效率與被除氧水中的氧含量無關,而與流量、水溫和電流有關。水溫應在70℃左右,不低于40℃。目前電化學除氧還沒有成熟的經驗,鍋爐運行時會出現片狀沉積物,除氧器本身容易腐蝕。
六、鋼屑脫氧
鋼屑除氧是指水通過鋼屑除氧器,鋼屑被氧化,水中的溶解氧被去除。反應式為:3Fe+2O2 → Fe3O4。鋼屑的材質可以是0 ~ 6碳鋼,鋼屑的厚度一般為0.5 ~ 1 mm,長度為8 ~ 12 mm,并且要使用切割不久的鋼屑。裝前先用2%~3%的堿溶液洗去附著在鋼屑表面的油污,然后用熱水洗去堿溶液,再用2%~3%的硫酸溶液沖洗20 ~ 30 min,再用熱水沖洗,使鋼屑表面容易與氧氣發生反應,鋼屑裝入除氧器后應壓實。
具有設備簡單、投資小、操作方便的優點。但如果水溫過低或羥基堿度過高,使鋼屑表面鈍化,除氧效果會降低,更換鋼屑的勞動強度會更大。有些鍋爐房把鋼屑除氧和加反應物除氧結合起來,效果不錯。