1 除氧的根本途徑

根據(jù)氣體溶解定律,某氣體的分壓力越大,則溶解度越大。在一定壓力下,隨著水溫增高,水蒸汽分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來越小。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)水面上壓力小于大氣壓時(shí),氧氣的溶解度在較低水溫時(shí)也可達(dá)到零。根據(jù)這個(gè)原理,水中除氧可以從以下幾個(gè)方面著手: ①　使水升溫,減小其中氧的溶解度,水中氧氣就可逸出。②　將水面上部空間氧氣分子排掉,或者讓其轉(zhuǎn)化成其它氣體,從而減小水面上氧氣的分壓力,水中氧氣就會(huì)不斷逸出。③　采用化學(xué)或電化學(xué)方法,使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就與金屬或其它元素結(jié)合成穩(wěn)定化合物,從而將其消除。

2 除氧方法的選擇

2. 1 　熱力除氧

熱力除氧包括大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將水加熱至沸點(diǎn),氧的溶解度減小而逸出,再將水面上的氧氣排除,使之充滿蒸汽,這樣水中的氧氣不斷逸出,從而使給水含氧量達(dá)到給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。為了保證熱力除氧器具有可靠的效果,在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)滿足下列條件: ①　增加水與蒸汽的接觸面積,水流分配要均勻。②　保證氧氣在水中的溶解壓力與水面上它的分壓力之間有壓力差。③　保證水被加熱到除氧器工作壓力下的沸騰溫度,一般為104 ℃。熱力除氧技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一些問題。首先, 鍋爐房的熱負(fù)荷因熱用戶的變化而頻繁變動(dòng),除氧水溫常常達(dá)不到除氧器要求的數(shù)值,使除氧效果不好。其次,這種除氧方法要求設(shè)備高位配置,增加了基建投資,設(shè)計(jì)、安裝、操作都不方便。第三,鍋爐房自耗汽量增大,減少了有效對(duì)外供汽。第四,對(duì)于純熱水鍋爐房不能采用。

2. 2 　真空除氧

這是一種中溫除氧技術(shù),一般在30 ℃～60 ℃溫度下進(jìn)行。相對(duì)于熱力除氧技術(shù)來說,它的加熱條件有所改善,鍋爐房自耗汽量減少,但熱力除氧設(shè)備大部分缺點(diǎn)仍存在,并且真空除氧設(shè)備大部分高位布置,對(duì)噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行管理要求比熱力除氧更高。低位布置的設(shè)備也需要一定的高度差,另外還增加了換熱設(shè)備和循環(huán)水箱。

2. 3 　亞硫酸除氧

這是一種爐內(nèi)加藥除氧法。該方法投資低,操作簡單。但此法加藥量不易控制,除氧效果不可靠,無法保證達(dá)標(biāo),另外,還會(huì)增加鍋爐水含鹽量,導(dǎo)致排污量加大、熱量浪費(fèi)。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。

2. 4 　鋼屑除氧

鋼屑除氧雖然使用多年,但改進(jìn)和提高不大,除氧效果不可靠。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。

2. 5 　電解鋁除氧

這是一種近年來出現(xiàn)的除氧方法,技術(shù)上不太成熟。該方法存在著投資和運(yùn)行費(fèi)用較高,鋁板需經(jīng)常更換,運(yùn)行操作不方便,除氧水箱需要密封等問題,有待進(jìn)一步完善、改進(jìn)。

2. 6 　解吸除氧法

解吸除氧法是將準(zhǔn)備除氧的水與已脫氧的氣體強(qiáng)烈混合,則溶解于水中的氧氣就大量擴(kuò)散到氣體中,從而達(dá)到除氧的目的。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量。②　解吸除氧設(shè)備占地少, 金屬耗量小,從而減少了基建投資。③　除氧效果好,在正常情況下,除氧后的含氧量可降低到0.05 mg/L 。④　解吸除氧的缺點(diǎn)是裝置調(diào)整復(fù)雜,管道系統(tǒng)及除氧水箱應(yīng)密封。早在60 年代,國內(nèi)外許多鍋爐房曾廣泛采用此技術(shù), 但由于當(dāng)時(shí)的反應(yīng)器是設(shè)置在煙道里,不能適應(yīng)熱負(fù)荷的變化,使該技術(shù)的使用一度受到限制。至90 年代,研制出了一種集中設(shè)置電加熱反應(yīng)器的第二代解吸除氧器,使這項(xiàng)技術(shù)有了長足的發(fā)展。特別是清華大學(xué)和機(jī)電部設(shè)計(jì)研究院等單位研制的新型解吸除氧器,將加熱爐和反應(yīng)器分開,加熱爐加熱從解吸除氧器出來的氣體,加熱后的氣體經(jīng)反應(yīng)器時(shí)脫氧,使待脫氧水中的含氧氣體能充分解吸出來,保證了運(yùn)行的可靠性和除氧效果,且體積和耗電量都比原來設(shè)備小。采用新型解吸式系統(tǒng),省去了除氧水箱,解決了原先水箱的密封問題。經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行證明,解吸除氧器操作簡單,投資少,運(yùn)行可靠,效果較好。但同時(shí)存在著影響除氧因素較多,只能除氧氣,不能除其它氣體的問題。另外,還有一種氧化還原樹脂除氧技術(shù)用聯(lián)胺再生。使用該法除氧產(chǎn)生的蒸汽和熱水,均不允許與飲用水和食物接觸,且投資和占地較大,不宜在工業(yè)鍋爐上推廣應(yīng)用。

3 結(jié)束語

4 總之,解決鍋爐給水除氧問題勢在必行,除氧方法多種多樣,以上僅是筆者的一些粗淺看法,各單位在選擇除氧方法時(shí),應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件,因地制宜,選擇適合自己的方法。