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鍋爐給水為什么要除氧?有哪些方法?
氧腐蝕是鍋爐系統(tǒng)中*常見,又較為嚴(yán)重的腐蝕。由于給水一般都與大氣接觸,水中的溶解氧基本上是飽和狀態(tài),因此給水流經(jīng)的管路和設(shè)備均有發(fā)生氧腐蝕的可能。
氧腐蝕的形態(tài)一般為潰瘍型腐蝕和小孔型的局部腐蝕,所以這種腐蝕對金屬構(gòu)件強(qiáng)度的損壞是十分嚴(yán)重的。從全國工業(yè)鍋爐損壞和報(bào)廢事故原因分析看,由于鍋爐給水除氧不良,造成腐蝕而損壞,提出報(bào)廢或爆管的,占有相當(dāng)?shù)谋壤?。所以為了消除溶解氧對鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕和危害,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:對于蒸發(fā)量大于2t/h的鍋爐,其給水要采取除氧措施,并根據(jù)鍋爐工作壓力的不同,要求給水溶解氧控制在合格的范圍內(nèi)。
目前鍋爐給水的除氧方法主要有熱力除氧和化學(xué)除氧兩種。
熱力除氧有如下特點(diǎn):
①熱力除氧法不僅能除氧,而且能除諸如C02、NH3、H2S等氣體,減輕這些氣體對鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕作用。
②除氧效果穩(wěn)定,可使除氧后給水中含氧量降至O.01mg/L以下,并促進(jìn)水中碳酸氫鹽的分解,減少水中碳酸鹽化合物的總量。
③不污染給水水質(zhì)。
④需用蒸汽加熱,且耗用量較多。
熱力除氧的工作原理
大氣主要由氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、水蒸氣及少量其他氣體組成,大氣壓力就是由組成大氣的各種氣體分壓力之和。
根據(jù)氣體溶解定律(亨利定律):任何氣體在水中的溶解度與該氣體在氣水界面上的分壓力成正比,而與大氣壓力無關(guān)。也就是說,水中的溶解氧含量只與大氣中氧的分壓力有關(guān),氧的分壓力越小,則水中溶解氧含量也趨近于零。
在大氣中把水加熱到沸騰時(shí),水的飽和蒸汽壓力就等于氣水界面上的大氣壓力,氧的分壓力即等于零。此時(shí),氧在水中溶解度因急劇下降而從水中脫出,這就是熱力除氧的原理。
化學(xué)除氧工作原理
常溫過濾式除氧屬化學(xué)除氧,是采用專門生產(chǎn)的活性海綿鐵(直接還原鐵)來去除水中
溶解氧,海綿鐵主要成分是鐵,其疏松多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提供的比表面積是普通鐵屑的5-10萬倍,可使水中的氧與鐵發(fā)生迅速徹底的氧化反應(yīng),使溶解氧穩(wěn)定在0.05mg/L以下, 反應(yīng)產(chǎn)物Fe(OH)2、Fe(OH)3為不易溶于水的絮狀沉淀,當(dāng)隨著水流經(jīng)其余的海綿鐵顆粒時(shí)被攔截下來,只要用一定強(qiáng)度的反洗水流就可以沖洗干凈(大約5分鐘)。海綿鐵的消耗量很低,根據(jù)處理水量與水質(zhì)的不同,一般3-6個(gè)月補(bǔ)充一次即可。(經(jīng)過除氧后的中增加了少量的鐵離子,一般為0.2-0.5mg/L,對于熱水鍋爐來說仍符合國家規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但對于蒸汽鍋爐或?qū)o水Fe2+有嚴(yán)格要求的給水除氧來說,可以加裝除鐵裝置,去除水中的Fe2+,本中心備有各種規(guī)格的離子交換除鐵裝置供用戶選用。)作為水除氧劑的海綿鐵是利用粒度在-200目以下的Fe3O4 粉末粘結(jié)在一起,粒度為2-5mm左右。因其還原過程發(fā)生置換反應(yīng),形成一定數(shù)量的空隙,還有粉末微粒粘結(jié)時(shí)的空隙,使得海綿鐵除氧劑孔隙極高,比表面積大,又因其為原生礦直接還原所得,相對純凈,所以活性極高,極與水中的氧發(fā)生反應(yīng)生成Fe3O4,從而達(dá)到除氧目的。同時(shí)利用率也得到提高到90%以上。
而且由于含有一定量的雜質(zhì),使其在除氧過程中顆粒之間只能是弱鍵連接,基本不銹死成團(tuán)。不經(jīng)軟化的水易使除氧劑表面發(fā)生鈍化,使其氧化減慢,而影響除氧效果,故應(yīng)先軟化再除氧。使用一段時(shí)間后,應(yīng)進(jìn)行反洗。