1 除氧的根本途徑

根據氣體溶解定律,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,氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。當水面上壓力小于大氣壓時,氧氣的溶解度在較低水溫時也可達到零。根據這個原理,水中除氧可以從以下幾個方面著手: 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,水中氧氣就會不斷逸出。③　采用化學或電化學方法,使水中的溶解氧在進入鍋爐前就與金屬或其它元素結合成穩定化合物,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,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到給水質量標準要求。為了保證熱力除氧器具有可靠的效果,在設計和運行中應滿足下列條件: 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 ℃。熱力除氧技術在實際應用中還存在著一些問題。首先, 鍋爐房的熱負荷因熱用戶的變化而頻繁變動,除氧水溫常常達不到除氧器要求的數值,使除氧效果不好。其次,這種除氧方法要求設備高位配置,增加了基建投資,設計、安裝、操作都不方便。第三,鍋爐房自耗汽量增大,減少了有效對外供汽。第四,對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,一般在30 ℃～60 ℃溫度下進行。相對于熱力除氧技術來說,它的加熱條件有所改善,鍋爐房自耗汽量減少,但熱力除氧設備大部分缺點仍存在,并且真空除氧設備大部分高位布置,對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的運行管理要求比熱力除氧更高。低位布置的設備也需要一定的高度差,另外還增加了換熱設備和循環水箱。

2. 3 　亞硫酸除氧

這是一種爐內加藥除氧法。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,無法保證達標,另外,還會增加鍋爐水含鹽量,導致排污量加大、熱量浪費。因此,該方法一般用在小型鍋爐房和一些對水質要求較高的熱力系統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,但改進和提高不大,除氧效果不可靠。一般用在對給水品質要求不高的小型鍋爐房,或者作為熱力網補給水以及高壓鍋爐熱力除氧后的補充除氧。

2. 5 　電解鋁除氧

這是一種近年來出現的除氧方法,技術上不太成熟。該方法存在著投資和運行費用較高,鋁板需經常更換,運行操作不方便,除氧水箱需要密封等問題,有待進一步完善、改進。

2. 6 　解吸除氧法

解吸除氧法是將準備除氧的水與已脫氧的氣體強烈混合,則溶解于水中的氧氣就大量擴散到氣體中,從而達到除氧的目的。解吸除氧有以下特點: ①　待除氧水不需要預熱處理,因此不增加鍋爐房自耗汽量。②　解吸除氧設備占地少, 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　解吸除氧的缺點是裝置調整復雜,管道系統及除氧水箱應密封。早在60 年代,國內外許多鍋爐房曾廣泛采用此技術, 但由于當時的反應器是設置在煙道里,不能適應熱負荷的變化,使該技術的使用一度受到限制。至90 年代,研制出了一種集中設置電加熱反應器的第二代解吸除氧器,使這項技術有了長足的發展。特別是清華大學和機電部設計研究院等單位研制的新型解吸除氧器,將加熱爐和反應器分開,加熱爐加熱從解吸除氧器出來的氣體,加熱后的氣體經反應器時脫氧,使待脫氧水中的含氧氣體能充分解吸出來,保證了運行的可靠性和除氧效果,且體積和耗電量都比原來設備小。采用新型解吸式系統,省去了除氧水箱,解決了原先水箱的密封問題。經生產運行證明,解吸除氧器操作簡單,投資少,運行可靠,效果較好。但同時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用聯胺再生。使用該法除氧產生的蒸汽和熱水,均不允許與飲用水和食物接觸,且投資和占地較大,不宜在工業鍋爐上推廣應用。

3 結束語

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,應根據自身條件,因地制宜,選擇適合自己的方法。