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真空電化學三位一體除氧器


    國內熱力鍋爐常溫水除氧,熱水鍋爐真空除氧是利用低溫水在真空狀態下達到沸騰,以實現除氧的目的,可以不用蒸汽作為熱能,適用于熱水鍋爐;海綿鐵是含有微量催化劑的無毒無味的海綿鐵粒,是一種高含鐵量的多孔性物質,具有很強的吸附能力,海綿鐵除氧原理是:常溫含氧水通過濾料層時,水中氧與鐵元素發生化學反應。生成黃綠色的絮狀物氫氧化鐵,達到除氧的目的;解析除氧是使含氧水與不含氧氣體強烈混合,水中的氧就大量擴散到氣體中去,從而使水中的含氧量降低,以達到除氧的目的。在實際使用過程中,真空熱力除氧方法很少有企業使用;解析除氧,由于加熱的加熱溫度對解析除氧的效果影響很大,隨著鍋爐負荷的變化,煙氣溫度波動很大,造成解析除氧裝置運行極不穩定,達不到應有的除氧效果,因此也不常用。海綿鐵除氧方法在老的供熱企業中比較常見,甚致曾有一段時期,占據壟斷地位。但由于海綿鐵化學除氧方法具有不可克服的缺點,逐漸退出供熱市場,被一種更為先進的除氧方法所代替:真空除氧。而電化學真空除氧方法集真空、電、化學三種除氧方法于一體,具有其他除氧方法無法比擬的優越性。

一、真空、電化學、化學除氧器概述
      在鍋爐給水處理工藝過程中,除氧是一個非常關鍵的環節。氧是給水系統和鍋爐的主要腐蝕性物質,給水中的氧應當迅速得到清除,否則它會腐蝕鍋爐的給水系統和部件,腐蝕物氧化鐵會進入鍋爐內,沉積或附在鍋爐管壁和受熱面上,形成難溶而傳熱不良的鐵垢,而且腐蝕會造成管道內壁出現點坑,阻力系數增大。管道腐蝕嚴重時,甚至會發生管道爆炸事故。國家規定蒸發量大于等于2T/H的蒸汽鍋爐,水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。多年來眾多鍋爐給水處理工作者一直都在探索既高效又經濟的除氧方法,兩級真空、電化學、化學三種除氧方法為一體的除氧器。適用常溫水除氧,具有其它除氧方法無法比擬的優越性,適用性廣泛。

二、真空、電化學、化學除氧器原理          
  步:兩級真空除氧
        兩級真空除氧器采用全密閉結構,運行期間自始至終處于真空狀態。給水首先通過電解池進入強旋膜裝置,兩級真空除氧的工作原理是應用亨利定律和道爾頓定律,根據亨利定律可知 ,在封閉容器中,任何氣體同時存在于水面上 ,則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比 ,而且氣體的溶解度僅與其本身的分壓力有關。在一定壓力下 ,隨著水溫升高 ,水蒸汽的分壓力增大 ,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力時 ,氧氣的溶解度在較低水溫時也可達到零。這樣,水面上空間氧氣分子被析出 ,或轉變成其它氣體 ,從而氧的分壓力為零 ,水中氧氣就不斷地逸出,在負壓作用下被除去90%的溶解氧。兩級真空除氧為滿足真空降低沸點,達到除氧效果。
  第二步:電化學除氧
         整套設備設置電解分離缸,電解分離缸是由陽極和陰極組成分解水道,構成電解分離總成,水在兩極間通過。
      在外接直流電源的作用下,
    陽極:鐵板電解失去電子產生二價鐵離子
 Fe0    →  Fe+2+2e
    陰極:氧在陰極得電子產生氫氧根
 O2+2e+2H2O→4OH-
    水中:電化學產物為:
 Fe+2+2OH-→Fe(OH)2
   第三步:化學除氧
       說到化學除氧人們自然聯想到投放藥劑,而本設備的第三步化學除氧無需投放藥劑運行,利用了步電化學除氧后的產物除氧劑Fe(0H)2再與水中的溶解氧O2反應,達到化學除氧的目的
 化學反應方程式:
 4Fe(OH)2 +O2+2H2O→4Fe(OH)3顯而易見本除氧設備在除氧過程中除氧來得迅速、徹底,不但可以除去水中溶解氧,同時可以消除系統中殘余溶解氧。在同一封閉容器中進行了兩級除氧,增強了電化學、化學除氧的可靠性。

四、真空、電化學、化學除氧器設備組成 
  真空、電化學、化學除氧器主要是由除氧器(除氧頭)、高效旋膜裝置、連續反應電解缸、增壓泵、水噴射真空泵機組、引水泵機組、PLC控制箱等部件組成。 
  真空、電化學、化學除氧器配有電解缸,內裝設有高效旋膜裝置, 將自然降膜改為強力旋膜,增加液膜的更新度,并造成液膜沿管壁強力旋轉,增強分散、傳質功能;將相應泡沸改為懸掛式泡沸?朔䦟又兴魉俑邥r泛點(飛濺),并將保持汽(氣)體通道;將獨立的三種傳熱傳質方式縮化為一體,在一個單元的部件內完成。由于它具有很高的效率和某些特殊功能,突破了其它除氧器的技術性能。 
  真空、電化學、化學除氧器運行時,除氧器處于負壓狀態。在高位安裝時,電解缸出口與鍋爐給水泵進口的距離應較大,不小于10米;低位安裝時,電解缸出口與引水泵機組相聯接,使負壓水升壓后進入鍋爐給水泵。水噴射真空泵機組中配用了長喉型射水抽氣器,這種抽氣器具有設計結構緊湊,耗功極低。并具有很高的抽吸效率,在同等條件下抽氣量比老式高一倍。噪聲低,無振動,安裝布置更簡單。引水泵機組的作用是在除氧器低位安裝時,通過引水泵將負壓水升壓后接入鍋爐給水泵。
   真空、電化學、化學除氧器投運,步把除氧器的射水箱的水位補到溢流口,溢流口閥門為開式,射水箱的補水口也是正常補水,保證射水箱水溫在30℃,關閉相關閥門,先把除氧器的水位補到運行標準水位。啟動真空射水泵,打開吸入管道上的閘閥,除氧器的真空度達到-0.075Mpa時,打開進水閥門,開啟鍋爐給水泵,被除氧水進入旋膜器,在0.2Mpa的水壓下形成高效率水膜裙,在高真空下運行,把水溫度提高約30℃-60℃,氧氣充分吸出被射水抽氣吸出排入射水箱。除過氧的給水進入電解缸電解除氧,再次進入二級電解缸化學除氧,除氧水被排入三級電解缸化學除氧增壓,鍋爐給水泵將除過氧的水送給鍋爐。除氧器停用時必須先關閉吸入管道上的閘閥,再停射水泵,如果先停射水泵,不關吸入管道上的閘閥,除氧器處于真空狀態,會將射水箱的水倒吸至除氧器,影響除氧效果。

五、真空、電化學、化學除氧器的自動控制系統
       1、設備正常運行屬全自動控制,無人值守,設備全套運行由PLC智能控制,所有運行參數及控制點都由PLC自動監測、自動調整。所有閥門及真空泵組自動控制開啟(亦可手動開啟)。
       2、設備在線運行真空度控制在-0.05 ~ -0.06Mpa以上。確保除鹽水進入除氧器,并在高效旋膜裝置內強力旋轉,形成水膜裙,氧氣得到充分析出。
      一旦真空度不穩定,設備自動報警,此時需人員進行現場調整。
      3、水位由液位自動控制器控制,如水位低于設計水位時設備將自動報警。
      4、PLC自動跟蹤控制電動給水調節閥及真空度,始終控制給水含氧量≤0.1ml/L。
                                        
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