锅炉软水中溶解氧的危害与去除
浅谈工业锅炉给水除氧技术

浅谈工业锅炉给水除氧技术随着现代工业的不断发展,越来越多的工业锅炉被广泛应用于各种生产制造行业中。
但是,锅炉给水中所含的氧气会严重影响锅炉的工作效率和使用寿命,甚至会对生产安全造成威胁。
因此,对于工业锅炉给水的除氧工作,具有非常重要的意义。
1.氧气对工业锅炉的危害(1)空气中的氧气会加速水的腐蚀,特别是在高温和高压下会更加严重,导致锅炉的腐蚀加速,风险增大。
(2)氧气会降低水的热传导性能,增加水的黏度,降低水的流动性能,直接影响锅炉的热效率。
(3)在锅炉中,氧气会与其他物质反应生成氧化物,这些物质会大大减少锅炉的使用寿命,增加锅炉维修的难度和成本。
2.锅炉给水除氧的方法为了确保工业锅炉的正常使用,必须从锅炉给水的来源入手,使给水中的氧气能够得到有效的去除。
工业锅炉给水除氧的方法越来越多样化,常见的除氧方法有:(1)机械除氧机械除氧是锅炉给水除氧的最简单方法之一,在此方法中,锅炉水被喷淋进一些表面积大且密集的塑料材料中,通过这个材料能有效的使除去氧气,使水达到基本的除氧效果。
这是一种极为简单的除氧方法,但处理后的水中的氧含量并不低。
(2)化学除氧对于机械除氧法无法达到的除氧效果,可以使用化学除氧法。
化学除氧法具有非常显著的除氧效果,同时可以有效地减少水在锅炉中的腐蚀速度。
常见的化学除氧药剂是亚磷酸钠和苯磺酸钠。
两种药剂都可以通过还原反应,使氧气转化为水,从而达到除氧的效果。
(3)热力除氧热力除氧法是很多工业锅炉所采用的除氧方法。
这种方法利用温度使除氧发生,通过将给水加热到一定温度,可使氧气与水分离,降低氧气浓度。
热力除氧法对于处理过程比较简单,效果好,对水的成分也没有太多的限制。
随着除氧技术的发展,现如今可以采用多种方式对工业锅炉给水进行除氧,每种方法的适用范围和效果等均有所不同。
选择合适的除氧方法,必须根据不同的工业锅炉实际情况和实际需要,综合考虑生产工艺、环保要求和经济成本等因素。
有时,各种除氧方法可以相互补充或是同时使用,以达到最佳的除氧效果。
锅炉给水为什么需进行除氧处理

锅炉给水为什么需进行除氧处理?
氧在电化学腐蚀过程中起去极化作用,产生以下反应:
水中溶解氧推动电化学腐蚀反应,会使锅炉系统形成严重的氧腐蚀。
因此,给水在进入锅炉之前需进行除氧处理。
除氧处理一般用物理方法,即热力除氧。
将给水用蒸汽加热至沸腾,使溶解氧脱出。
不同压力等级的锅炉对给水溶解氧含量的要求不同。
例如,高压锅炉要求≤7μg/L,中压锅炉要求≤15μg/L,低压锅炉要求≤0.05~0.1mg/L。
因此,经热力除氧之后,有时候还不能达到要求。
故往往需要再进行化学除氧,即在给水中加入化学药剂除氧,如加联氨或亚硫酸钠等。
化学除氧的目的是消除热力除氧后的残余溶解氧和除去由于水泵及给水系统不严密而漏入给水中的溶解氧。
溶解氧腐蚀

溶解氧的腐蚀:锅炉水中的溶解氧,和炉体金属铁组成腐蚀电池,铁的电极电位,比氧的电极电位低,在铁氧腐蚀电池中,铁是阳极,失去电子成为亚铁离子,氧为阴极进行还原,溶解氧的这种阴极去极化的作用,造成对锅炉铁的腐蚀,此外氧还会把溶于水的氢氧化铁沉淀,使亚铁离子浓度降低,从而使腐蚀加剧。
当水中含有溶解氧时,造成对炉体的腐蚀,随着含氧浓度的增加,腐蚀速度加快,一般会在金属表面形成许多小型鼓包,其直径1-25毫米不等。
它最容易发生在给水管道,和锅炉省煤器中,其次也会发生在下降管中。
【HS-606除氧防腐剂】「概述」在锅炉用水和某些热力系统中,溶解有多种气体,其中氧是引起锅炉及其附属设备发生腐蚀的主要介质。
因此,除去水中溶解氧等有害气体是防止设备腐蚀的有效措施。
「腐蚀的现象和特征」1、溃疡腐蚀2、点状腐蚀3、晶间腐蚀4、穿晶腐蚀现象是:一般会在金属表面形成许多小型鼓疤,腐蚀鼓疤颜色由黄褐色到砖红色再到黑色,直径约为1-25毫米。
「物理性能」本药剂为白色结晶粉末,无毒无味,密度为2.633,易溶于水,水溶液呈碱性(1%水溶液PH值为(8.3-9.4),在空气中容易被氧化,所以必须密封保存于干燥阴凉库房中,不可与氧化剂、强酸等化学品共存混运。
「化学性质」本剂是由铬酸盐、硅酸盐、硫氧、缓蚀剂等多种化学成分,按一定比例复合配制而成,它和水中的溶解氧发生化学反应,从而使锅炉水的含量降低到0.00毫克/升以下,游离二氧化碳含量降到0.2毫克/升以下,完全达到国家劳动总局规定的锅炉用水标准。
本品还添加了少量的缓蚀预膜剂,它能诱导金属表面生成不透性保护薄膜,增加阳极的的单位,在金属表面起到抑制腐蚀的作用,因此本品是集除氧保护,防腐蚀为一体的新型科技产品。
「用法和用量」使用本剂时应先把药剂配成6-9%浓度,通过加药罐或加压的方法,注入锅炉给水或补充水管道内。
用药量要根据水中含氧量而定,一般情况下,每耗一吨水首次加药为100克左右,以后每耗一吨水加药20-50克。
锅炉水处理的不良影响及处理的方法分析

锅炉水处理的不良影响及处理的方法分析锅炉水处理是指对锅炉供水进行预处理,以保证锅炉运行的安全和经济性。
不良的水处理会对锅炉产生很多负面影响,如造成锅炉热效率低下、腐蚀和结垢等问题。
正确处理锅炉水是确保锅炉正常运行的关键。
不良的锅炉水处理会导致锅炉热效率低下。
当水中含有大量的溶解性盐和悬浮物质时,这些物质会在锅炉中产生沉积物,附着在加热表面上,形成结垢。
结垢会降低传热效率,增加锅炉能耗,导致燃料的浪费并降低锅炉的工作效率。
结垢还会导致锅炉爆管的风险增加,因为结垢会导致管道过热,造成管道爆裂。
不良的水处理会导致锅炉腐蚀。
水中的溶解性氧和二氧化碳会与金属产生化学反应,形成腐蚀产物,并且这些产物会附着在管道内壁上,导致管道腐蚀加剧。
腐蚀会使管道壁变薄,增加了管道失效的风险,并且腐蚀产物也会进一步堵塞管道。
腐蚀还会导致锅炉冷却塔和热交换器等设备的性能下降,进一步影响锅炉的工作效率。
不良的水处理还会导致锅炉产生气泡和气泡塌陷。
水中的溶解气体在加热的过程中会释放出来,形成气泡。
当水中含有过多的溶解气体时,这些气泡会进一步固定在加热表面上,形成气泡塌陷。
气泡塌陷会阻碍传热过程,降低锅炉的热效率。
气泡也会导致管道内的流体不稳定,增加了锅炉发生振荡和爆管的风险。
为了解决以上问题,需要采取适当的处理方法。
可以通过物理方法来处理锅炉水,如沉淀、过滤、软化等。
沉淀和过滤可以去除水中的悬浮物质和颗粒物,软化可以去除水中的钙、镁离子等硬度物质。
可以通过化学方法来抑制结垢和腐蚀的发生,如给水中加入缓蚀剂和缩小锅炉水的pH值。
还可以加装除气装置,如除氧器和除泥器,以去除水中的气体和杂质,减少气泡和气泡塌陷的发生。
工业锅炉软化水处理可以避免的危害分析

工业锅炉软化水处理可避免的危害分析
自然水中含有大量的杂质,包括很多悬浮物,还含有大量的二氧化碳、氧和溶解性的盐类,进入锅炉后,会造成许多危害,不利于锅炉的导热性,甚至会产生安全隐患。
很多用到锅炉的企业都会使用到除去盐类的水,主要的方式是使用工业锅炉软化水处理系统。
没有经过软化或者说是除盐处理的自然水,当它们在锅炉中加热时,它们将与锅炉的成分发生一定的反应,特别是形成白色沉淀物,会对锅炉产生很多危害。
其危害性主要表现在以下几个方面:
1、天然水中的外来气体和二氧化碳容易在锅炉省煤器和管道中形成一些腐蚀,破坏锅炉和管道的结构。
大量的腐蚀使得设备的使用期限严重降低,增强了设备的使用成本和投资风险,而且腐蚀的杂质还会造成水质的污染,如果水没有经过软化水设备的处理,就会影响到人体的健康和工业产品的质量。
2、自然水中含有的镁离子和钙离子比较多,它会在水管和锅炉中产生大量白色沉积物,它会影响到锅炉的传热效率,甚至
对锅炉会产生危险,造成不必要的安全因素发生。
同时,它还将提高原材料的使用。
3、天然水中的盐的另一个危害是睡眠经常会产生水蒸气,进入锅炉以后,就会出现了所谓的"结盐"的现象,对设备产生一些影响和出水质量的影响。
所以,软化水设备的主要功能是分离天然水中的钙和镁离子,以及一些其他盐类物质进行清楚,以确保锅炉以及其他用水设施运行的安全性。
为什么要化验锅炉给水溶解氧

为什么要化验锅炉给水溶解氧?氧腐蚀是锅炉系统中最常见又较为严重的腐蚀。
由于给水一般都与大气接触,水中的溶解氧基本上呈饱和状态,因此给水流经的管路和设备均有发生氧腐蚀的可能。
氧腐蚀经常发生的部位是给水管路和省煤器。
由于省煤器内水温逐渐升高,给溶解氧的腐蚀提供了有利条件,如果给水中溶解氧含量较高时,腐蚀也可能延伸到省煤器的中部和尾部,甚至使锅炉的下降管也遭到腐蚀。
氧腐蚀的形态一般为溃疡型腐蚀和小孔型局部腐蚀,对金属构件强度的损坏十分严重。
为了消除溶解氧对锅炉水汽系统的腐蚀和危害,国家标准规定:对于蒸发量大于2t /h的锅炉,其给水要采取除氧措施,并根据锅炉工作压力的不同,要求给水溶解氧控制在合格的范围内。
溶解氧(靛蓝二磺酸钠比色法)的测定原理是什么?在pH:8.5左右时,氨性靛蓝二磺酸钠被锌汞齐还原成浅黄色化合物。
当其与水中溶解氧相遇时,又被其氧化为蓝色,其色泽深浅与水中含氧量有关。
其反应如下:溶解氧(靛蓝二磺酸钠比色法)是如何进行测定的?(1)标准色的配制本法测定的范围为2~100μg/L,所以标准色阶中最大标准色所相当的溶解氧含量(C最大)为100μg/L。
为使测定时有过量的还原型靛蓝二磺酸钠同氧反应,所以采用还原型靛蓝二磺酸钠的加人量为C最大的1.3倍。
据此,在配制色阶时,先配制酸性靛蓝二磺酸钠稀溶液(T=20μg/mL),然后按下式计算酸性靛蓝二磺酸钠溶液的加入体积‰(mL)和苦味酸溶液(T=20μg/mL)的加人体积瞻(mL)。
二磺酸钠(T=μg/L)和苦味酸(T=20μg/L)溶液所需要的用量。
将配制好的标准色溶液注入专用溶氧瓶中,注满后用蜡密封,此标准色使用期限为一周。
(2)水样的测定①取样桶和溶氧瓶应预先冲洗干净,将冲洗净的溶氧瓶放在取样桶内,将取样用的厚壁胶管插入溶氧瓶底部,使水样充满溶氧瓶,并溢流不少于3min。
水样流量约为500~700mL/min,水温不超过35℃,(最好比环境温度低1~3℃)。
浅析给水溶解氧对锅炉炉管的影响

浅析给水溶解氧对锅炉炉管的影响1概述我厂一期3台锅炉经武汉锅炉厂提产改造,由原先的130t/h提产至现有的150t/h,采用的是自然循环,固态排渣,中间储仓式制粉系统,悬浮燃烧的煤粉炉,生产的蒸汽主要通过背压式汽轮发电机组或减温减压器向氧化铝生产供汽。
2问题提出一段时间以来,150t/h锅炉炉管经常出现腐蚀泄漏,直接影响到氧化铝稳定生产的需要。
锅炉的经常启停,造成生产用汽的紧张,从而导致凝气式汽轮机组启停频繁。
另一方面,每次锅炉的启停,都要消耗大量的人力、物力与财力,使生产成本大幅度提高。
因此对该问题必须进行深度的分析研究,以求良好的解决。
3原因分析及对策通过对爆破口的检查,证明存在氧腐蚀现象。
事实上,锅炉给水溶解氧的存在是一个非常普遍的现象,如不严格控制,对锅炉受热面内壁的危害性是非常大的。
如给水中溶解氧量超过0.03mg/l时,在较短的时间内汽水系统设备就会出现腐蚀,引起泄漏或爆管,缩短锅炉的运行周期。
我厂以前对溶解氧这一指标缺乏足够检测手段,没有严格控制过溶解氧,溶解氧时常超标,致使锅炉炉管腐蚀泄漏时有发生,以至于停炉。
通过分析:3.1 给水中含有氧气是直接导致锅炉炉管腐蚀泄漏的主要因素。
因此给水在进入锅炉前必须经过严格的除氧。
我厂采用的除氧方法主要是热力除氧,即亨利定律:在一定的温度条件下,当溶于水中的气体与自水中逸出的气体处于动态平衡时,单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。
按照亨利定律,排出水中的溶解氧靠降低大气中的氧气分压力来实现。
要达到此目的,就必须采用将一种蒸汽通入系统,形成正压,然后再放空排除存气,这样原有的气体组分包括氧气就减少了,分压也就相应降低。
就热力除氧而言,所通入的气体是蒸汽,因蒸汽冷凝后即成水,对水质无污染,并且加热给水又是进入锅炉前所必需的,所以得到了广泛采用。
3.2 除氧器水温的变化对除去水中的氧气和其他气体有直接的关系。
热力除氧的必要条件就是要把给水加热到该压力下饱和蒸汽的温度。
锅炉系统的氧腐蚀和除氧方法

锅炉系统的氧腐蚀和除氧方法锅炉是工业生产和日常生活中常用的供热设备。
在锅炉系统中,氧腐蚀是一种常见的问题,它会导致锅炉管道和设备的腐蚀和损坏,降低锅炉的效率并增加运行成本。
因此,除氧是锅炉系统中重要的防腐措施之一、本文将详细介绍锅炉系统的氧腐蚀机理以及常用的除氧方法。
一、氧腐蚀的机理氧腐蚀是由于水中溶解的氧对锅炉材料的腐蚀作用而引起的。
水中的氧在高温和高压下与金属表面反应,形成氧化物。
这些氧化物可形成金属表面的薄膜,阻碍水和金属之间的正常接触。
随着时间的推移,这些薄膜会不断增厚并最终导致金属腐蚀。
二、除氧的方法为了减少锅炉系统中的氧腐蚀,需要采取合适的除氧方法。
下面介绍几种常用的除氧方法。
1.机械除氧机械除氧是通过机械装置将氧气从水中除去的方法。
常见的机械除氧设备包括空气预热器和除气塔。
空气预热器将锅炉进水前的空气与冷水进行热交换,使氧气从水中释放出来。
除气塔则通过将水雾与空气接触来除去溶解的氧气。
2.化学除氧化学除氧是利用化学物质来吸收或转化水中的溶解氧。
常见的化学除氧剂包括还原剂和络合剂。
还原剂能够与溶解氧反应生成不溶于水的化合物,将氧气除去。
络合剂则能够将溶解氧和金属表面形成的氧化物络合,减少氧化物膜的生成。
3.热力除氧热力除氧是利用温度和压力对水进行处理,使水中的氧气释放出来。
常见的热力除氧方法包括煮沸除氧和真空除氧。
煮沸除氧是将水进行高温煮沸,使溶解氧从水中蒸发出去。
真空除氧则是在低压条件下将水加热,使氧气从水中释放出来。
4.无氧化还原剂无氧化还原剂是一种特殊的除氧方法,它能够在锅炉系统中与氧反应生成不易与金属表面反应的化合物或物质。
这些无氧化还原剂包括硫酸亚铁、亚硝酸等。
它们能够吸收或转化水中的氧气,有效防止氧腐蚀的发生。
总结:锅炉系统的氧腐蚀是一种常见但严重的问题,会对锅炉设备和管道造成损坏。
为了减少氧腐蚀,采取适当的除氧方法是必要的。
机械除氧、化学除氧、热力除氧和无氧化还原剂都是常用的除氧方法。
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锅炉软水中溶解氧的危害与去除一、炉内为什么会发生氧腐蚀?在正常情况下,锅炉内不会发生氧腐蚀,但当发生下述情况时,就可能发生炉内氧腐蚀。
1.除氧工作不正常当热力除氧器运行不正常或除氧剂投加不正常时,就可能使进人锅炉的给水中带有过量的溶解氧。
当给水中溶氧含量不是很大时,腐蚀可能首先发生在省煤器入口处,随着给水含氧量的增大,腐蚀则可能延伸到省煤器的中部和尾部,严重时锅炉的下降管也可能遭到腐蚀。
2.锅炉停用时防护不好锅炉停用时,如果防护措施不当,大气可能侵入锅炉内而造成腐蚀。
锅炉停用时发生的氧腐蚀,通常是整个水汽系统中,特别容易发生在积水不易放干的部分,这与锅炉运行时发生的氧腐蚀常常局限在某一部位是不同的。
二、酸腐蚀1.发生酸腐蚀的原因当炉水中氯化镁MgCl2含量较高时,在高温的作用下,会发生水解反应而生成酸。
盐酸是一种强酸,它能破坏金属表面的氧化膜,又能腐蚀钢铁。
在炉水pH值较低的情况下,腐蚀产物(铁的氯化物)又可能与氢氧化镁Mg(OH)作用而生成新的氯化镁。
新生成的氯化镁在适宜的条件下则又可能水解成盐酸,如此周而复始,使铁不断遭到酸腐蚀而被损坏。
2.炉内酸腐蚀特点锅炉内酸腐蚀多发生在水冷壁管上,其特征是:在水冷壁管皿状蚀坑上,有较硬的Fe,04突起物,呈现层状结构,在附着物和金属交接处有明显的蚀坑,腐蚀部位金相组织发生变化,有明显的脱碳现象。
三、碱腐蚀1.发生碱腐蚀的原因在正常情况下,炉水pH值一般在9~11之间,此时炉管金属表面的氧化膜是稳定的,不会发生碱腐蚀。
发生碱腐蚀的原因,是由于在炉管的局部地方发生了碱的浓缩。
例如:由于水循环不良或在一些水平或倾斜度不够的炉管内,发生“汽水分层”现象时,使附在管壁的液膜浓缩。
该部位的游离NaOH达到危险浓度,从而产生碱腐蚀。
另外,在有沉积物的地方,其沉积物下炉水滞流,也可能使NaOH浓缩到危险的浓度。
2.炉内发生碱腐蚀的机理在高温高压的条件下,炉水中游离苛性钠溶解了铁金属表面的氧化保护膜,使其生成可溶性的亚铁酸,进而亚铁酸盐在高温作用下分解成磁性四氧化三铁并放出氢气,使铁金属遭碱腐蚀而破坏:Fe0+Na0H——NaHFe023NaltFe02+H20叫Fe304+3NaOH+H23.炉内碱腐蚀特点炉内碱腐蚀多发生在软水冷壁管的向火侧,热负荷较高或水循环不良的部位和倾斜管上;多孔沉积物下,和管壁与焊接的细小间隙处。
碱腐蚀一般具有局部性的特征:腐蚀部位呈小沟槽或不规则的溃疡型,上附有腐蚀产物。
腐蚀部位金属的机械性能和金相组织一般没有变化,金属仍保留它的延性。
4.如何防止炉内发生碱腐蚀(1)加强化学水处理工作,提高补给水水质,将补给水中的杂质减少到最低程度。
(2)加强凝汽器运行的化学监督工作,保证凝结水水质。
(3)做好给水pH调整处理,加强除氧器运行的化学监督工作,防止因水汽系统腐蚀而使给水中的铜,铁含量增大。
(4)做好汽包炉炉内加药处理工作,保证炉水水质不超标。
(5)做好锅炉停炉保护工作,防止锅炉设在停用时的大气腐蚀。
四、软水除氧1.软水除氧方式介绍(1)热力除氧其原理是根据气体溶解定律(亨利定律),任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关,温度越高,水蒸汽的分压越高,而其它气体的分压则越低,当水温升高至沸腾时,其它气体的分压为零,则溶解在水中的其它气体也就等于零。
热力除氧器分为大气式除氧器(其工作压力略高于大气压,约0.118Mpa,水温在104℃左右,主要用于小型电站和工业锅炉中)、中压除氧器(工作压力约0.412Mpa,水温在145℃左右,主要用于一般的火力发电厂和中型热电站)、高压除氧器(工作压力大于0.49Mpa,水温大于158℃,主要用于高参数的火力发电厂)。
热力除氧曾是广泛使用的除氧方式,但目前逐渐受到化学除氧等的有力挑战,特别是热力除氧在10~35t/h的锅炉和2~6.5t/h的锅炉及其它要求低温除氧的场合,热力除氧有其明显的局限性。
它的特点是除氧效果好,缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。
所谓不好操作,是因为使用条件苟刻,进水混合温度要求稳定在70~80℃,工作温度稳定在104~105℃,蒸汽压力稳定在0.02~0.03Mpa,条件波动除氧效果不佳,特别是供热锅炉,随着天气冷暖的变化,锅炉负荷变化很大,这就给热力除氧带来很大困难,而化学除氧则不然,它只随给水量的变化调整加药量,操作非常方便。
(2)真空除氧其除氧原理与热力除氧基本相同,除氧器在低于大气压力下进行工作,利用压力降低时水的沸点也除低的特性,水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。
在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧,在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势,但大部分热力除氧的缺点仍存在,并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。
(3)铁屑除氧其原理是当有一定温度的水通过铁屑时,水中的氧即与铁发生化学反应,在此过程中氧被消耗掉。
该方法除氧装置简单,投资省,但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点,因而使用该方法除氧的用户逐步减少,面临着淘汰的处境。
(4)解吸除氧基本原理亦是利用亨利定律,氧在水中的溶解度与所接触的气体中的氧分压成正比,只要把准备除氧的水与己脱氧的气体强烈混合,则溶解在水中的氧将大量扩散到气体中,从而达到除去水中溶解氧的目的。
该方法优点是可低温除氧,不需化学药品,只需木炭、焦碳等即可,缺点是除氧效果不稳定,而且只能除氧不能除其它气体,用木炭作反应剂时水中的CO2含量会增加。
(5)树脂除氧基本原理是在除氧器内氧化还原树脂与水中溶解氧反应生成除氧水,树脂失效后用水合肼(联氨)等再生,使用该方法除氧产生的蒸汽和热水,均不允许与饮用水和食物接触,且投资和占地均较大,不宜在工业锅炉上推广应用。
(6)化学药剂除氧化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管或者热水锅炉的热水管网中。
化学药剂主要是传统的亚硫酸钠、联氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸钠等。
化学药剂除氧具有装置和操作简单、投资省、除氧效果稳定且可满足深度除氧的要求,特别是新型高效除氧剂的开发和成功使用,克服了传统化学药剂的有毒有害、药剂费用高等缺点,被用户接受和推广应用。
各种除氧方法均有各自的特点和不足,应根据企业的特点和对水质的要求进行综合考虑选用。
总的说来,热力除氧和化学除氧优点较为明显,优于其它除氧方式,而新型低毒高效化学除氧剂则优于热力除氧。
一般在低压锅炉和热水锅炉的给水除氧时,可优先考虑化学除氧;在要求锅炉给水进行深度除氧时则可考虑在热力除氧的基础上辅之以化学除氧或单独采用化学除氧。
2.传统除氧剂的局限性在传统的工业锅炉和低压动力锅炉中,主要采用添加亚硫酸钠来进行化学除氧,高压锅炉则采用联氨。
(2)亚硫酸钠(Na2SO3)亚硫酸钠的除氧能力于1920年被发现,至1931年它被广泛应用于发电厂的化学除氧。
亚硫酸钠和氧的反应方程式为:2Na2SO3十O 2→2Na2SO4亚硫酸钠是传统的软水除氧剂,具有价格低廉、来源广泛的优点,但是,它有明显的缺点:亚硫酸钠与氧的反应速度受PH值、温度及催化剂等因素影响,一般需加过量才能应付锅炉运行的波动;从亚硫酸钠与氧的反应式中可知,要除去1ppm的氧,至少要消耗7.9ppm 的亚硫酸钠,为使此反应进行比较彻底,则通常在软水中需维持20~40ppm的过剩量,方能保证除氧效果;由于亚硫酸钠与氧反应生成的是稳定盐硫酸钠,增加了炉水中的可溶性固形物,使水质劣化,锅炉必须增加排污次数,导致化学药品的浪费和燃料费用的增加;当锅炉工作压力高于6.2MPa时,亚硫酸钠会分解,生成具有腐蚀性的硫化氢和二氧化硫,而且这些气体随水蒸汽一道排出,会引起后续设备的腐蚀:Na2SO3十2H 2O →2NaOH 十H2SO3H2SO3→H 2O十SO2而且,亚硫酸钠还可能自身发生氧化还原反应,生成硫酸钠和硫化钠:Na2SO3→3Na2SO4十Na2S生成的二氧化硫和硫化钠均有腐蚀性,因此使用亚硫酸钠作为除氧剂,实际是一种腐蚀取代另一种腐蚀;此外,将含有亚硫酸钠的给水作减温水喷入过热蒸汽来调节温度时,会导致在过热蒸汽集汽联箱和汽轮机中产生硫酸钠等盐类沉积;亚硫酸钠对金属无钝化保护作用。
(2)联氨(N2H4)随着大容量机组和高压锅炉的出现,至五六十年代,亚硫酸钠逐渐被联氨(又称为水合肼)所取代,联氨与氧的反应式为:N2H4十O2→N 2十2H 2O联氨与氧反应生成氮和水,且过量的联氨不产生可溶性固形物,氨可以增加炉水的PH值,有利于锅炉的保护;联氨具有缓蚀功能,联氨和铁及铜腐蚀产物反应生成具有钝化保护作用的Fe3O4和Cu2O 层。
4Fe3O4十O2→6Fe2O3十(N2H4)→4Fe3O4十2H2O 十N2 2Cu2O十O2→4CuO 十(N2H4)→2Cu2O 十2H2O 十N2联氨与氧及金属氧化物反应的最终产物是水、氮气,它们不会增加软水中的溶解固形物量。
联氨的分解产物是挥发性气体,见下式:3N2H4→4NH3十N2但是,联氨在除氧效率上不如亚硫酸钠,在水温低时除氧速度慢,只能在较高的温度下才能有效地与氧反应达到除氧目的;分解温度很高,在316℃(9.8Mpa)仍有联胺进入蒸汽,其毒性使蒸汽不能直接用于生活;特别是联氨是一种毒性较强的物质,操作时联氨容易溅到眼睛、皮肤或衣服上,极易被吸人.给操作人员的身心带来严重危害;而且挥发性强、易燃、易爆,当空气中蒸汽的浓度达到4.7%时,遇火要发生爆燃,给运输、贮存和使用带来了麻烦;联氨被认为是致癌可疑物质,被美国“职业防护与保健法案(OSHA)”列为危险品,已禁止联氨和食品直接接触,欧美日等国家均己相继摒弃联氨,开发和应用新型的软水除氧剂。
3.新型除氧剂从健康和安全考虑,也为了消除使用亚硫酸钠和联氨在除氧速度和除氧效率上的不足,国外相继开发了一些新型除氧剂。
新型除氧剂必须具备除氧程度高、除氧速度快、无毒或低毒、适用范围广等特点,而且还应使用方便、成本适宜等。
下面简单介绍国外开发的一些新型除氧剂品种。
(1)羟胺(hydroxylamine)二乙基羟胺(Diethyl hydroxylamine)等羟胺及其衍生物可以作为软水的除氧剂,是美国Chemed公司于l978年公开的专利,与氧反应的最终产物是乙酸盐、氮气和水,Cu2+、对苯二酚等可起催化作用,反应速度略比联氨快。
(2)碳酰肼(carbohydrazide)碳酞肼,也称二氨基脲,它是联氮的衍生物,用于软水除氧剂是美国Nalco化学公司于1981年公开的专利,在除氧效果及金属纯化方面均优于联氨,对苯二酚等可起催化作用。
(3)对苯二酚(hydroquinone)对苯二酚作为软水除氧剂,是美国Betz实验公司1980年公开的专利,对苯二酚和氧反应生成过氧化氢,接着进一步发生醌的氧化。