中科晶硕真空电化学联合除氧器

           在锅炉给水处理工艺过程中，给水除氧是一个非常关键的环节。溶解氧是锅炉和锅炉给水系统的主要腐蚀物，给水中的溶解氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉部件和给水系统，腐蚀物氧化铁进入锅炉内，会沉积或附在锅炉管壁上和受热面，形成难溶而传热不良的铁垢。同时腐蚀会造成管道内壁出现点坑，造成阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生锅炉管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2T/h的蒸汽锅炉，水温大于等于95℃的热水锅炉，给水都必需进行除氧。

传统的除氧方法有：热力除氧、真空除氧、解析除氧、离子交换除氧、炉内加药除氧、 铁屑除氧等。这些方法各有其优缺点，简述如下：

（1）热力除氧：

热力除氧只适用于蒸汽锅炉，并且要求热负荷比较稳定。它自身耗汽量大,一般会降低18% - 20%的有效供汽量。热力除氧的除氧水箱必须布置在7 m以上高位，造成基建投资增加。而且采用热力除氧的锅炉省煤器进口温度为104°C，对省煤器的安全运 行是不利的。

（2）真空除氧：

真空除氧除加热温度有所降低外，其它基本上与热力除氧相同，低位布置的真空除氧也要求3 m左右的安装高度。真空除氧需增加喷射泵、加压泵、换热器、循环水箱等设备的初投资,而且系统复杂，对运行管理的要求高，设计、安装、操作管理等都不方便。真空除氧可用于蒸汽锅炉及热水锅炉。

（3）离子交换除氧：

这种方法以可以常温除氧，也可以低位布置，但是需采用联胺（N2H4）这种有毒物质进行再生，忌与食品、药物等接触，也会对操作人员造成危害。除氧水需用隔气水箱存储。

（4）解吸除氧：

解吸除氧属于常温低位除氧。它一般要求8 m左右的安装高度空间，还应配置加热器、循环泵、温控器，连续测氧仪等附机，而且需经常更换脱氧剂，并用电加热的方法使脱氧剂产生CO2，所以运行费用较高。解吸除氧 ，会使炉水駿度增加，排污量大,造成一定的能 源浪费。

（5）炉内加药除氧：

适用于蒸汽锅炉，它初投资较省,只需配备加药罐，溶药滤箱及差压孔板即可，但运行中要加入Na2SO3在炉内加热，药品费用昂贵。其除氧效果不稳定，而且须增加锅炉排污量以维持炉水水质。

（6）铁屑除氧：

这种方法可以常温低位除氧，但为了提高除氧效果一般加温到70°C以上。为了加强氧化反应，必须使流速降低到20 m/h以下， 所以设备体积很大。除氧水需用隔气水箱储存。其主要缺点是铁屑表面产生大量Fe3O4 阻碍了 O2和Fe的反应，因此必须经常清洗 使之活化,操作很复杂。

（7）电化学除氧器:

       电化学除氧器是采用新型的除氧技术, 它是基于电解的原理而制作的。电化学除氧器设计新颖，结构合理，除氧效果显著，适用面广，可用于蒸汽或热水锅炉,投资较省,经常费用低廉,而且运行可靠，启动迅速,负荷适应性强, 操作方便，配有连续自动检测，设备体积小, 重量轻，占地面积小，还可低位布置,是理想的除氧设备。

一、 真空电化学联合除氧系统的工作原理          

第一步：真空除氧

根据亨利定律可知，在封闭容器中，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比 ，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。在 100℃时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样，水面上空间氧气分子被析出 ,或转变成其它气体，从而氧的分压力为零 ，水中氧气就不断地逸出。真空电化学联合除氧系统在满足真空降低沸点的原理，溶解氧在高真空状态下被除去约90％左右。最终达到理想除氧效果。

第二步：电化学除氧

电化学除氧器是基于电解的原理而制造的。凡是两种不同的金属用导线联结起来, 浸入任何一种电解质中，就会组成一个原电池系统。化学活性强的金属会失去电子形成阳极。如果在两种金属之间外加直流电，就能大大加速这一过程。如果电解质是水，就会发生如下变化：Q2+ 2H₂O + 4e —*4OH -

（e代表电子）这样就能不断消耗水中的溶解氧,达到除氧的目的。

阳极失去电子不断形成金属离子溶解至溶液中，与氢氧根（OH、）化合为氢氧化 物盐类，定期排除。

电化学除氧器的基本结构，是由壳体和安装在壳体内的阴电极组和阳电极组构成。（1）壳体为长方体形，两端分别开有进水口和出水口，其底部为带有隔板的沉淀室，沉淀室底部 设有排空阀，壳体的顶部设有放气阀。（2）阴电极组，包括多个钢制多孔阴极板，阳极板组，包括数量相同并由活泼金属制成的多孔阳极板,阴极板和阳极板通过定位板平行等间距交替安装于壳体内，所有阴极板均通过阴极连续板与直流电源负极接通，所有阳极板均通过阳极板连接与直流电源正极接通。（3）待除氧的水通过除氧器时，水中的溶解氧与活泼金属阳极板发生氧化反应，使水中的溶解氧得以去除。

第三步：化学除氧

本设备的第三步化学除氧无需投放药剂运行，利用了第一步电化学除氧后的产物除氧剂Fe(0H)2再与水中的溶解氧O2反应，达到化学除氧的目的。

化学反应方程式：

4Fe(OH)2 +O2+2H2O→4Fe(OH)3显而易见本除氧设备在除氧过程中除氧来得迅速、彻底，不但可以除去水中溶解氧，同时还可以消除系统中残余溶解氧。在同一封闭容器中进行了两级除氧，增强了电化学、化学除氧的可靠性。

主要生成物是活泼金属的氢氧化物盐类，一般情况下4~5小时开启排污阀排放一次，以免沉积到极板间，使水流不畅。

电化学除氧器在运行过程中，有阴极会产生氢气，这是由于从水中电离出的H+ 离子在阴极钢板上直接得到电子而生成氢原子，再结合成氢分子2H+ +2e——H2。电化学除氧器结构，基本上可使除氧水达到0.1 mg/l以下，满足国家规定的锅炉给水水质要求。

 三、真空电化学、化学联合除氧器型号参数   

型号表示方法  ：        ZDH-CYQ

             |----------真空、电化学、化学除氧器
型号参数

四、真空电化学联合除氧系统的组成

真空电化学、化学联合除氧器主要是由除氧罐（除氧头）、电解器、高效旋膜雾化器、电解器保护装置、螺旋喷射器、逆变转换器、智能液位计、气水分离冷却器、真空变送器、电动真空调节阀、电动蝶阀、手动闸阀、高强磁除铁器、除氧泵、真空表、在线自动测氧仪、PLC控制箱等部件组成。

真空电化学、化学联合除氧器配有电解器，内装设有高效旋膜雾化器， 将自然降膜改为强力旋膜，增加液膜的更新效率，并造成液膜沿管壁强力旋转，增强分散力、增加传质功能；将相应泡沸改为悬挂式泡沸。克服层中水汽流速高时泛点（飞溅），并将保持汽（气）体通道；将独立的三种除氧方法缩化在一个罐内，在每个单元的部件内完成。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术性能要求。

• 五、真空电化学联合除氧系统的自动控制系统                

1、设备正常运行属全自动控制，无人值守，设备全套运行由PLC智能控制，所有运行参数及控制点都由PLC自动监测、自动调整。所有阀门及罗旋喷射器自动控制开启（亦可手动开启）。

       2、设备在线运行真空度控制在-0.06Mpa以上。确保除盐水进入除氧器，并在高效旋膜装置内强力旋转，形成水膜裙，氧气得到充分析出。一旦真空度不稳定，设备自动报警，此时需人员进行现场调整。

      3、水位由智能液位控制器控制，如水位低于设计水位时PLC自动调节进水阀门的开度。

      4、PLC自动跟踪控制电动给水调节阀及真空度电动球阀，始终控制给水含氧量≤0.1ml/L。