锅炉水处理中化学除氧的应用

摘要：在日常工业生产生活过程中，锅炉扮演着重要的角色，广泛应用于化工、发电与供热等多个领域。19世纪80年代是工业锅炉迅猛增加的年代，目前的工业锅炉已从初期的粗糙耗能型产品，逐渐优化为设计合理、仪器精密、节能减排的环保型产品。然而，锅炉在运行过程中会面临着一个较为严峻的挑战，也就是水中溶解氧的存在会对锅炉设备造成腐蚀，溶解氧往往会与锅炉中含有的金属材料之间产生化学反应，造成金属腐蚀。不但会导致锅炉的使用寿命缩短，使其热效率不断降低，能源消耗进一步增加，还可能会造成一系列的安全事故，严重威胁到人员的生命财产安全。为了能够更为有效的对这一问题进行解决，需要保证锅炉高效稳定的安全运行，必须对锅炉水进行除氧处理。为此，本文针对锅炉水处理中化学除氧技术的应用进行了相应的分析与探讨。

关键词：锅炉；水处理；化学除氧

Application of Chemical Deoxygenation in Boiler Water Treatment

Wei Ting

Jiangsu Special Equipment Safety Supervision and Inspection Research Institute Zhenjiang Branch, Zhenjiang, Jiangsu 212001

Abstract: Boilers play an important role in daily industrial production and life, and are widely used in various fields such as chemical engineering, power generation, and heating. The 1880s was a period of rapid increase in industrial boilers. Currently, industrial boilers have gradually been optimized from crude energy consuming products to environmentally friendly products with reasonable design, precise instruments, and energy-saving and emission reduction. However, boilers face a serious challenge during operation, which is that the presence of dissolved oxygen in water can cause corrosion to boiler equipment. Dissolved oxygen often reacts chemically with the metal materials contained in the boiler, resulting in metal corrosion. Not only will it shorten the service life of the boiler, continuously reduce its thermal efficiency, and further increase energy consumption, but it may also cause a series of safety accidents, seriously threatening the safety of personnel's lives and property. In order to effectively solve this problem, it is necessary to ensure the efficient, stable and safe operation of the boiler, and deoxygenation treatment must be carried out on the boiler water. Therefore, this article analyzes and discusses the application of chemical deoxygenation technology in boiler water treatment.

Keywords: boiler; Water treatment; Chemical deoxygenation

目前看来，锅炉水处理除氧方法主要包括化学除氧与物理除氧两种。其中化学除氧技术由于自身操作较为简便，且具有较好的除氧效果，在使用过程中不会花费较高的成本等优势，故而在锅炉水处理工作中得到了广泛的应用。深入了解化学除氧技术在锅炉水处理中的应用，能够实现锅炉运行经济性能与安全性能的有效提升。为此，本文将深入探讨化学除氧技术在锅炉水处理中的具体应用。
一、锅炉化学除氧技术概述

化学除氧是指利用各种氧化剂，如消毒剂、卤代烃等，来溶解锅炉水中的氧元素。化学除氧有两种，一种是利用氧化剂氧化水中的氧元素，将它们转化为氢氧化物等，并使它们排出溶液，实现除氧的目的；另一种是利用降低碳酸盐的氧要求量，从而减少水中的氧元素。采用化学方法除氧，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气，使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。

二、锅炉水处理中化学除氧技术应用的重要性

（一）保障锅炉安全运行

化学除氧技术在锅炉水处理中的应用对于保障锅炉安全稳定的运行有着重要的影响。在锅炉运行的过程中，水中含有的溶解氧会与锅炉的基础材料彼此之间产生化学反应，造成金属腐蚀问题，尤其是在高温和高压的环境下，这种腐蚀问题所导致的后果会更为严重，不但会使得锅炉的强度降低，使其受热面厚度变薄，还可能会造成爆管以及管道穿孔等一系列的安全事故，严重威胁到操作工作人员的生命财产安全以及锅炉的正常运行和生产的正常开展。而通过化学除氧技术的应用，能够对水中含有的溶解氧进行有效去除，使得金属腐蚀风险有效下降，例如当前化学除氧技术中常用的亚硫酸钠以及联氨等除氧剂，就能够与水中含有的溶解氧之间产生快速的反应，将其转化为无害物质。如此一来，能够实现对锅炉金属部件的高效保护，延长其使用寿命，尽可能减少由于腐蚀问题而导致的更换成本与维修成本的增加。与此同时，也能够有效避免腐蚀产物长期堆积在锅炉内而对传热效率造成不良影响，确保锅炉能够实现安全且稳定的运行。

（二）提高锅炉热效率

化学除氧技术对于锅炉热效率的提升有着重要的影响，水中含有溶解氧时，会在锅炉受热面上形成氧化膜（如图1所示）。由于氧化膜的导热性能相对较差，甚至会阻碍到热量的正常传递，从而使得锅炉热传导效率的不断下降。为了能够达到理想的加热效果，就需要投入更多的燃料使用，如此一来会导致能源浪费与运行成本的不断增加。而通过化学除氧技术对水中含有的大量溶解氧进行有效去除之后，就能够避免出现氧化膜，从而保证锅炉受热面能够具有更高的清洁程度以及更为良好的传热性能，热量可以从燃料中高效的传递到水中，使得锅炉水在较短的时间内达到理想的温度与压力。如此一来，不但能够有效降低能源消耗，减少能源成本的支出，还能够实现锅炉工作效率的提升，使得锅炉能够在更为经济的状态下实现稳定的运行。除此之外，热效率的提高还能够减少污染物的排放量，对于环境保护工作的开展有着重要的影响意义。

图1 锅炉氧化膜化学成分

（三）保证蒸汽品质

锅炉在运行的过程中，其蒸汽品质的优劣会对其下游设备的正常运行以及产品的具体质量产生直接的影响，水中含有的大量溶解氧会与其他杂质一起在蒸汽中形成污染物以及腐蚀产物，导致蒸汽的纯度及品质不断下降。这些杂质往往会附着在用气设备以及蒸汽管道和阀门上，使得设备出现磨损、堵塞以及腐蚀等问题，对其使用寿命、使用质量以及运行效率造成严重的不良影响。化学除氧技术能够对水中含有的溶解氧进行有效去除，减少蒸汽中的杂质含量，保证蒸汽品质。蒸汽的质量越高，就能够为下游设备提供更为稳定的热源以及动力来源，保证设备的稳定正常运行。例如在食品以及化工等行业，纯净的蒸汽对于生产稳定性以及产品质量会产生直接的影响，通过化学除氧技术的应用，能够保证蒸汽具有更高的品质，实现产品质量的提升、生产成本的下降以及企业市场竞争力的提升。

三、锅炉水处理中化学除氧的应用

（一）亚硫酸钠除氧技术的应用

亚硫酸钠是一种较为常见的化学除氧剂，在锅炉水处理工作中得到了广泛的应用。亚硫酸钠除氧是一种炉内加药除氧法，在给水系统中氧是锅炉的主要腐蚀性物质，所以要求迅速将氧从给水中去除，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂，2Na2SO3+O2→ 2Na2SO4，通常要求加药量比理论值大。温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。当炉水pH=6时，效果最好，若pH增加则除氧效果下降。加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。该方法由于亚硫酸钠价廉故而投资低，安全，操作也较为简单。但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证达标。另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，是不经济的。因此该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。在进行亚硫酸钠除氧应用的过程中需要根据当前锅炉的实际运行使用情况以及水质的具体特点对其投入量进行合理的控制与调整，并且做好后续的环境监测以及水处理工作。

（二）联氨除氧技术的应用

联氨是一种较为常见的化学除氧剂，这种化学除氧剂具有着较强的还原性，可以与水中的溶解氧产生还原反应，生成水与氮气。联氨除氧的优点是除氧效果好，且不会导致水中含盐量的增加，在高温下能够分解出氮气，不会对锅炉系统造成较大的危害。联氨除氧技术主要应用于高压锅炉，在使用联氨除氧技术时，需要对其挥发性与毒性进行重点关注。这是由于联氨作为一种有毒的物质，会对人体健康造成一定的不良影响，因此，在对连氨进行储存、运输以及使用的过程中，必须严格遵循安全操作规程要求，做好防护。除此之外，联氨的反应速度比较慢。需要使用较长时间以及在较高的温度条件下才能够充分发挥自身的除氧作用。因此在实际应用过程中，需要将这一除氧剂与其他除氧剂之间进行联合使用，从而能够实现反应速度以及出氧效果的有效提升。

（三）新型复合除氧剂的应用

随着科学技术的快速发展，新型复合除氧剂逐渐在锅炉水处理工作中得到了广泛的应用。这些复合除氧剂往往由多种化学成分组成，能够在不同的条件下更为有效的对水中含有的溶解氧进行去除。新型复合溶解氧具有着处理效率较高、速度快且适用范围较广等优势特点，在较低的温度下也能够与溶解氧之间产生迅速的反应，并且对水中的其他杂质含有一定的去除作用。与此同时，一些复合除氧剂还能够具备阻垢以及缓蚀等功能，对锅炉中的金属部件进行重点保护，使其使用寿命不断延长。在实际应用过程中，新型复合除氧剂的使用方法较为简便，只需要按照固定比例将其加入到锅炉给水中就可完成。但是由于不同的复合除氧剂成分与性能彼此之间存在较大的差异，因此在选择与使用的过程中需要根据当前生产的具体情况进行合理的选择，并且严格按照产品说明书进行操作。

四、结束语

化学除氧技术在锅炉水处理中的应用有着不可替代的重要作用。通过对化学除氧剂进行合理的选择和使用，可以对水中溶解氧的含量进行有效降低，减轻锅炉设备的受腐蚀程度，进一步提升其使用寿命和热效率，保障工业生产安全稳定的进行。然而在此过程中，我们也必须清醒的认知到，化学除氧技术的应用也不是十全十美的。在实际应用的过程中，必须对化学除氧剂的特性、使用条件以及副作用进行充分考虑。与此同时，需要有机结合物理除氧技术等一系列高效的除氧方法，实现不同技术之间的优势互补，达到最佳的联合除氧效果。除此之外，随着环境保护工作要求的不断提升以及科学技术快速进步，未来还需要研究更为高效、环保和经济的化学除氧药剂和化学除氧工艺。

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