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鍋爐給水采用電化學除氧的探討
作者:管理員    發布于:2019-12-11 10:06:53    文字:【】【】【

鍋爐給水中含有氧和二氧化碳等氣體,尤其是氧氣,在鍋爐設備中,在高溫、壓力和電解質存在的條件下,會發生電化學腐蝕,而且腐蝕速度較快,如不加處理,將會給鍋爐的正常運行造成威脅,有的甚至會引發重大事故,給生產和人身安全帶來嚴重損失。因此,鍋爐給水除氧是防止鍋爐設備遭受腐蝕損壞,保證設備安全經濟運行的重要措施。

鍋爐給水除氧,除可以采用化學方法和物理方法之外,還可以采用電化學方法。采用化學方法除氧,主要是利用化學反應來除去水中含有的氧氣,常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。采用物理方法除氧,是利用物理的方法將水中的氧氣析出,常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。電化學除氧,是應用電化學保護的原理,使一種易氧化的金屬發生電化學腐蝕,讓水中的氧被消耗掉而去除。此法與上述除氧方法比較,設備簡單,操作使用方便,運行費用低,可廣泛應用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。

1電化學除氧的工作原理
從電解的原理可知,將兩種不同的金屬與直流電源連接并放置到一種電解質中,使其負極與被保護的鋼板相連接,正極與準備讓其發生腐蝕的金屬相連接,這樣被保護的鋼板形成陰極而得到保護,讓其發生腐蝕的金屬形成陽極而不斷被腐蝕。電化學除氧就是應用這種電化學保護的原理,將用鋼板制成的除氧器與直流電源接通,讓除氧器的外殼與電源的陰極相連接,陽極與放置在除氧器中的鋁板相連接,當水流通過除氧器時,水中的氧氣就與陽極上的鋁板發生電化學腐蝕而被消耗掉。其工作原理如下:

當接通直流電流后,陽極鋁板發生如下變化:

Al-3e→Al3+

陰極的變化如下:

O2+2H2O+4e→4OH-

在水中起如下電化學反應:

Al3++3OH-→Al(OH)3

上述反應過程中,在陰極還發生氧的去極化作用而產生氫氣,其反應為:

2H++2e→H2

同樣也產生氫氧化合作用:

2H2+O2→2H2O

除氧器選用鋁作為陽極,是因為鋁的化學活性強,易與水中的氧發生電化學腐蝕反應,再是鋁板較為便宜,又是兩性金屬,在鍋爐給水中,電位和腐蝕速度都較穩定,產生的Al(OH)3系不安定的膠溶體,易生成沉淀而被排除,而且Al(OH)3對人體無害。

實踐證明,經處理后的鍋爐給水,含氧量可降到≤0.1 mg/L,符合國家制定的GB1576―85《低壓鍋爐水質標準》要求,在熱水鍋爐及其供暖系統中也未曾發現有任何不良影響。

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