树脂除氧器-氧化还原树脂除氧器原理背景分析?
树脂除氧器-氧化还原树脂除氧器原理背景分析?从物理化学原理分析除溶解氧的*佳途径,从能量守恒定律和物质不灭定律分析目前国内水处理行业对锅炉给水除氧的误区,论述除溶氧的高新技术:氧化还原树脂除氧器技术和膜分离除氧技术,采用高新技术替代传统的热力除氧,真空除氧,解吸除氧,海绵铁除氧,加药除氧的节能经济效益分析,用树脂除氧器技术改造传统除氧方法,一年时间产生的节能经济效益就可收回全部的技改投资.氧化还原树脂膜分离除氧是今后工业锅炉给水除氧发展的方向。
目前我国工业锅炉采用软化水,脱盐水作锅炉给水,溶解氧腐蚀问题比较特出.由于腐蚀是一一个缓慢的过程,因而,有些企业对除氧不重视。另一方面,由于缺少很好的除氧技术,我国50%的工业锅炉未配置除氧器,致使工业锅炉平均寿命缩短1/3,给企业和国家造成巨大的经济损失。
*三类氧化还原树脂是美国雅鲁大学H.G.Cassidy教授合成的,与溶解氧反应的氢原子由有机官能团提供.例如由对苯二酚的酚羟基提供.氧化还原树脂除氧器技术的关键就是合成一种适合工业上应用的氧化还原树脂,能提供大量的廉价活性氢.物理化学除氧原理是根据亨理定律(henryslaw)Cn=KPn在达到平衡条许下,水中溶解氧含量Cn与水上方氧气的摩尔分压Pn成正比,如果水上方氧气的摩尔分压Pn=0,溶解氧就向水上方无氧气体中扩散,如果设法使水上方气体中氧气摩尔分压始终保持为零,扩散达到平衡,水中溶解氧含量就为零,即成无氧水、无氧气体为蒸气就是热力除氧,无氧气体为氮气和二氧化碳混合气体就是解吸除氧,如果把水上方空气抽尽,仅留下水蒸汽就是真空除氧,物理化学除氧技术关键就是创造快速达到平衡的技术.下面从henrys定律和Fick扩散定律分析热力除氧,解吸除氧,真空除氧存在的问题。
根据Fick*一扩散定律dm/dt=-DAdc/dx式中:dm/dx,表示水中溶解氧扩散到无氧气体中速度D,表示氧的扩散系数;A,表示水与无氧气体接触的面积;dc/dx,表示氧的浓度梯度;负号表示氧从高浓度向低浓度扩散;由Fick*一扩散定律可知,要提高除氧速度dm/dt,必须增加接触面积A,要把水变成水小珠,要充分雾化,这就增加热力除氧,真空除氧,解吸除氧动力消耗,增加氧的浓度梯度dc/dx,也可加快除氧速度,这就必须迅速除去进入无氧气体中的氧,使无氧气体中氧浓度尽量低,在热力除氧器运行中需要保证含氧蒸汽有一定排放量(5%-10%),才能确保除氧器输出水中残余氧浓度达标。蒸汽排放增加了热量损失和水损失.在解吸除氧器运行中必须使解吸出来进入氮气和二氧化碳混合气体中的氧迅速与碳反应生成二氧化碳除去,为加快反应只有增加反应接触面积和提高反应温度二种途径,目前改进后的解吸除氧器用碳分子筛替代.木炭,与碳比,碳分子筛由于具有很大的比表面,能提高与氧反应的速度,但碳分子筛价格高,增加了脱氧成本,但是,水中残余氧含量仍不达标,为进-步提高与氧反应的速度碳与氧反器的温度必须大于300C水中残余氧含量才达标(用木炭的反应器温度必须高于600"C).这样解吸除氧器电炉功率要足够的大,导致解吸除氧电耗居高不下,在真空除氧系统中要保持一定真空度,真空泵需要有足够大的排气量,迅速排出水中释放出的氧,因而,真空除氧器电耗2度/t以上,难以进一步降低。
通过以上分析,利用物理化学原理的传统除氧技术能耗高,国际上发达国家己采用膜分离除氧技术.如美国Celgard膜除氧技术是一种高新技术。