國內工業鍋爐使用的傳統除氧技術的分析-除氧劑濾料

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國內工業鍋爐使用的傳統除氧技術有海綿鐵除氧、解吸除氧、真空除氧和加藥除氧等，這些除氧技術都有一定的局限性。工業鍋爐等熱力設備給水中的溶解氧是造成鍋爐腐蝕的“罪魁禍首”。為了防止和減輕鍋爐的氧腐蝕，必須對鍋爐給水進行除氧。然而目前，我國有50%的工業鍋爐未配置除氧器，一方面緣于腐蝕是一個緩慢的過程，許多企業因而對除氧不夠重視；另一方面是缺少合適的除氧技術，以致我國工業鍋爐的平均壽命縮短了1/3，給企業和國家造成了巨大的經濟損失。如，海綿鐵除氧會生成鐵膠體，阻止除氧的進行，而沖洗鐵膠體要消耗大量的水；同時，鐵膠體還會生成鐵垢，影響鍋爐的傳熱，每蒸噸鍋爐將多耗標煤7千克。解吸除氧則會把溶解氧轉化成溶解二氧化碳，造成對鍋爐的二次腐蝕。加藥除氧不但藥費貴（如二甲基酮肟除氧劑的費用是每千克18元，每噸水需要加藥300-500克），而且污染水質，增加水中的含鹽量，增加鍋爐排污量，增加水損失和熱損失。目前，氧化還原樹脂除氧器已在中石化上海催化劑分公司等成功應用。實踐證明，該除氧器具有節能、節水、除氧完全、費用低等特點。該除氧器可實現常溫（0-90℃）除氧，不消耗熱量，也不消耗動力，其低溫無氧水還可回收低品位熱量。除氧器運行過程中無自耗水，全部再生液變成無氧水輸出，真正達到零排放。除氧過程不帶進對鍋爐有害的雜質，不污染水質。除氧完全，殘余氧含量<10微克/升。費用低。

　
　　
　  鋼屑除氧是對切削的鋼屑用堿液清洗油污，再用硫酸處理鋼屑表面，將處理后的鋼屑放在除氧器中壓緊。水流過除氧器中鋼屑表面，使鋼屑表面氧化將水中的氧消耗掉而達到除氧的目的。鋼屑除氧器裝置簡單，投資少，操作也比較簡單。但它要求水溫高于70℃，待除氧水要加溫；鋼屑表面氧化后要用酸洗，壓實的鋼屑很難清洗完全，造成運行后期除氧效果降低。尤其是壓得很緊的鋼屑，當全部氧化后需要更換時，銹蝕的鋼屑很難拉出，勞動量特大。海綿鐵粉過濾式除氧是在鋼屑除氧、活化鋼粒除氧的基礎上，1992年由原武漢水利電力學院王蒙聚教授研究成功的新工藝。針對鋼屑除氧的缺點，將鋼屑或鋼料按配方要求煉成鋼水，澆鑄成3～5mm、不規則近似圓球狀的鋼粒。鋼粒經堿液清洗表面后，放入與鈉離子交換器相仿的罐體內，罐體內表面涂搪瓷防酸。鋼粒在除氧器的罐體中用稀鹽酸浸泡活化處理。水流經過活化鋼粒，水溫≥40℃就可以除氧。這種方法避免了更換鋼屑時繁重的體力勞動；水溫要求降低；除氧劑為不規則的球形，對床層的流動特性也得到改善。但是，鋼粒澆制及活化較麻煩；仍要常用酸洗；濾層為很重的鋼粒，出水不能用塑料水帽。

  海綿鐵粉除氧技術仍采用過濾式，不用鋼粒，而采用堆比重較輕的海綿狀還原鐵粉為除氧劑。因此，海綿鐵粉過濾式除氧常做成兩個罐，水先經第一個罐為除氧器，再經過第二個罐為鈉離子交換器。或做成單罐雙室床，下室為除氧器，上室為鈉離子交換器，水先經下室，然后再經上室。這種除氧方法有以下主要特點：在常溫下就可以除氧，進入除氧器的軟水不需要加熱，也不需要考慮水泵氣蝕，設備簡單、節約能源。可以低位布置，體積小，初期投資費用不太高，運行費用較低，經濟效益較好。海綿鐵無毒，不需要除油、活化，只需沖洗和定期補充，操作簡單。除氧效果較好和穩定，能適應熱負荷的變化。

  海綿鐵，又稱直接還原鐵，通常叫做海綿鐵除氧劑，是煤或氣與鐵礦石在非熔融溫度下發生還原反應的產物。由于鐵礦石被還原后形成大量氣孔，在顯微鏡下形似海綿，因此得名。 而生產高檔的鋼鐵制品，就需要用到海綿鐵。海綿鐵可作為煉鋼原料，特別是冶煉優質鋼、特殊鋼的原料。海綿鐵不僅可以直接作為煉鋼轉爐原料，而且海綿鐵是純凈的鐵源，雜質少，可以加工特殊鋼材、高純凈鋼、鑄鍛件坯料，這些產品能賣上價格，附加值很高。 所謂煤制氣生產海綿鐵，就是將煤氣化后產生的還原氣（一氧化碳和氫氣）送入豎爐，與鐵礦石發生還原反應，使之生成海綿鐵。

  海綿鐵生產工藝分氣基法和煤基法兩大類。煤基法投資高、生產成本高、各項指標差，已被列為限期取締的落后工藝。氣基法具有生產技術成熟、產量大、產品成本低等優點，具有很強的競爭力，但需采用天然氣作還原劑，發展受到氣源和地區的限制。

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