ZDH除氧设备的除氧技术及除氧过程

   除氧技术----物理、电化学、化学三种方法融为一体

   除氧过程-----炉外除氧方式与炉内除氧方式有机结合

   机理如下：

1、真空除氧器

除氧设备采用全密闭结构，运行期间自始至终处于真空负压状态。给水首先通过旋膜式除氧装置，在真空负压作用下被除去20～30%的溶解氧。

2、电化学除氧器

给水经级真空除氧后，进入由铁板阳极和阴极组成极板总成的电解池除氧装置。在外接直流电源作用下，溶解氧在电解池中被消除。电化学反应，

阳极：铁板失电子产生二价铁离子

Fe⁰→Fe⁺²+2e

阴极：氧在阴极得电子被消除产生氢氧根

O₂+2e+2H₂O→4OH^-

水中：电化学产物为：

Fe⁺²+2OH^-→Fe(OH)₂

3、化学除氧器

给水经第二级电化学除氧后，水中产生了高能量活性强的除氧剂Fe(OH)₂。Fe(OH)₂以炉内除氧方式全部吃掉水中残余溶解氧。

化学反应方程式：4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O →4Fe(OH)₃

二、ZDH除氧特点和除氧效果及使用寿命

1、除氧特点和除氧效果

（1）ZDH除氧设备的技术核心为电化学除氧，铁板阳极失去电子，铁以离子状态Fe⁺²迅速溶入水中，水中的氧必然以对等的速度和相应的数量在阴极得到电子被消除，产生OH^-，OH^-与Fe⁺²结合生成除氧剂Fe(OH)₂，继续再和水中残余溶解氧反应，从而能彻底消除溶解氧。由于电化学除氧量与电流成正比，而电解池所耗能量是人为设定，其除氧过程及除氧效果亦是人为控制可任意调节，因此这种除氧方法是主动的，且不受水温限制。第三步的化学除氧，为除氧剂Fe(OH)₂进行炉内处理，因此亦不受给水温度的影响。由此可知，ZDH除氧的除氧效果连续稳定可靠，除氧指标任意调节，可以人为控制在≤0.1mg/L内。

2、电化学真空除氧器使用寿命

锅炉的使用寿命主要取决于水中氧对锅炉的腐蚀速度。锅炉氧腐蚀是缓慢的原电池电化学自然反应过程，以点腐蚀方式由线入深连续发生。当有一点穿孔时，如果发生在炉管上可以更换，倘若发生在锅筒上，则锅炉整体报废。进行除氧处理的锅炉使用寿命在50年以上，未进行除氧处理的锅炉使用寿命7-13年，两者使用寿命至少相差30年。所以，除氧设备的使用寿命和除氧效果与锅炉的使用寿命息息相关。

ZDH除氧设备的除氧技术和除氧方式决定了其设备在运行期间无需反冲洗，停运期间无板结，除氧效果稳定可靠，设备设计寿命30年。

三、ZDH除氧设备的附带功能

1、真空作用

真空旋膜式除氧装置使给水中部分有害气体CO₂及氯气等在负压作用下从水中逸出，被消除，以减少水中碳酸和氯对锅炉、管网的腐蚀。

2、电场作用

电解池使得给水极性分子H₂O在通过阴极、阳极组成的水道时，完全受到电场力的作用，使无序状态下的H₂O分子团进行有序排列，改变了给水中的微观状态，增强了水的渗透能力和融合能力，从而在锅炉及管网系统内运行中起到了剥离老垢及锈蚀产物的功能。锅炉老垢脱落之际，就是锅炉开始节能之时。

3、H----氢氧化铁胶体作用

电解池电化学制备的氢氧化铁Fe(OH)₃胶体与Fe₃O₄、Fe₂O₃ 、Fe₂O₃·H₂O及其他方法制备的Fe(OH)₃的物理性质有明显区别。电解池制备的胶体Fe(OH)₃具有良好的稳定性，微粒在纳米之间，质量甚小，重力影响甚微，没有铁磁性，其明显的负的ξ（ZETA）电位与锅炉金属壁表面电位同性，两者相互排斥，相互间不能进行电子转移。负ξ（ZETA）电位的Fe(OH)₃胶体与水中的Ca⁺²、Mg⁺²及受热析出的带有正电位的CaCO₃等盐类相互吸附，形成盐类的结晶核心，终形成水渣被排出，有防垢功能。

四、ZDH除氧设备的自动控制系统

1、设备在连续除氧的全过程中无人置守，整体系统皆在PLC智能控制器下运行，每个运行参数及控制点自动监测，自动调整。进水阀、排污阀、负压转换泵、真空泵等等全部自动控制开启（亦可手动控制）。

2、系统连续在线监测真空度，控制真空度保持在-0.06～-0.06Mpa之间，确保软化水从水箱被吸入到除氧设备顶端，并实现旋膜真空除氧的良好效果。

    一旦真空失衡系统自动发出声光报警。

3、系统连续在线监测电化学除氧的电流、电压与水处理量。系统只有在除氧设备向除氧水箱供水时才启动电解池电化学除氧部分，PLC随着微机变频给水信号的不断变化，进行自动跟踪控制，调节电流大小与所处理水量的时应数值，使之无级变化。在保证锅水的含氧量≤0.1mg/L状态下，限度的减少能源损失。

一旦电压及电流失衡，系统自动发出声光报警。

4、由于整体系统采用PLC全程控制与监测，因此可与锅炉房中心控制室DCS系统对接，以达到远程监控的目的。

五、除氧设备的运行费用

该系统采用特种变压器，以满足低电压，大电流的需要， 低电压的目的是追求电解池在消除多的溶解氧时，耗掉的电能。电解池正常工作电压在1V～3.5V。

如果以水中溶解氧含量7mg/L为计算依据，级真空除氧除去1.4mg/L（20%）溶解氧，第二级电化学只需除去3.7mg/L，剩余的1.9mg/L溶解氧可在第三级化学反应中全部去除。

真空泵电机所耗电费，由于处理40吨水/小时电机功率为4KW，平均每小时启动一次，每次运行5分钟，因此忽略不计。

仅以上述电化学除氧3.7mg/L为全部ZDH除氧设备所耗费用计算为例，取平均电解电压为3V，每吨水耗电流120A，每度电0.75元，则处理每吨水所耗电费为，

20A×3V×0.75元/KW=0.03元

经计算每吨水耗铁板13克，每吨铁板3600元，则处理每吨水耗铁板费用为，

13克×3600元/吨=0.047元

综合费用为，0.03+0.047=0.077元/吨水 即，平均处理每吨水的费用0.08元.