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鍋爐:電化學(xué)除氧的工作原理

來源:   2013年11月21日 14:49   8460
  Foodjx導(dǎo)讀: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(shè)備中,在高溫、壓力和電解質(zhì)存在的條件下,會發(fā)生電化學(xué)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?xí)l(fā)重大事故,給生產(chǎn)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(shè)備遭受腐蝕損壞,保證設(shè)備安全經(jīng)濟運行的重要措施。
  
  鍋爐給水除氧,除可以采用化學(xué)方法和物理方法之外,還可以采用電化學(xué)方法。采用化學(xué)方法除氧,主要是利用化學(xué)反應(yīng)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(xué)除氧,是應(yīng)用電化學(xué)保護的原理,使一種易氧化的金屬發(fā)生電化學(xué)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(shè)備簡單,操作使用方便,運行費用低,可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐爐的給水除氧。
  
  電化學(xué)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(zhì)中,使其負極與被保護的鋼板相連接,正極與準(zhǔn)備讓其發(fā)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(fā)生腐蝕的金屬形成陽極而不斷被腐蝕。電化學(xué)除氧就是應(yīng)用這種電化學(xué)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(dāng)水流通過除氧器時,水中的氧氣就與陽極上的鋁板發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被消耗掉。其工作原理如下:
  
  當(dāng)接通直流電流后,陽極鋁板發(fā)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(xué)反應(yīng):
  
  Al3++3OH-→Al(OH)3
  
  上述反應(yīng)過程中,在陰極還發(fā)生氧的去極化作用而產(chǎn)生氫氣,其反應(yīng)為:
  
  2H++2e→H2
  
  同樣也產(chǎn)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(xué)活性強,易與水中的氧發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng),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(wěn)定,產(chǎn)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(jīng)處理后的鍋爐給水,含氧量可降到≤0.1mg/L,符合國家制定的GB1576—85《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求,在熱水鍋爐爐及其供暖系統(tǒng)中也未曾發(fā)現(xiàn)有任何不良影響。
關(guān)鍵詞:熱水鍋爐
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