锅炉水、纯水、超纯水6种脱氧原理特点、应用及脱氧过程溶解氧检测的意义

问

锅炉水、纯水、超纯水6种脱氧原理特点、应用及脱氧过程溶解氧检测的意义

溶解氧的存在会对水系统中的设备和管道造成腐蚀，对工业生产过程和产品质量产生不利影响。因此，除氧是水处理过程中非常重要的环节。下面将详细介绍并对比六种除氧方式的原理、技术特点、优劣势、应用，以及溶解氧检测在除氧过程中的意义。

答

01

化学还原剂除氧法

原理：

化学还原剂除氧法是通过向水中投加化学还原剂，使其与水中的溶解氧发生化学反应，将溶解氧转化为其他无害物质，从而达到除氧的目的。常用的化学还原剂有亚硫酸钠（Na₂SO₃）、联氨（N₂H₄）等。

反应方程式

亚硫酸钠：
    Na₂SO₃+12O₂→Na₂SO₄Na₂SO₃+21O₂→Na₂SO₄

联氨：
     N₂H₄+O₂→N₂+2H₂ON₂H₄+O₂→N₂+2H₂O

技术特点

• 操作简单：无需复杂设备，易于控制。

• 反应快速：还原剂与氧直接发生反应，速度较快。

• 适用范围广：可在常温常压下进行，对水质要求低。

优点

• 成本较低：化学药剂价格相对便宜。

• 灵活性高：可根据溶解氧含量调节还原剂投加量。

缺点

• 二次污染风险：可能增加水中固体溶解物含量，影响水质。

• 安全性问题：部分还原剂（如联氨）有毒，需要安全处理。

应用：

• 锅炉水处理：防止锅炉管道氧腐蚀。

• 工业循环冷却水：减缓设备腐蚀速度。

• 一般水处理过程：对水质要求不高的场合。

答

02

真空除氧法

原理

真空除氧法利用水中气体溶解度随压力降低而减小的原理，通过降低系统压力（形成真空），使溶解氧从水中逸出。

技术特点

• 物理除氧：不添加化学试剂，避免二次污染。

• 工艺简单：主要设备为真空除氧器。

• 适用性强：可处理大流量水体。

优点

• 水质高纯度：无化学残留，适用于高要求的水处理。

• 设备运行可靠：技术成熟，维护方便。

缺点

• 设备投资较高：需要真空系统，初期投入大。

• 能耗较高：维持真空状态需要能源消耗。

应用

• 高压锅炉给水：电力、钢铁等行业的高压锅炉系统。

答

03

膜分离除氧法

原理

膜分离除氧法利用选择性透过膜（如中空纤维膜），在压力差驱动下，使溶解氧通过膜扩散出去，从而降低水中氧含量

技术特点

• 高效除氧：可将溶解氧浓度降低到ppb级。

• 占地面积小：设备紧凑，模块化设计。

• 操作简便：自动化程度高，易于控制。

优点

• 适用高纯水：不引入新杂质，适合超纯水制备。
  

• 节能：相比热力法，能耗较低。
  

缺点

• 膜成本高：膜组件价格昂贵，需要定期更换。
  

• 对预处理要求高：进水需进行过滤和预处理，防止膜污染。
  

应用

• 超纯水制备：电子、半导体、光伏等行业。
  

• 医药用水：制备注射用水、药品生产用水。

答

04

催化除氧法（催化还原法）

原理

催化除氧法是在催化剂的作用下，加速还原剂与溶解氧的反应速度，提高除氧效率。常用的催化剂有贵金属催化剂（如钯、铂）和非贵金属催化剂。

技术特点

• 高效快速：反应速度快，除氧效率高。
  

• 节约药剂：降低还原剂的用量，节省成本。
  

• 可在低温下进行：适用于对温度敏感的系统。

优点

• 除氧彻底：可将溶解氧降至极低水平。

• 减少副产物：反应完全，降低残余物的产生。
  

缺点

• 催化剂成本高：贵金属催化剂价格昂贵。

• 催化剂寿命有限：需要定期更换或再生处理。

应用

• 高纯水制备：在电子、制药等行业广泛应用。

• 特殊工业过程：需要严格控制氧含量的化工生产。

答

05

热力除氧法

原理

热力除氧法通过加热水，使其接近沸点，同时在除氧塔内降低水的表面压力，使溶解氧逸出水面。

技术特点

• 广泛应用：传统除氧方法，工艺成熟。

• 操作稳定：设备运行可靠，维护方便。
  

• 适用大规模处理：可处理大流量水体。
  

优点

• 除氧效果好：可将溶解氧降低到7 µg/L以下。

• 无化学污染：物理除氧，不添加化学药剂。

缺点

• 能耗高：需要加热水，能量消耗大。

• 占地面积大：设备体积庞大，需较大安装空间。

应用

• 电厂锅炉给水：火力发电厂、大型工业锅炉。

• 工业生产用水：对氧含量有要求的工艺用水。

答

06

超重力场除氧法

原理

超重力场除氧法利用旋转填料床等设备，产生超重力场，强化气液传质过程，加速溶解氧从水中逸出。

技术特点

• 强化传质：超重力场下，气液接触面积大，传质效率高。

• 设备紧凑：相比传统塔设备，体积小，占地少。

• 快速反应：处理时间短，效率高。

优点

• 高效除氧：可实现深度除氧，满足高要求。

• 适应性强：可处理多种介质，操作条件灵活。

缺点

• 技术复杂：设备制造和维护要求高。

• 能耗：旋转设备需消耗一定能源。

应用

• 高纯水和超纯水制备：电子、制药等高科技领域。

• 精细化工生产：需要高效气液传质的工艺过程。

• 石油开采：压载水或注水脱氧。

溶解氧检测在除氧过程中的意义

意义

1. 监控除氧效果：实时检测溶解氧含量，评估除氧工艺的有效性，确保水质达到工艺要求。

2. 防止腐蚀：溶解氧是导致金属腐蚀的主要因素，监测溶解氧能及时采取措施，防止设备和管道腐蚀。
   

3. 优化工艺参数：通过监测数据，优化还原剂投加量、温度、压力等工艺参数，提高除氧效率，降低运行成本。
   

4. 保证产品质量：在超纯水、医药用水等高要求的水处理中，溶解氧含量直接影响产品质量，必须严格控制。
   

5. 安全生产：防止因氧含量过高导致的安全隐患，如防止爆炸性气氛的形成。

综合比较

结论

选择依据： 除氧方式的选择应根据具体工艺需求、水质要求、经济成本和设备条件等因素综合考虑。

应用场景： 对于对水质要求不高的锅炉水处理，可选择化学还原剂除氧法；对于高纯度水的制备，膜分离式和催化除氧法更为适用。

溶解氧检测重要性： 在整个除氧过程中，溶解氧的检测至关重要，它不仅能保证除氧效果，防止腐蚀，保护设备，还能确保产品质量，满足工艺要求。

总之，合理选择除氧方式并有效监测溶解氧含量，是确保水处理工艺稳定运行和产品质量的关键。

上海忻成科技有限公司提供多种溶解氧分析仪，可以用于锅炉水、纯水、超纯水检测ppm至ppb级溶解氧，还可以检测腐蚀性溶液溶解氧含量。

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