关键词：锅炉进水、除氧技术、石油石化
1引言
对于石油石化行业来说，锅炉给水处理系统经常会受到氧腐蚀的危害，这些氧腐蚀表现为小孔型或溃疡型腐蚀，对设备尤其是金属构件的强度破坏使及其严重的。在锅炉给水系统中因除氧技术效果不良不仅会造成设备的腐蚀损耗，同时还会继而导致管道的爆炸事故发生。因此，为了降低企业的运营成本，避免危险事故的发生，对锅炉进水除氧技术进行研究是十分必要且十分重要的。
2热力除氧技术的应用
热力除氧技术的主要原理是根据亨利定律，通过对锅炉给水进行加热至一定压力下的饱和温度来降低水中氧的溶解度，随着水加热至沸点，水中的氧也不断逸出，将水面上方的氧气及水蒸气一同排除来去除水中的CO2和N2。由于该技术不会再增加其他物质，因此操作控制相对容易，是一种运行较为可靠的除氧技术。但是该技术的不足之处在于，应用过程中蒸汽的损耗量较大，放空蒸汽不易有效回收，使热量和水资源大量损失；同时锅炉的热负荷变化也会对除氧效果造成波动。此外，受到季节的影响，冬季外界环境温度低，放空区的蒸汽会在附近的管线出冷凝结冰，给生产的安全性带来不利的因素。近年来随着石油化工行业发展的加快，热力除氧技术也有了很大程度的发展。比如该技术以旋膜除氧器作为新型的结构形式取得了较好的效果，由于将射流传质、旋转膜传质以及悬挂式泡沸传质有效结合，所以比传统常规的热力除氧技术除氧效率更高，负荷适应性更强，同时加热蒸汽耗用量更低。
3真空除氧技术的应用
真空除氧技术的原理与热力除氧的技术原理都是基于水在一定温度时，压力越低，水中的溶解氧越少，但是真空除氧的压力并不是饱和温度，而是通过减压，含氧水雾化来增加脱氧水的比表面积来达到除氧的目标。该工艺的设备结构紧凑，占地面积小，同时利用专用喷头能够较好地实现雾化效果，使脱氧水的比表面积得到保障，除氧效果较好。但是该技术比热力除氧技术的设备要求更高，若采用高位布置，需要安装喷射泵、加压泵，若采用低位布置，仍需要一定的高度差，往往需要增加换热设备及循环水箱。目前，部分石油化工企业在应用这一技术时，有效利用低品位余热，采用射流加热器来对软化水加热，不仅除氧可靠，同时还节约了能耗，因而使这一技术受到业内越来越多企业的认可，得到更为普遍的应用。
4化学除氧技术的应用
化学除氧技术是利用过滤层或化学药剂与水中溶解氧发生化学反应，得到稳定的化合物，进而达到除氧目的的一种技术。目前，化学除氧技术主要有三种方法：一种是钢屑除氧，第二种是亚硫酸钠除氧，第三种是联氨除氧。
钢屑除氧的作用原理是当水经过钢屑过滤器时，钢屑会被氧化性质的水所氧化，因此可以把水中的溶解氧去除。该方法对水温的要求必须达到70℃以上，一般以80～90℃为宜，当温度较低时除氧效果较差。同时钢屑过滤层必须压紧，当水中含氧量较大时，水的流速要降低。由于这一方法在技术改进方面提高不大，因此一般用于小型锅炉进水除氧或用于锅炉热力除氧后的后续补充除氧措施。
亚硫酸钠除氧的作用原理是在锅炉进水系统中加入亚硫酸钠除氧剂，快速发生化学反应，在短时间内取出水中的氧。通常情况下，亚硫酸钠的加入量要略大于理论值，保证氧的去除质量。另外温度越高，有利于反应加快，去除氧的效果越好。当锅炉水的pH为6时，除氧的效果最佳，随着pH的增加，除氧的效果下降。在除氧过程中，还可以适当加入催化剂来提高氧的去除比率。该方法的优点是投资低，操作简便，但不足之处在于药剂的加入量不能精确的控制，所以会对除氧的效果造成波动，另外，由于加入了除氧剂，还会给锅炉水引入其他杂质，导致锅炉水含盐量升高，为后续的水处理增加了负担。
联氨除氧方法大多用作热力除氧后的辅助除氧措施。其作用原理为当锅炉压力超过6.3Mpa时，亚硫酸钠会分解成SO2和H2S，通过联氨和氧发生反应来产生水和氮，来有效避免SO2和H2S对设备的腐蚀。但是联氨有毒且极容易挥发，因此这一方法的应用也受到限制。
化学除氧剂的类型和特性在很大程度上决定了锅炉进水的除氧效果，目前常用的除氧剂有亚硫酸钠和联氨。基于联氨的毒性，很多企业改用了一些新型的化学除氧剂，如甲基乙基酮肟、氨基乙醇胺、碳酰肼等，由于这些除氧剂具有挥发性且性能更由于联氨，同时还可以使金属发生钝化，避免了金属不易被腐蚀，因此受到企业越来越普遍的应用。
5解析除氧技术的应用
解析除氧技术是一种较为先进的技术，其原理是利用无害的不含氧的惰性气体如氮气，二氧化碳等与锅炉进水进行强烈充分的混合，使溶解在水中的氧不断解析到气体中去，再通过气体将氧气带入进充满还原剂的反应炉，利用还原剂与氧发生反应来去除其中的氧。解析除氧的效果主要与水温也烟温等因素有关，通常来说，水温较高时，氧的扩散速度快，除氧效果好，但水温不能过高，否则会发生水的气化对除氧效果造成影响，一般以40～50℃为宜。烟温是指反应炉中的还原性物质的温度，通常，烟气温度越高，反应速度越快，一般反应器内各还原性物质的温度最低为：焦炭600℃，木炭500℃，铁屑800℃，无烟煤750℃。该技术具有诸多的优点，比如锅炉进水不需要进行加热处理，有效节约了能耗；技术工艺设备占地面积小，减少了基建的投资；设施和设备的投入成本较低；除氧效果优良；不加入其他化学药剂，避免了再次污染等等。其不足之处在于除氧装置的调整较为复杂，过程涉及的参数较难控制，期间容易有大量的CO2混入水中，增加了酸腐蚀的可能性，同时需要注意的是，使用过程中要保证管道系统和除氧水箱装置的密封性。此外，由于木炭炉的反应效率较低，木炭的储存条件要求较高，给企业增加了成本。
6膜分离除氧技术的应用
膜分离除氧技术是一种新型的除氧技术，该技术主要是利用膜材料的特性比如疏水性、微孔透气性。同时结合减压技术来实现除氧的目的，其中减压技术是膜的一侧通水，同时另一侧抽真空。该技术的作用原理是通过膜材料来建立稳定的气液界面，通过改变气相分压来使水中的溶解氧溢出。与真空除氧技术相比，这一技术中使用的膜的比表面积更大，因此可以提供更高的气液传质面积，使除氧效率得到大幅度提升。膜分离除氧技术具有十分突出的优点，如无需对进水预加热，有效节约了能耗；可实现水中氧和二氧化碳的优良去除效果；设备体积小，对安装和使用环境的要求低；设备的自动化程度较高，可以承受较大的处理负荷且能够长期运行。目前该技术已经成功应用到油田、石化等企业，取得了较好的处理效果和经济效益。
7结语
随着行业的不断发展，锅炉进水除氧技术也将不断更迭，不仅需要更优异的处理效果，同时还要满足企业节能、环保、经济成本等多方面要求，这也是除氧技术未来的主要发展趋势。
参考文献
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