CN105254052A - 一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，所述膜法液气分离装置包括进水端、过滤装置、抽真空装置、一级脱气单元、二级脱气单元、充氮装置、出水端、若干管道；所述进水端与所述过滤装置通过管道连通，所述过滤装置与所述一级脱气单元通过管道连通，所述一级脱气单元通过管道与二级脱气单元串联，所述二级脱气单元通过管道与所述出水端连通；所述抽真空装置通过管道与一级脱气单元、二级脱气单元分别连通；所述抽真空装置上设有排气部件；所述充氮装置通过管道与所述一级脱气单元、二级脱气单元分别连通。通过上述方式，本发明膜法液气分离装置占地少、重量轻、耗能交底且除氧效果稳定，能够深度脱除水中氧气。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉除氧设备，具体涉及一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置。
背景技术
锅炉作为一种重要的热工设备，在运行过程中存在各种腐蚀。锅炉的腐蚀按机理分为氧(O2)、酸腐蚀(CO2)、应力腐蚀(破裂)。而氧气、二氧化碳气体腐蚀是锅炉中最常见的腐蚀型式。
氧是强烈的阴极去极化剂，当锅炉给水不除氧时，水中就会含有氧气，氧气与水中的铁经过化学反应产生不溶于水的Fe(OH)3沉淀。由于沉淀的产生，使阳极周围的铁离子减少，这将促进阳极上的铁离子转入水中而造成腐蚀。当水中存在二氧化碳气体时能使水溶液中氢离子浓度增加，氢离子是阴极去极化剂，所以使腐蚀加剧。腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道***事故。因此，锅炉对锅炉给水的含氧量有严格的要求。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必须除氧。多年来许多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法。
为了满足锅炉给水对氧含量的要求，人们采取了多种技术及设备将锅炉给水中的氧脱除，如利用预滤器及后滤器先后对锅炉给水进行气液分离，即利用预滤器中的超滤膜对锅炉给水除氧，再由后滤器中的微滤膜进一步除氧，以达到气液分离的目的，但其除氧效果较差。传统的除氧方法有以下几种：
1.热力除氧：热力除氧是一种比较成熟的技术，是几种除氧方式中比较理想的除氧方法。但实际运行中锅炉因热负荷频繁变动，管理操作水平不适应，因而实际除氧效果受到很大影响。热力除氧还必须在高位布置一个笨重的水箱，造成基建投资增大，设计安装操作不方便。而且自耗汽量大。所以对于工业锅炉，热力除氧存在很多问题。
2.真空除氧：真空除氧属于中温除氧，与热力除氧比较除加热温度有所降低外，热力除氧的大部分缺点仍然存在。高位真空除氧位置要求甚至超过热力除氧，在低位布置的也要有一定的高度差，所以基建投资大，***复杂、设计安装操作管理都不方便。
3.氧化还原树脂除氧：这种方法可以常温除氧，也可以低位布置，但是需要使用联胺这种有毒地物质再生，采用此法除氧产生的蒸汽和热水不但不适宜与人体和食物接触，使用不慎对操作人员造成危害，而且基建投资大，运行操作复杂，难以在工业锅炉上推广。
4.Na2SO3除氧：这种方法的基建投资小，运行操作简单，但是除氧效果不可靠，增加锅炉水的含盐量，不得不加大排污，造成热量和水量的损失，也增大了锅炉产生CaSO4水垢的可能性，因此从经济性和合理性上看，此法很不理想。
5.解吸除氧：随着解吸除氧技术不断发展，最近对除氧剂做了改进后，又叫新型解吸除氧。这种方法属于常温低位除氧，但是一般设备最高点也要达到6米左右，还要有加热器、除氧水泵、温控器等，并且很复杂，运行费用也很高。
6.铁屑除氧：这是一种简单有效的除氧方法，可以低位布置，也可常温除氧，但除氧效果不稳定，除氧效果低。
发明内容
针对上述现有技术中锅炉除氧的技术问题，本发明的目的在于提供一种除氧设备占地少、重量轻、耗能交底且除氧效果稳定，能够深度脱除水中氧气、二氧化碳等气体的膜法液气分离装置。
为实现上述目的，本发明公开的技术方案是：一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，所述膜法液气分离装置包括进水端、过滤装置、抽真空装置、一级脱气单元、二级脱气单元、充氮装置、出水端、若干管道；所述进水端与所述过滤装置通过管道连通，所述过滤装置与所述一级脱气单元通过管道连通，所述一级脱气单元通过管道与二级脱气单元串联，所述二级脱气单元通过管道与所述出水端连通；所述抽真空装置通过管道与一级脱气单元、二级脱气单元分别连通；所述抽真空装置上设有排气部件；所述充氮装置通过管道与所述一级脱气单元、二级脱气单元分别连通。
优选的，所述一级脱气单元与二级脱气单元均采用的是膜接触器。
优选的，所述进水端与所述过滤装置间设有增压泵。
优选的，连通所述抽真空装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有单向阀。
优选的，连通所述充氮装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有气体流量计。
优选的，连通所述充氮装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有进气隔膜阀。
优选的，所述二级脱气单元与所述出水端连通的管道上设有流量计。
优选的，所述膜接触器包括外壳、设于所述外壳内的滤芯，所述滤芯是由若干中空纤维及一根集水管组成，若干中空纤维环设于所述集水管周围。
优选的，所述膜接触器内的中空纤维表面分布有若干疏松孔洞。每根中空纤维的表面经过疏水处理。
优选的，所述膜接触器内的每根中空纤维的表面经过疏水处理。
本申请文件的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置使用时，经过预处理的水从进水端进入，经过增压泵增压后进入过滤装置进行初步过滤，过滤后的水流向一级脱气单元，在一级脱气单元内去除氧气后的水再次流入二级脱气单元进行二次脱气；在这个过程中，抽真空装置保持开启，从而将一级脱气单元、二级脱气单元抽真空，使两者成为处于负压状态；同时抽真空装置也将一级脱气单元、二级脱气单元从水中分离出的氧气抽出，并将氧气经过抽真空装置的排气部件排出，从而保证时刻将整个体系内的氧气排出。
为了进一步提高除氧效果，本申请文件所述的膜法液气分离装置内还设有充氮装置，充氮装置的目的是实现氮气吹扫功能，因为在真空度很高的状态下，一级脱气单元、二级脱气单元内的气体流动性较差，氧分子附着在中空纤维的内壁上不进行流动，从而使除氧效果较差；在这种情况下，通过充氮装置向一级脱气单元、二级脱气单元内加入微量氮气吹扫，可以提高气体流动性，从而大幅提高除氧效果。
本发明的有益效果是：本发明用于锅炉除氧的膜法液气分离装置设备操作便捷、占地面积小，能够深度脱除水中氧气、二氧化碳等气体。
附图说明
图1是本发明用于锅炉除氧的膜法液气分离装置一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1中一级脱气单元的结构示意图；
图3是图1中中空纤维的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参考附图1至附图3，本发明实施例包括：
实施例1：一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，所述膜法液气分离装置包括进水端1、过滤装置2、抽真空装置3、一级脱气单元4、二级脱气单元5、充氮装置6、出水端7、若干管道；进水端1与过滤装置2通过管道连通，过滤装置2与一级脱气单元4通过管道连通，一级脱气单元4通过管道与二级脱气单元5串联，二级脱气单元5通过管道与出水端7连通；抽真空装置3通过管道与一级脱气单元4、二级脱气单元5分别连通；抽真空装置3上设有排气部件；充氮装置6通过管道与一级脱气单元4、二级脱气单元5分别连通。
本实施例中，一级脱气单元4与二级脱气单元5均采用的是膜接触器。
本实施例中，进水端1与过滤装置2间设有增压泵20。
本实施例中，连通抽真空装置3与一级脱气单元4、二级脱气单元5的管道上设有单向阀30。
本实施例中，连通充氮装置6与一级脱气单元4、二级脱气单元5的管道上设有气体流量计61。为控制充氮装置6对一级脱气单元4、二级脱气单元5的充气，充氮装置6上还设有手动球阀60。
本实施例中，连通充氮装置6与一级脱气单元4、二级脱气单元5的管道上设有进气隔膜阀62。
本实施例中，二级脱气单元5与出水端7连通的管道上设有流量计51。
本实施例中，以一级脱气单元4为例，膜接触器包括外壳40、设于外壳40内的滤芯，滤芯是由若干中空纤维42及一根集水管41组成，若干中空纤维42环设于集水管41周围。
本实施例中，中空纤维42表面分布有若干疏松孔洞；每根中空纤维42的表面均经过疏水处理。
本实施例中，膜接触器内的每根中空纤维42的表面经过疏水处理。
本发明中，为了更好的控制抽真空装置3对一级脱气单元4、二级脱气单元5的抽真空，抽真空装置3连通一级脱气单元4及二级脱气单元5的管道上设有负压表31；抽真空装置与过滤装置2的连通的管道上设有流量调节阀32；本发明中过滤装置用于将进水端的水初步过滤处理，过滤装置2上还设有压力表21、压力表23、手动阀24。
本申请文件所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置使用时，经过预处理的水从进水端进入，经过增压泵20增压后进入过滤装置2进行初步过滤，过滤后的水流向一级脱气单元4，在一级脱气单元4内去除氧气后的水再次流入二级脱气单元5进行二次脱气；在这个过程中，抽真空装置3保持开启，从而将一级脱气单元4、二级脱气单元5抽真空，使两者成为处于负压状态；同时抽真空装置3也将一级脱气单元4、二级脱气单元5从水中分离出的氧气抽出，并将氧气经过抽真空装置的排气部件排出，从而保证时刻将整个体系内的氧气排出。
本申请文件的充氮装置6的目的是实现氮气吹扫功能，因为在真空度很高的状态下，一级脱气单元4、二级脱气单元5内的气体流动性较差，氧分子附着在中空纤维42的内壁上不进行流动，从而使除氧效果较差；在这种情况下，通过充氮装置6向一级脱气单元4、二级脱气单元5内加入微量氮气吹扫，可以提高气体流动性，从而大幅提高除氧效果。
本申请文件中采用一级脱气单元4与二级脱气单元5串联使用，目的是使得除氧效果稳定，除氧更彻底。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述膜法液气分离装置包括进水端、过滤装置、抽真空装置、一级脱气单元、二级脱气单元、充氮装置、出水端、若干管道；所述进水端与所述过滤装置通过管道连通，所述过滤装置与所述一级脱气单元通过管道连通，所述一级脱气单元通过管道与二级脱气单元串联，所述二级脱气单元通过管道与所述出水端连通；所述抽真空装置通过管道与一级脱气单元、二级脱气单元分别连通；所述抽真空装置上设有排气部件；所述充氮装置通过管道与所述一级脱气单元、二级脱气单元分别连通。
2.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述一级脱气单元与二级脱气单元均采用的是膜接触器。
3.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述进水端与所述过滤装置间设有增压泵。
4.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，连通所述抽真空装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有单向阀。
5.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，连通所述充氮装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有气体流量计。
6.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，连通所述充氮装置与一级脱气单元、二级脱气单元的管道上设有进气隔膜阀。
7.根据权利要求1所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述二级脱气单元与所述出水端连通的管道上设有流量计。
8.根据权利要求1-7中任一所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述膜接触器包括外壳、设于所述外壳内的滤芯，所述滤芯是由若干中空纤维及一根集水管组成，若干中空纤维环设于所述集水管周围。
9.根据权利要求8所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述膜接触器内的中空纤维表面分布有若干疏松孔洞。每根中空纤维的表面经过疏水处理。
10.根据权利要求9所述的用于锅炉除氧的膜法液气分离装置，其特征在于，所述膜接触器内的每根中空纤维的表面经过疏水处理。
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