海綿鐵過濾式除氧器:工作原理與應用領域解析
海綿鐵過濾式除氧器是工業領域中一種高效、經濟的水質除氧設備,憑借其運行成本低、維護簡便等優勢,廣泛應用于鍋爐給水、循環水等場景。以下將從工作原理和應用領域兩方面,對其進行詳細解析。
一、海綿鐵過濾式除氧器的工作原理
海綿鐵過濾式除氧器的核心原理是利用海綿鐵的還原性,通過化學反應去除水中的溶解氧,同時結合過濾作用實現水質凈化,整個過程可分為三個關鍵階段:
1. 核心化學反應:氧化還原反應
海綿鐵是采用特殊工藝制成的多孔狀鐵單質,其內部孔隙率極高(通?蛇_ 80%-90%),比表面積大,具有極強的還原性。當含有溶解氧的水通過海綿鐵濾層時,水中的氧氣會與海綿鐵發生氧化還原反應,具體反應式為:
2Fe + 2H₂O + O₂ = 2Fe(OH)₂
生成的氫氧化亞鐵(Fe (OH)₂)不穩定,在水中進一步氧化,生成氫氧化鐵(Fe (OH)₃):
4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃
氫氧化鐵是一種絮狀沉淀,具備一定的吸附能力,可附著在海綿鐵表面或隨水流被后續過濾環節去除。
2. 過濾與吸附:強化除氧效果
在化學反應過程中,海綿鐵的多孔結構不僅為反應提供了充足的接觸面積,還起到了過濾作用。一方面,未完全反應的海綿鐵顆粒可攔截水中的懸浮雜質;另一方面,生成的氫氧化鐵絮狀物會吸附水中的微小顆粒、膠體等污染物,進一步提升水質純度。同時,濾層的阻擋作用延長了水與海綿鐵的接觸時間,確保水中的溶解氧充分反應,使除氧效率可達 95% 以上,出水含氧量通常能控制在 0.05mg/L 以下,滿足工業用水的嚴格標準。
3. 再生與維護:保障長期穩定運行
隨著使用時間的增加,海綿鐵表面會逐漸被氫氧化鐵等產物覆蓋,導致活性降低,除氧效果下降。此時需要進行再生處理,常用的再生方式為反沖洗:通過反向通入清水或壓縮空氣,沖洗濾層,將附著在海綿鐵表面的氫氧化鐵沉淀、雜質等剝離并排出,恢復海綿鐵的多孔結構和還原性。再生過程無需添加化學藥劑,操作簡單,且海綿鐵的使用壽命較長(通常可達 3-5 年),大大降低了設備的運行維護成本。
二、海綿鐵過濾式除氧器的應用領域
基于其高效除氧、低成本運行、適應水質范圍廣等特點,海綿鐵過濾式除氧器在多個工業領域和民用場景中得到廣泛應用,主要包括以下幾類:
1. 工業鍋爐給水除氧:保障鍋爐安全運行
工業鍋爐(如蒸汽鍋爐、熱水鍋爐)是海綿鐵除氧器的核心應用場景之一。鍋爐給水若含有溶解氧,會在高溫高壓環境下對鍋爐管壁、管道等金屬部件產生氧腐蝕,導致管壁變薄、出現裂紋,嚴重時可能引發鍋爐爆炸等安全事故。同時,腐蝕產生的鐵銹會形成水垢,影響鍋爐的傳熱效率,增加能耗。海綿鐵除氧器可有效去除給水中的溶解氧,避免氧腐蝕和水垢生成,延長鍋爐使用壽命,降低能耗,適用于中小型工業鍋爐、采暖鍋爐、余熱鍋爐等的給水處理。
2. 循環冷卻水系統:減少管道腐蝕與結垢
在鋼鐵、化工、電力、冶金等行業的循環冷卻水系統中,水的循環使用會導致溶解氧不斷積累,同時水中的鹽分、雜質等濃度升高,容易引發管道、換熱器等設備的腐蝕和結垢。海綿鐵除氧器可接入循環冷卻水的補充水或旁濾系統,去除水中的溶解氧,減少腐蝕反應;同時,其過濾作用可去除水中的懸浮雜質,降低結垢風險,保障循環冷卻水系統的穩定運行,提高換熱器的傳熱效率,減少設備維修次數。
3. 熱力管網補水除氧:提升供熱系統可靠性
城市集中供熱管網、工業熱力管網在運行過程中,由于管道泄漏、排氣等原因,需要不斷補充新水。補充水若含有溶解氧,會對管網中的鋼管、閥門等金屬部件產生腐蝕,導致管網漏水、供熱效率下降。海綿鐵除氧器可對熱力管網的補充水進行除氧處理,降低管網腐蝕速率,減少維修成本,同時避免腐蝕產物堵塞管道,保障供熱系統的穩定、高效運行,適用于住宅小區集中供熱、工廠熱力輸送管網等場景。
4. 其他民用與工業場景
除上述主要領域外,海綿鐵過濾式除氧器還可應用于:
中央空調循環水系統:去除循環水中的溶解氧,減少空調機組換熱器的腐蝕,延長設備壽命;
食品飲料行業用水處理:部分食品加工(如罐頭、飲料生產)對水質的含氧量有一定要求,海綿鐵除氧器可作為預處理設備,提升水質;
地下水、井水凈化:部分地區的地下水、井水含氧量較高,且可能含有少量懸浮雜質,海綿鐵除氧器可同時實現除氧和過濾,滿足生活用水或小型工業用水的需求。
三、應用優勢與注意事項
1. 核心應用優勢
相比傳統的除氧方式(如熱力除氧、化學藥劑除氧),海綿鐵過濾式除氧器具有明顯優勢:
成本低:無需消耗大量蒸汽(熱力除氧)或化學藥劑(藥劑除氧),再生過程簡單,運行維護成本僅為傳統方式的 1/3-1/2;
適應性強:可適應不同水質(如原水硬度、pH 值在一定范圍內波動),進水含氧量從 0.5mg/L 到 10mg/L 均可有效處理;
操作簡便:設備自動化程度高,無需專人值守,再生過程可通過控制系統自動完成;
環保無污染:無化學藥劑殘留,再生廢水易處理,符合環保要求。
2. 應用注意事項
在實際應用中,需注意以下幾點以保障設備效果:
進水水質控制:進水懸浮物含量應控制在 5mg/L 以下,若原水雜質較多,需先進行預處理(如加裝石英砂過濾器),避免堵塞海綿鐵濾層;
水溫適應范圍:海綿鐵除氧反應在常溫下即可進行,最佳水溫為 5-40℃,若水溫過高(超過 60℃),需采取降溫措施,避免海綿鐵活性降低;
定期再生維護:根據進水水質、處理水量等因素,定期進行反沖洗再生(通常每 1-3 天再生一次),避免濾層堵塞或海綿鐵失活。
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海綿鐵過濾式除氧器工作原理及應用領域就為大家講解到這里啦。如果您想要了解更多軟化水設備、除氧器,加藥裝置、定壓補水裝置,反滲透設備、污水處理設備等,歡迎關注北京中天恒遠官方網站。我們將持續更新專業的技術文章,希望對您有所幫助。