热工除盐水系统之脱气篇

除盐水作为锅炉的补给水，对进水除了电导率有严格的控制要求外，还对水中的气体有一定的限制要求。

这是因为在锅炉补给水中存在气体的情况下，部分气体可能对锅炉系统产生一定的危害。以下是一些常见气体的危害及其可能的影响：

1、溶解氧（O2）：溶解氧是水中的主要气体之一，当存在过高的溶解氧含量时，可能引发以下问题：

★氧腐蚀：溶解氧参与氧化反应，与金属铁形成两个电极组成腐蚀电池，最终铁被氧化，氧被还原，引起管道和设备的氧腐蚀，导致设备的磨损和故障。

★氧化堵塞：溶解氧会与水中的杂质反应，生成氧化产物，堵塞管道和热交换表面。

2、二氧化碳（CO2）：二氧化碳在锅炉补给水中的存在可能导致以下问题：

★酸性腐蚀：二氧化碳在水中溶解会形成碳酸，使补给水呈酸性，引发金属腐蚀。

★碱性耗尽：二氧化碳反应生成碳酸，会中和水中的碱性物质，导致水中的碱度降低，影响锅炉水的稳定性。

3、氨气（NH3）：氨气是一种常见的水中气体，可能对锅炉系统产生以下影响：

★腐蚀：氨气与水中的氧气反应生成氮气和水，但同时也会产生氮化物和亚氨基物质，对金属表面造成腐蚀。

★管道堵塞：氨气反应生成氮化物沉淀，堵塞管道和设备。

4、除了上述气体，还可能存在其他气体如氢气、硫化氢（取决于水源来源）等，其存在也可能对锅炉系统产生危害，例如腐蚀、毒性等。

为了减轻气体对锅炉系统的危害，常采取以下措施：

脱气：使用脱氧装置或脱气膜等技术去除溶解氧。

脱碳：通过化学加药或其他方法去除二氧化碳。

水质调整：根据具体情况调整水中的pH值、碱度、硬度等参数，以减少腐蚀和沉淀的风险。

水处理剂：使用适当的水处理剂添加到锅炉补给水中，以控制气体的危害和保护系统的完整性。

除盐水如何脱除二氧化碳：

★脱气器：脱气器是一种专门设计的装置，用于去除水中的溶解气体，包括CO2。它利用空气或惰性气体对水进行曝气，将CO2逐渐挥发。脱气器通为一个曝气塔或柱，在塔内水滴与空气之间进行接触，促使CO2的释放。最后，通过排气口将挥发的气体从脱气器中排出。一般脱气塔出水的游离CO2含量＜5ppm。

图片引自《工业水处理》第24卷第4期“化学水处理装置脱气塔技术改造”内容

★加碱处理：CO2是一种酸性气体，因此使用碱性物质可以吸收并中和CO2。常见的碱性物质包括氢氧化钠（NaOH）和氨水（NH3·H2O）。在碱性处理过程中，将适量的碱性物质加入水中，使其与CO2反应生成碳酸盐，并使CO2从水中转移到溶液中。然后，可以通过适当的处理步骤将溶液中的CO2去除，以得到纯净水。

1、氢氧化钠（NaOH）常采用一体化（加药箱-加药泵）对二级RO进水除进行投加，目的是为了使水中游离的二氧化碳转化为碳酸根或碳酸氢根，再通过二级RO膜将水中的离子分离到浓水侧，淡水进入后续EDI装置，以得到良好的除盐水质。一般二级RO在良好的加碱条件下CO2含量都能＜2ppm。

一般建议二级RO前加碱pH调节至8.3～9，具体水中二氧化碳与碳酸根、碳酸氢根的含量关系见下图：

★膜分离技术：脱气膜(GTM)是一种常用的技术，用于从水中去除溶解氧。它基于溶解氧在水中的扩散原理，通过半透膜使氧气从水中传递到气相中，实现溶解氧的脱除。GTM设备用于在EDI之前的脱气，关键目的是去除水中的二氧化碳，以保护EDI获得更高的产水水质。同样脱气膜可以用于水中溶解氧和氨气的脱除，具体取决于膜的选择性和应用需求。