对全自动软化除氧复合设备的探讨
申麦茹
1 前 言
锅炉给水处理中，给水软化和给水除氧是两个最基本的过程，两种设备也结伴而存在。在通常情况下，原水是先经过软化设备进行软化处理，处理后的软化水进入软化水箱，软化水再通过中间动力进入除氧器进行除氧，除氧后的水又进入除氧水箱，对于蒸汽锅炉，采用海绵铁这种除氧方式还需要脱二价铁处理。这一过程增加了中间水箱，中间动力装置，增大了水处理房的面积，同时给操作和管理带来了很多不便。本文试图将两种水处理过程进行复合、联动、并行的过程予以阐述，以便为开发自动软化、除氧复合设备提供一套完整的理论依据。
软化除氧工艺流程如图1所示。
2 运 行
原水经过程序控制阀进入软化罐底部，当水流过树脂层时，水中钙、镁离子和树脂发生离子交换反应，其反应式如下：
软化水由软化罐上口流出，经过程序控制阀，进入除氧罐顶部。水中溶解氧在除氧罐内与海绵铁发生除氧反应，其反应式如下：
水中溶解氧通过具有巨大表面积的海绵铁滤料后，与铁发生彻底的氧化反应，从而控制水中溶解氧在0.1mg/L以下，生成物Fe（OH）3为松软絮状物，附着在海绵铁滤料表面，在反洗工位，通过大水量反洗排出。
水流通过海绵铁滤料下部时，经过除氧反应，水中溶解氧浓度已很低；部分2Fe（OH）2的二价铁离子未被氧化。为满足蒸汽锅炉对水质的要求，二价铁离子须通过脱铁罐进行脱铁。脱铁罐和软化罐相同，内部装有011×7强酸阳离子交换树脂，由除氧罐上部流出的水，经过程序控制阀，进入脱铁罐下端，按照浮动床离子交换过程，水中二价铁离子和树脂发生离子交换反应，其反应式如下：
同时，由软化罐泄露的残余钙、镁离子，在这里也会进一步被树脂交换，其反应式如下：
从脱铁罐上端流出的水经过程序控制阀流出，直接进入水箱。这样，整个软化、除氧运行过程就会全部结束。
图1 运行
3 反 洗
设备进入反洗工位，利用大水流专对除氧罐内海绵铁进行反洗，冲掉反应絮状固形物Fe（OH）3。反洗水经过程序控制阀，进入除氧罐底部，水流向上冲浮海绵铁粒，污水由除氧罐上口流出，经过程序控制阀，再由控制阀的排污口流出。
图2 反洗(www.xing528.com)
4 再 生
反洗结束后，设备进入再生工位，可依次对软化罐和脱铁罐内失效脂进行再生。盐水经过程序控制阀，先后进入脱铁罐和软化罐上端，按照浮动床逆流再生的工艺过程，和树脂发生离子交换反应。
在软化罐内，盐水和树脂发生的离子交换反应为：
在脱铁罐内，盐水和树脂发生的离子交换反应为：
再生下来的二价铁、钙、镁离子分别由软化罐和脱铁罐上端流出，经过程序控制阀并由其排污口流出。
图3 再生
5 置 换
置换过程是再生过程的延续，水流方向和再生过程相同，只是此时用清水继续通过设备，冲洗软化罐和除氧罐内的剩余离子。
图4 置换
6 正 洗
置换结束后，设备进入正洗。水流方向和运行方向相同，只是水流最终从设备排污口流出。设备通过正洗，以清除前几个工位带进所有罐内的赃物，稳定床层。正洗结束后，设备即可转入运行工位。
以上工艺过程，其所有水流方向的切换全部由程序控制阀完成，程序控制阀按照不同的进水硬度和原水中溶解氧含量，设备和各工位时间等工位参数，执行从正洗到运行的不断循环，实现软化和除氧的自动工作过程。
图5 正洗
［1］许兴炜.化学过滤除氧原理.北京：中国劳动出版社，1991
［2］锅炉水处理监督管理规则，质技监局锅发［1999］217号
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