亨利定律和道爾頓分壓定律
除氧器的工作原理主要基於亨利定律和道爾頓分壓定律。亨利定律指出,在任何溫度下,氣體在水中的溶解度與該氣體在汽水分界面上的分壓成正比。因此,通過加熱的方式,可以提高水的溫度,使得水面上水蒸氣的分壓升高,其他氣體的分壓下降,從而使得這些氣體不斷析出,這些氣體在水中的溶解度就下降。當水溫達到沸點時,水面上水蒸氣的壓力與外界壓力相等,其他氣體的分壓為零,因此溶解在水中的氣體將被分離出來。
道爾頓分壓定律表明,在溫度和體積恆定時,混合氣體的總壓力等於組分氣體分壓力之和。這意味著通過控制除氧器內的壓力和溫度,可以有效去除水中的溶解氧和其他氣體。
具體來說,除氧器通過將水加熱到與除氧器內部壓力相對應的飽和溫度,使得溶解於水中的氧和二氧化碳等非冷凝性氣體自水中析出,然後通過排氣管排入大氣。這樣處理的合格除氧水被貯存在除氧器下部的水箱中,隨時滿足鍋爐的給水需求。
不同類型的除氧器,如旋膜式除氧器和二級除氧裝置,利用不同的技術和原理來增強除氧效果。例如,旋膜式除氧器通過補水經起膜管呈螺旋狀噴出與加熱蒸汽進行熱交換除氧,而二級除氧裝置則通過填料層裝置增加水和蒸汽的接觸面積和接觸時間,從而提高除氧效率。
綜上所述,除氧器的工作原理涉及水的加熱、氣體在水中的溶解度控制以及通過特定設備如填料層增加水和蒸汽的接觸面積,從而有效去除水中的溶解氧和其他氣體。