加氢除氧器的除氧过程通过氢气与水中溶解氧发生化学反应，实现氧气去除。待处理的水进入设备后，首先在加热单元中被升温至特定温度，温度升高可降低氧气在水中的溶解度，使部分溶解氧从水中逸出。同时，氢气通过分布装置以微小气泡形式均匀分散在水流中，与水充分混合。

在催化剂或特定反应条件作用下，水中的溶解氧与氢气发生氧化还原反应，生成无害的水，从而达到除氧目的。反应过程中，氢气需保持适当的过量比例，以确保水中氧气完全反应。除氧后的水进入分离单元，未反应的氢气和微量气体被分离排出，处理后的水则进入后续系统。

设备内部通常设有填料层或喷淋装置，增加水与氢气的接触面积，提升反应效率。同时，控制系统通过监测水中溶解氧含量，实时调节氢气供应量和水温，维持稳定的除氧效果。整个过程需避免空气再次进入，因此设备需保持密闭状态，确保处理后的水氧含量达到使用要求。