Дегазатор

Введение

Атмосферные дегазаторы

При обессоливании воды дегазатор часто используется для удаления растворённого углекислого газа после катионного обмена. Наиболее распространённые дегазаторы так называемого принудительного или атмосферного типа. Один из них представлен ниже:

Вода «льётся дождём» на слой насадки, и углекислый газ вынужден выходить к верху колонны восходящим потоком чистого фильтрованного воздуха.

Принцип и детали

После катионного обмена бикарбонат- и карбонат-ионы (если есть) превращаются в угольную кислоту, или углекислый газ. CO₂ растворим в воде (см. график ниже), но он стремится выйти в воздух, как он делает в стакане Coca-Cola, когда вы его размешиваете. Использование дегазатора для удаления CO₂ уменьшает ионную нагрузку на сильноосновный анионит, и расход каустической соды, таким образом, ниже.

Чтобы быть эффективным, дегазатор должен располагаться после колонны катионного обмена. До катионного обмена вода содержит бикарбонат. После него катионы в воде (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺ и Na⁺ главным образом) превращаются в ионы H⁺, которые соединяются с бикарбонат-анионами HCO₃^– с образованием угольной кислоты (H₂CO₃ = CO₂ + H₂O). Детали реакции показаны на странице о процессах в разделе обессоливания.

На практике вода, выходящая из катионообменной установки, вводится в колонну, где распыляется над слоем наполнителя, часто полипропилена в форме сёдел, чтобы оставить максимальный объём пустот в слое. Воздух подаётся снизу колонны вентилятором и выходит сверху, нагруженный углекислым газом из воды.

Растворимость CO₂ в чистой воде высока: около 1,5 г/л или более 30 мэкв/л при 25°C и атмосферном давлении (см. график). Когда вы перемешиваете воду и разделяете её на мелкие капли в атмосферном дегазаторе и продуваете воздух через «дождь», газ стремится перейти в воздух, потому что парциальное давление CO₂ в воздухе намного ниже равновесного давления. Остаточный CO₂ после атмосферного дегазатора составляет 0,20–0,25 мэкв/л (обычно 10 мг/л в пересчёте на CO₂). Поэтому такие дегазаторы используются, когда концентрация бикарбонатов плюс свободный углекислый газ в исходной воде для раздельных систем обессоливания составляет не менее 0,6–0,8 мэкв/л.

Дегазаторы принудительного типа наиболее распространены в промышленной водоподготовке, хотя есть и другие типы дегазаторов, например:

• Термические дегазаторы, позволяющие отдувать кислород, а также углекислый газ
• Вакуумные дегазаторы, работающие под вакуумом 1–5 кПа для удаления кислорода
• Мембранные дегазаторы, интересные благодаря их малому размеру

Мембранные дегазаторы

Для пермеатов обратного осмоса с низким pH и высоким содержанием свободного CO₂ и для небольших систем обессоливания могут использоваться мембранные дегазаторы. Они также удаляют кислород и могут устанавливаться горизонтально или вертикально.