3.5.3 Декарбонизация
Декарбонизацией называют удаление из воды растворенного агрессивного
свободного диоксида углерода СО2 – углекислого газа.
Область применения:
- подготовка воды для теплоэнергетики с целью предотвращения углекислотной коррозии оборудования и сетей. Такая необходимость возникает в тех
случаях, когда его содержание в воде в силу каких-либо причин многократно превышает равновесное – например, в схемах водоподготовки с Н-катионированием;
- обессоливание воды в схемах с Н–ОН-ионированием после катионита для
предотвращения потери части обменной емкости анионита на поглощение
карбонатов;
- обессоливание воды в схемах с обратным осмосом после ОО для повышения
эффективности работы ЭДИ или ФСД.
Количество свободной углекислоты, поступающей на декарбонизацию после Н-катионирования, определяется из уравнения:
Свх = 44Жк + Снач,
где Жк – карбонатная жесткость, разрушаемая при Н-катионировании, мг-экв/л; Снач –
содержание углекислого газа в исходной воде, мг/л (перед Н-катионированием). Первый член
формулы учитывает свободную углекислоту, образующуюся при распаде бикарбонатов.
Содержание СО2 в воде после установок обратного осмоса обычно составляет
10–20 мг/л и зависит от ее исходного содержания и от режима работы ОО.
Цель декарбонизации – достижение концентраций СО2, близких к равновесной для системы «вода–воздух». Поскольку парциальное давление углекислого газа
в атмосферном воздухе близко к нулю, то условия для его удаления обеспечиваются, необходимо лишь создать большую поверхность контакта.
Ввиду значительного парциального давления кислорода в атмосферном воздухе,
для его удаления необходимо либо поднять температуру воды до точки кипения, при
которой растворимость газов падает до нуля, либо создать глубокий вакуум. Другим
вариантом является контактирование воды с инертным газом, обычно с азотом.
Скорость десорбции зависит от степени отклонения системы от равновесного
состояния, свойств жидкости, удаляемого газа и десорбирующего агента, площади
контакта, характера взаимодействия между жидкими и газообразными фазами в
массообменном аппарате.
Теоретически количество растворенного СО2 в воде при 40 °С при контакте с
атмосферным воздухом, парциальное давление СО2 в котором равно 30 Па (0,03%
по объему), составляет 0,4 мг/л. Практически содержание СО2 в декарбонизированной воде значительно выше, в среднем 4–5 мг/л.
Так как СО2 – труднорастворимый в воде газ, для завершения процесса его десорбции теоретически достаточно одной ступени контакта воды с воздухом, то преимущества движущей силы противотока перед прямотоком мало заметны.
3.5.3.1. Углекислотное равновесие
3.5.3.2. Вакуумно-эжекционный декарбонизатор
|
