除碳器（脫氣塔）必要知識

2021-05-06 點擊量：

脫除水中CO2氣體的處理工藝稱水的脫碳處理，脫除水中CO2氣體的設備稱除二氧化碳器，簡稱除碳器。
在離子交換除鹽系統中，水經H離子交換后，HCO3-轉變成了游離CO2，連同進水中原有的游離CO2，可以很容易地由除碳器除掉，以減輕OH交換器的負擔，這就是在除鹽系統中設置除碳器的目的。
當原水堿度很低，如低于0.5mmol/L或水經軟化降堿處理時，除鹽系統中也可不設除碳器，水中這部分堿度經H離子交換后生成的少量CO2可在水流經OH交換器時又以HCO3-形式被強堿樹脂交換除去。
一、脫除CO2的原理
水中碳酸化合物的平衡關系，
即
H++HCO3- H2CO3 CO2+H2O水中H+濃度越大，平衡越易向右移動。經H離子交換后的水呈強酸性，水的pH值低于4.2，此時水中碳酸化合物幾乎全部以游離CO2形式存在。CO2氣體在水中的溶解度服從享利定律，即在一定溫度下氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的分壓成正比。所以，只要降低與水相接觸的氣體中CO2的分壓，溶解于水中的游離CO2便會從水中解析出來，從而將水中游離CO2除去。除碳器就是根據這一原理設計的。降低CO2氣體分壓的方法，一是在除碳器中鼓人空氣，這就是通常說的大氣式除碳;另一個方法是從除碳器的上部抽真空，這就是通常說的真空式除碳。
二、大氣式除碳器
1、除碳器結構
大氣式除碳器本體是一個圓柱形常壓容器，由鋼板襯膠或塑料制成;上部有布水裝置，下部有風室;容器內裝有填料層;下部出水口有水封，以防止空氣短路。除碳器風機一般都采用高效離心式風機。
2.填料
除碳器中填料的作用是將水分散成許多水滴、水膜或小股水流，用以增大水與空氣的接觸面積。
過去常用瓷環作填料，近幾年已逐漸被塑料多面空心球代替，塑料多面空心球有很大的比表面積(一般在幾百平方米/立方米)，規格有￠25、￠38、￠50等多種。
填料體積對CO2的脫除效果有很大影響，它取決于處理的水量、需脫除CO2的量和填料的技術性能。
3.工作過程
除碳器工作時，水從上部進入，經布水裝置淋下，通過填料層后從下部排入水箱。用來除CO2的空氣是由風機從除碳器底部送入，通過填料層后隨脫除的CO2一起由頂部排出。
在除碳器中，由于填料的阻擋作用，從上面流下來的水被分散成許多小股水流、水滴或水膜，充分與空氣接觸。由于空氣中CO2的量很少，它的分壓約為大氣壓的0.03％，所以當空氣和水接觸時，水中CO2便會析出并被空氣帶走，排入大氣。
4.影響除CO2效果的工藝條件
在20℃、當水中CO2和空氣中CO2達平衡時，水中CO2應為0.5～0.7mg/L，但在實際設備中，它們尚未達到平衡。不過通過大氣式除碳器后，一般可將水中的CO2含量降至5mg/L左右。
當處理水量、原水中碳酸化合物含量和對出水中CO2的要求一定時，影響除CO2效果的工藝條件有：
1）水溫。除CO2效果與水溫有關，水溫越高，CO2在水中的溶解度越小，因此除去的效果也就越好。
2）水和空氣的接觸面積。比表面積大的填料能有效地將水分散成線狀、膜狀或水滴狀，從而增大水和空氣的接觸面積，也縮短CO2從水中析出的路程和降低阻力，從而提高CO2從水中析出的速度。
3）水和空氣的流動工況。水和空氣的逆向流動，存在較大的濃度梯度，即沿水流方向接觸的是新鮮空氣，水中殘留的CO2含量低，從而可以得到較高的除碳效果。
4）風量和風壓。為了有效脫除CO2，應有足夠的風量，通常在淋水密度為60m3/(m2.h)時，每處理1m3的水需空氣量15～30m3(標準狀態下)。風機的風壓與風管、填料支架的阻力，以及填料種類、填料高度有關，合適的風壓既能將解析出的CO2吹脫，又不使水散失。

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