Как лишить воду углекислого газа

Дегазация воды

Дегазация воды – одни из технологических процессов очистки жидкости. С его помощью вода очищается от различных растворенных в ней газов. Чаще всего, методы дегазации применяются для чистки жидкости от растворенного в ней сероводорода, углекислого газа, кислорода. О наиболее эффективных способах удаления растворенных газов из воды нужно поговорить подробнее.

Общая информация

Дезактивация и дегазация воды – это процедуры, направленные на удаление из жидкости различных растворенных газов. Во многих природных источниках вода перенасыщена различными газами. Некоторые из них не оказывают особого влияния на ее качество, другие же придают жидкости неприятный запах, делают ее непригодной для питья.

Наиболее опасными считаются 3 газа – сероводород, кислород, углекислый газ. Переизбыток кислорода, растворенного в жидкости, приводит к развитию язвенных заболеваний в желудке. Высокое содержание углекислого газа представляет большую опасность для состояния зубов. Сероводород образует сернистую кислоту, которая оказывает отравляющее и разрушительное воздействие.

Способы дегазации

Многочисленные способы дегазации воды можно разделить на 2 больших группы:

• физические методы (основываются на создании определенных условий, при которых газы, растворенные в жидкости, будут активно выходить из нее);
• химические методы (основываются на добавлении в жидкость специализированных реагентов, которые способствуют выведению из воды растворенных газов).

Каждую из представленных групп необходимо рассмотреть подробнее.

Физические методы

Методы, основанные на создании определенных условий для выведения растворенных газов из жидкости считаются наиболее простыми. Самые эффективные физические способы дегазации жидкости:

• Специализированные барботажные дегазаторы. Это емкости, которые имеют отверстия снизу. Бак заполняется водой, а через отверстия начинают подаваться пузырьки воздуха, которые очищают жидкость от растворенных газов.
• Аэрация воды. Может выполняться с помощью компрессорных колонн. Другой вариант аэрации, с помощью которого можно эффективно чистить жидкость от сероводорода и углекислого газа – пленочная технология. По специальной поверхности тонким слоем стекает вода, навстречу ей подается поток воздуха.
• Использование вакуумных дегазаторов. Принцип работы подобного оборудования основывается на том, что при создании определенных условий, они могут заставить жидкость закипеть. Вакуумный дегазатор создает разряжение в рабочей камере, за счет чего уменьшается атмосферное давление. Во время кипения жидкости, она освобождается от всех растворенных в ней газов.
• Термическая деаэрация. Самый распространенный и доступный физический способ удаления растворенных газов из воды. Для него не нужно приобретать сложное оборудование, при этом можно постоянно поддерживать работоспособность процесса. Дополнительно к удалению газов, жидкость очищается от любой патогенной микрофлоры.

Для того, чтобы эффективно очищать воду от сероводорода и углекислого газа, чаще всего применяется способ ленточной аэрации. Для очистки жидкости от растворенного кислорода,

Химические методы

Химическая дегазация воды – основные методы:

• Десорбция – неорганические и органические соединения удаляются за счет использования воздуха или инертных газов, которые вводятся в воду. При этом на скорость очистки жидкости влияет ее температура, точный химический состав.
• Деаэрация – данный процесс основывается на законе Генри. Его суть заключается в том, что растворимость газа пропорциональна его давлению над водой. Чтобы снизить растворимость газа в воде, нужно уменьшить его парциальное давление. Сделать это можно с помощью уменьшения общего давления газа.

Выше были представлены наиболее сложные химические методы дегазации жидкости. Все остальные способы основываются на добавление в воду различных реагентов. Они объединяют мельчайшие молекулы растворенных в жидкости газов, в более крупные частицы, которые можно будут легко улавливаться обычными фильтрами. Один из популярных видов реагентов – гидразин гидрат.

Методики дегазации воды пользуются большой популярностью в тех направлениях промышленности, где для осуществления определенных технологических операций, поддержания рабочего процесса применяются жидкости из природных и искусственных источников. Одновременно с этим, подобные технологии очень часто используют в системах горячего водоснабжения. Однако, если говорить об отдельном применении процесса дегазации, встретить его где-либо крайне сложно. Чаще всего он применяется в комплексных системах обработки воды.

Источник

Дегазация воды

Дегазация — процесс удаления из воды растворенных в ней газов (диоксид углеро­да. кислород, сероводород, реже метан), обусловливающих или усиливающих коррози­онные свойства воды, а в некоторых случаях придающих ей неприятный запах.

Выбор метода дегазации определяется в основном видом и содержанием удаляемо­го газа в исходной воде.

В практике водоподготовки известны следующие методы дегазации, в основу клас­сификации которых положен принцип воздействия на обрабатываемую воду: физичес­кий (изменение температуры воды или парциального давления удаляемого газа); хими­ческий (связывание растворенных в воде газов путем добавления реагентов); биохими­ческий (использование окислительной способности микроорганизмов); сорбционно-об- менный (извлечение растворенных газов путем фильтрования через сорбционно-обмен­ные материалы).

При H-Na-катионитовом умягчении, ионитовом обессоливании и обезжелезивании воды возникает необходимость удаления свободной углекислоты с целью наиболее пол- його и эффективного протекания процесса очистки. Кроме того, углекислота относится к числу коррозионно-активных газов по отношению к бетону и металлу и оказывает не­посредственное влияние на показатель стабильности воды.

Для удаления из воды углекислого газа применяют дегазаторы (пленочные, с принудительной или естественной вентиляцией, барботажные, пенные и вакуумные).

Широкое распространение получили пленочные дегазаторы с насадкой из колец Рашига и хордовой деревянной ( Q 3 /ч и С0₂ 3 /ч. При принятой интен­сивности подачи воздуха, производительности и рекомендуемым конструктивным пара­метрам, в ходе расчета пленочных дегазаторов определяют общую площадь перегородок, габариты сооружений и подбирают марку (тип) вентиля­тора.

Применение вакуумных дегазаторов является целесообразным при необходимости одновременного удаления углекислого газа и кислорода.

Устранение агрессивной углекислоты в процессе стабилизационной обработки во­ды при отрицательном индексе стабильности может быть достигнуто реагентным мето­дом с применением едкого натрия (NaOH), соды (Na ₂ CО₃), извести (СаО), мела или мра­морной крошки (СаСО₃). При этом связывание углекислого газа происходит по следую­щим химическим реакциям:

Пленочный (а), вакуумный (б) и пенный (в) дегазаторы

Количество мела, подаваемого в обрабатываемую воду, рассчитывают в зависимо­сти от исходного содержания углекислого газа.

Проектирование элементов реагентного хозяйства (растворные и расходные баки, гасильные аппараты, сатураторы, баки-мешалки, дозирующие устройства и т.д.) осуще­ствляется по общепринятой методике.

Параметры для расчета пленочного дегазатора

Технологические и конструктивные параметры

Интенсивность подачи воздуха, м 3 /м 2

Диаметр отведенной перегородки, мм

Количество перегородок, шт.

Расстояние между перегородками, мм

Эффект удаления С0₂

Содержание в воде избыточного количества кислорода обусловливает ее коррозионность относительно трубопроводов и арматуры, выполненных из металла, и делает воду не пригодной для использования в системах горячего водоснабжения, технологи­ческих процессах ТЭС, АЭС и отдельных производствах химической промышленности.

В настоящее время нашел применение метод вакуумного обескислороживания во­ды, реализуемый на специальных аппаратах — вакуумных дегазаторах, заполненных кольцами Рашига.

По аналогии с методикой расчета пленочных дегазаторов площадь поперечного се­чения вакуумного дегазатора определяется по расчетному расходу воды и плотности орошения насадки.

При реагентной обработке воды следует учитывать, что повышение ее температу­ры и использование катализаторов (соли меди, кобальта и т.д.) способствует увеличе­нию скорости окислительных реакций и эффективности процесса обескислороживания в целом.

Для приготовления и дозирования растворов реагентов заданной концентрации применяют растворные и расходные баки, баки-мешалки, насосы-дозаторы и т.д., рас­чет которых производится по аналогии с расчетом сооружений для реагентной обработ­ки поверхностных вод.

При расчете фильтров со стальной стружкой скорость фильтрования принимают равной 25-100 м/ч; продолжительность контакта стружек с водой составляет от 25 мин в зависимости от температуры, а их расход — 5 кг на 1 кг удаляемого кислорода.

Обескислороживание воды наряду с другими перечисленными методами обработ­ки может осуществляться путем фильтрования через электронно-обменные (ЭО) и эле­ктронно-ионообменные (ЭИ) смолы.

Восстановительная способность применяемых в водоподготовке смол составляет: для ЭО -6 — 450 г/экв-м 3 ; ЭО-7 — 600-800 г/эквм 3 ; ЭО -8 — 5000 г/экв-м 3 ; ЭИ-12 — 500 г/экв-м 3 (по кальцию) и 45 кг0 ₂ /м 3 (по кислороду).

При расчете фильтров высоту слоя ЭО смолы принимают равной 2 м, скорость фильтрования — 20 м/ч. Регенерацию смол ЭО и ЭИ-12 осуществляют 1-2%-ным рас­твором сульфита или тиосульфита натрия.

Наличие растворенного сероводорода (H ₂ S) придает воде неприятный запах и обу­словливает ее агрессивность при контакте с металлом, бетоном и резиной.

К физическим методам очистки воды от сероводорода относится метод аэрации, ре­ализуемый на пленочном дегазаторе с принудительной подачей воздуха. Аэрационный метод следует применять при содержании H₂S в исходной воде до 3 мг/л.

Полного удаления свободного сероводорода, в силу зависимости существования различных форм сульфидных соединений от величины pH, можно достичь в случае предварительного подкисления обрабатываемой воды серной или соляной кислотой или в цикле H-Na-катионитового умягчения, где удаление H₂S объединяется с удалением свободной углекислоты.

Необходимый расход воздуха, м 3 /ч, для подбора вентилятора определяют исходя из производительности дегазатора и удельного расхода воздуха — 12 м 3 /м 3 воды.

Сущность химических методов удаления сероводорода состоит в обработке воды различными окислителями и, в зависимости от вида и количества последних, сероводо­родные соединения могут быть окислены до свободной серы, тиосульфатов, сульфидов и сульфатов. Химические методы очистки сероводородных вод следует применять при содержании H₂S в исходной воде до 10 мг/л.

В таблице приведены расходы реагентов-окислителей из расчета удаления 1 мг сероводорода и реакции, описывающие химизм процесса окисления. При реагентной обработке воды необходимо учитывать, что для большинства окислителей увеличение рН-среды приводит к снижению их окислительной способности по отношению к серо­водороду.

Удельный расход реагентов окислителей

Расход реагента- окислителя, мг на 1 мг £H₂S

Источник

Очистка воды от углекислоты

Википедия очистки воды

Наиболее полная информация о чистой воде, дополняемая Вами.

Очистка воды от углекислоты

Удаление из воды углекислоты (диоксида углерода) – декарбонизация — один из этапов очистки как питьевой, так и технической воды, необходимая процедура при подготовке воды для полива и перед поступлением воды в трубопроводы и оборудование котельных. Удаление производится как механически, так и химически.

Необходимость включения в перечень водоподготовительных мероприятий удаление углекислоты обусловлена крайне агрессивным воздействием диоксида углерода на металл трубопроводов и оборудование тех же котельных. Точнее – как таковая углекислота не взаимодействует с металлом – зато играет роль катализатора, который создает условия для интенсификации процесса кислородной коррозии. Из значимых негативных влияний – диоксид углерода разрушительно действует и на бетон: его поверхность становится более хрупкой.
Более всего страдают от избытка углекислоты системы теплоснабжения.

Методы удаления углекислоты из воды условно делят на две группы:

• — механические (физические);
• — химические.

Физические методы удаления углекислоты (аэрация)

Процесс механического удаления диоксида углерода – наименее энергозатратный, хотя при больших объемах водопотребления обеспечить достаточные мощности для снижения концентрации углекислоты в воде сложно. Механический метод удаления – или аэрация – предполагает обеспечение как можно более полного и обширного по площади контакта воды и воздуха. За счет того, что парциальное давление диоксида углерода в воздухе минимально, свободная углекислота вполне естественно переходит в него из воды.
Эффективность метода тем выше, чем больше будет площадь контакта воды и воздуха. Попутно из воды удаляется и сероводород: его переход в воздух происходит при тех же условиях, что и у диоксида углерода.

Если задачи водоподготовки предполагают максимально полную дегазацию воды, то обеспечения простого контакта воды и воздуха (аэрации) недостаточно. Углекислота в этом случае выводится из воды методом деаэрации – доведения до кипения нагревом или снижением давления – вместе с кислородом, сероводородом и метаном.

Использование деаэрации для удаления из воды диоксида углерода энергозатратно. Но, если в комплекс водоподготовительных мер входит удаление из воды не только углекислоты и сероводорода, но и кислорода – затраты на устройство термических деаэраторов или вакуумных дегазаторов оправдываются.

Химические методы декарбонизации

Используются куда реже, чем мощные универсальные дегазаторы (декарбонизаторы) или специализированные аэраторы. Химический метод удаления углекислоты предполагает применение реагентов, с помощью которых показатель pH воды сдвигается в сторону увеличения. Вода подщелачивается, избыток кислоты удаляется из неё, будучи связанным с реагентом.

Для подщелачивания воды используются:

• — известь;
• — едкий натр;
• — мрамор (в виде фильтра с загрузкой из песчано-мраморной смеси);
• — мел;
• — сода.

Выбор в пользу реагента определяется конечными требованиями к pH воды и объемами водопотребления:

• — если уровень жесткости воды на выходе из системы водоочистки не имеет значения, то в качестве реагента можно использовать известь;
• — если жесткость воды требуется минимизировать (но и диоксид углерода удалить) то в качестве реагента выбирается либо сода, либо едкий натр (гидроксид натрия);

При небольших объемах водопотребления для удаления углекислоты достаточно фильтра с песчано-мраморной загрузкой. Фильтр этого типа хорошо справляется как с механической очисткой воды, так и с удалением диоксида углерода в автономных системах водоснабжения или в системах с небольшим количеством потребителей.

Источник