Что такое декарбонизация воды

Декарбонизация воды

Компания «Комплексные решения» осуществляет полный спектр работ по подбору, проектированию и монтажу систем очистки и декарбонизации воды.

Чтобы получить бесплатное технико-коммерческое предложение достаточно:

Декарбонизацией называется процесс удаления из воды оксида углерода (СО 2 ), или просто углекислого газа. Его физическое растворение происходит до определённой равновесной точки, зависящей от давления и температуры воды. Задача декарбонизации – снизить избыточную концентрацию газа до его равновесного состояния. Обычно её применяют в таких случаях, как:

Коррозия особенно критична в технологических процессах, связанных с нагреванием воды. Разрушение металлических поверхностей может привести к перегреву рабочего оборудования и даже серьёзным авариям. Кроме того из-за продуктов коррозии ухудшается качество воды, что также может негативно влиять на конечную продукцию или эффективность технологических процессов.

Способы декарбонизации воды

Установка декарбонизаторов для удаления оксида углерода из воды

Декарбонизатор представляет собой специальный аппарат, похожий на трубу малого диаметра, прикреплённую к укороченной трубе большего диаметра с отверстиями для подключения трубопровода. Он либо заполнен распределителями воды различного типа (например, насыпными кольцами Рашига и др.). Либо продувается воздухом навстречу водному потоку с помощью вентиляторов. Это традиционный метод удаления углекислого газа из воды. Декарбонизатор ещё используется на некоторых предприятиях теплоэнергетики, но уже считается морально устаревшим. Кроме того, это достаточно громоздкое оборудование с дорогостоящими эксплуатационными расходами.

Эжекторные дегазаторы для устранения оксида углерода из воды

Эжекторные дегазаторы состоят из бака-реактора, двух эжекторов, секции для них, гидроциклона и вентилятора.

Делятся на:

Эжекторные дегазаторы считаются более современным и технологичным оборудованием, поэтому пользуются большей популярностью, чем декарбонизаторы старого образца.

Химический способ декарбонизации воды

Системы водоподготовки и декарбонизации воды

Специалисты компании «Комплексные решения» обладают широким опытом и высоким уровнем квалификации в области декарбонизации воды, водоочистки и водоподготовки. В работе применяется оборудование из комплектующих от лучших европейских и отечественных производителей.

Системы водоподготовки и водоочистки от компании «Комплексные решения» надёжны, эффективны и экономичны в эксплуатации. Они не требуют постоянного сервисного обслуживания и присутствия специально обученного персонала.

Обращайтесь, мы даём гарантию на качество воды.

Как получить бесплатное технико-коммерческое предложение

Оставьте свой номер телефона
и мы бесплатно перезвоним Вам

Источник

О декарбонизации воды

В.С.Галустов, д.т.н., профессор.

Декарбонизацией называют удаление из воды свободного диоксида углерода СО2 для 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.

Большое количество СО2 может образовываться в схемах умягчения воды с Н-катионированием или подкислением, а также при обезжелезивании артезианской воды. Декарбонизация – один из самых сложных массообменных процессов в цепочке подготовки воды в теплоэнергетике. Его протекание обуславливается большим числом взаимозависимых факторов, способных изменяться в широком диапазоне (например, растворимость СО2 в воде зависит от ее температуры, а та в процессе декарбонизации меняется). Поэтому надо поговорить об основных явлениях подробнее.

О процессе.

Цель декарбонизация – достижение концентраций СО2, близких к равновесной для системы «вода–воздух». 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/дм3. Практически содержание СО2 в декарбонизированной воде значительно (в среднем 4–5 мг/дм3) выше. Малое (около 0,03 % по объему) содержание углекислого газа в воздухе позволяет отнести рассматриваемый процесс физической десорбции к процессам, подчиняющимся закону Генри, согласно которому растворимость (или концентрация) газа в жидкости пропорциональна его парциальному давлению над раствором:

где Р* – равновесное парциальное давление; k – коэффициент Генри, определяемый природой газа и температурой t и имеющий размерность давления; С* – равновесная концентрация (растворимость). Наборы значений коэффициента Генри и растворимости СО2 для системы «углекислый газ – вода» приведены в табл. 1.

Однако если бы равновесие определялось столь однозначно, не стоило бы заявлять о сложности процесса. Во-первых, следует иметь в виду, что в промышленной зоне содержание СО2 в воздухе может оказаться значительно больше указанных 0,03 % по объему, тогда и равновесная концентрация будет выше. Во-вторых, приведенные в табл. 1 значения С* справедливы только для чистой, фактически дистиллирован-ной воды. Присутствие в воде различных ионов и ее щелочность существенно влияют на растворимость СО2. На рис. 1дана отражающая этот факт номограмма, построенная для воды с сухим остатком 200 мг/кг при температуре 10 и 20 °С. При других значениях сухого остатка вводится поправочный коэффициент (табл. 2), т.е. содержание СО2 в воде равно значению, найденному по номограмме и умноженному на поправочный коэффициент.

Количество свободной углекислоты, поступающей на декарбонизацию после Н-катионирования или подкисления воды, определяется из уравнения:

где Жк – карбонатная жесткость, разрушаемая при Н-катионировании, мг-экв/л; (СО2)ив – содержание углекислого газа в воде, мг/л, (перед Н-катионированием).

Так как СО2 – труднорастворимый в воде газ, для завершения процесса его десорбции теоретически достаточно одной ступени контакта воды с воздухом, и преимущества в движущей силе противотока перед прямотоком мало заметны, что должно учитываться при выборе аппарата.

Противоточные декарбонизаторы.

По направлению движения фаз декарбонизаторы могут быть противоточными и прямоточными.

Фактически любые из известных противоточных контактных устройств могут использоваться для проведения процесса декарбонизации. Однако на практике в теплоэнергетике все разнообразие противоточных декарбонизаторов сводится к насадочным (в энергетике получили название насыпных) аппаратам (рис. 2). В качестве насадки в них используются керамические кольца Рашига трех типоразмеров. Эти кольца в нижних 8–12 слоях укладываются регулярно, а на всю остальную высоту засыпаются «в навал». Снизу вентилятором подается воздух.

Такие аппараты, безусловно, морально устарели (применяются более 60 лет), громоздки, дороги, трудоемки в обслуживании и ремонте.

Существенным недостатком насыпных декарбонизаторов является и то, что они разрабатывались на некоторые средние условия. В методике их расчета определяются только диаметр аппарата и высота слоя насадки, а такие существенные параметры, как плотность орошения и удельный расход воздуха, принимаются постоянными. Это значит, что при малых концентрациях СО2 у аппарата получится многократный запас, обуславливающий избыточные капитальные и энергетические затраты, а при больших – эффективность аппарата окажется недостаточной. Последнее обстоятельство служит серьезным аргументом в пользу индивидуального подхода к разработке декарбонизаторов.

Прямоточные декарбонизаторы.

В настоящее время использование прямотока в декарбонизации ограничено только эжекционными аппаратами. Есть два принципиально различных подхода к их конструированию. Первый – базируется на использовании хорошо известных водоструйных эжекторов. Однако коэффициент эжекции (отношение объема воздуха к объему воды) традиционного устройства не превышает 4, вследствие чего их применение в качестве декарбонизаторов ограничивается начальной концентрацией СО2 порядка 20 мг/кг, обычно же она в 3–15 раз выше. Предпринимались попытки реализовать многоступенчатый эжектор: струя воды по мере движения от ступени к ступени эжектирует новые порции воздуха. И хотя к последней ступени коэффициент эжекции удалось поднять до 20–30, трудно признать это решение удачным.

Второй подход базируется на теории прямоточных распылительных тепломассообменных аппаратов, имеющих разнобразное конструктивное оформление. Коэффициент эжекции при их использовании может достигать и превышать 1000, а производительность – находиться в диапазоне от единиц до сотен м3/ч, без ужесточения режимных параметров. На рис. 3 в качестве примера показан двухсторонний двухсекционный аппарат. Модульный подход, а также возможность любой степени секционирования позволяют обеспечить неограниченно широкий диапазон регулирования производительности декарбонизационной установки.

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что расчет основных параметров процесса и декарбонизационной установки в целом следует осуществлять индивидуально, с учетом конкретных условий, в силу фактической неповторяемости исходных данных.

Источник

Декарбонизация воды

В воде растворены различные газы, соотношение между которыми зависит от pH, температуры, давления, химического состава воды и воздуха. Одним из таких газов является оксид углерода или углекислый газ.

Удалять из воды углекислый газ необходимо по нескольким причинам. Это помогает:

Способы удаления CO₂ из воды

Если декарбонизация — процесс удаления углекислого газа, то декарбонизаторы — аппараты, предназначенные для решения этой задачи. Это дегазаторы с насыпными распределителями воды (насадками) или без них, продуваемые воздухом в направлении, обратном водному потоку.

Принцип работы оборудования основан на законах массопередачи. С помощью насадок удается многократно увеличить поверхность передачи и уменьшить размер конструкций. Примером может служить оборудование, изображенное ниже.

В установках такого типа воду распыляют над насадкой из колец и других элементов, изготовленных из нержавеющих материалов (чаще — пластмассы). Толщина слоя с насадкой — 2-2,5 м. Воздух нагнетают компрессором под насадку. Его расход в 20-40 раз выше расхода воды. Вода, освобожденная от углекислого газа поступает в емкость под контактную колонну.

Также находят применение аппараты эжекторного типа. По сравнению с классической конструкцией, они имеют небольшие размеры и высокую эффективность декарбонизации воды.

Если необходимо частичное удаление растворенного углекислого газа, то применяют более простые методы:

Концентрация CO₂ в воде

Содержание углекислого газа можно определить лабораторным способом или по номограмме, которой учитывается зависимость концентрации CO2 от pH и щелочности воды.

Чтобы уточнить концентрацию оксида углерода, достаточно умножить полученное из номограммы значение на a.

В нашем каталоге представлены современные системы для очистки воды и комплектующие к ним. Это как оборудование для частных домов, так и компактные фильтры для воды под мойку. Пишите в чат или звоните — поможем. Работаем по всей Беларуси.

Источник

Декарбонизация открывает новые возможности для газового сотрудничества

Почти два года назад председатель Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен представила «Европейский зеленый курс». Она приравняла этот проект, ставящий амбициозную задачу — обеспечить более эффективную защиту климата без ослабления экономики, к американской программе по высадке человека на Луну. Достижение намеченных «Зеленым курсом» целей должно сопровождаться развитием многопланового международного сотрудничества в сфере охраны климата, устойчивого развития и экологически безопасной энергетики. Мы в Wintershall Dea считаем Россию одним из ключевых партнеров на этом пути.

В начале ноября международное сообщество собралось на климатической конференции ООН в Глазго (COP26), чтобы внести коррективы в политику по защите климата для ограничения роста глобальной средней температуры полутора градусами Цельсия. Газовая отрасль поддерживает решительные действия в этом направлении. Обновленная политика в сфере охраны климата должна сосредоточиться на всех эффективных и испытанных на практике мерах, в частности использовании природного газа, улавливании и хранении углекислого газа (УХУ) и внедрении водородных технологий — это решения, которые работают. При этом нельзя отказываться от экономической эффективности и снижать уровень обязательств по обеспечению надежности поставок.

Газ способен помочь в достижении климатических целей

У газовой отрасли есть желание защитить климат и ускорить декарбонизацию, а также развивать необходимые для этого технологии. Мы, ее представители, уверены, что газ будет играть важнейшую роль в достижении целей COP26, и преобразовываем нашу деятельность, чтобы обеспечивать климатическую нейтральность, поставляя на рынок природные, низкоуглеродные и возобновляемые газы. Одновременно мы предлагаем решения для низкоуглеродной энергетики будущего — от водорода и УХУ до биогенного сжиженного нефтяного газа и топливных элементов.

В связи с COP26 представители отрасли обратились к Европейской комиссии с призывом создать инклюзивную политическую базу, которая бы способствовала развитию производства всех видов чистого водорода и широкому внедрению технологии УХУ. Это, в свою очередь, позволит обеспечить конкурентоспособность европейской промышленности и создать высококвалифицированные рабочие места в Европе. Более того, нам необходима стратегия по УХУ, способствующая общественному признанию этой технологии и стимулирующая ее более широкое внедрение.

Необходимо сохранить и обеспечить роль природного газа в качестве переходной технологии. Лучшего дополнения к растущему использованию возобновляемых источников энергии не найти, да и многие государства — члены ЕС будут нуждаться в газе в ближайшие десятилетия по мере постепенного отказа от угля.

Российско-европейская повестка в сфере охраны климата

Энергетическое партнерство с Россией по-прежнему остается важнейшей опорой для энергетики Европы, а российский газ — высококачественным и надежным источником энергии для нашей экономики.

Реализация «Зеленого курса» создает новые возможности для сотрудничества между ЕС и Россией. Существует множество перспективных областей для развития такого взаимодействия. На первом этапе это касается инвестиций в научные исследования, поскольку декарбонизация требует перехода мировой экономики на новый технологический уровень. Две ключевые области с многообещающим потенциалом — УХУ и водород.

Развитие водородной энергетики в ЕС происходит в рамках «Водородной стратегии», утвержденной Европейской комиссией в 2020 году в качестве части «Зеленого курса». В России соответствующим программным документом является национальная концепция развития водородной энергетики, утвержденная в 2021 году. Совместные европейско-российские проекты по производству и транспортировке «голубого» и «бирюзового» водорода, получаемого из природного газа, обладают огромным потенциалом. В настоящее время Wintershall Dea обсуждает проекты в этой области с «Газпромом».

Первые проекты по улавливанию углекислого газа УХУ, которое может стать ключевой технологией для решения проблемы изменения климата, — еще одно направление наших обсуждений с российскими партнерами. УХУ предполагает улавливание CO₂, например на электростанциях или промышленных объектах, и его долгосрочное хранение в подземных геологических структурах, таких как истощенные нефтяные и газовые месторождения на континентальном шельфе.

УХУ обеспечивает доказанную на практике и доступную по стоимости декарбонизацию отраслей, в которых трудно или невозможно избежать выбросов CO₂, в частности в сталелитейной промышленности. В Германии 85 тыс. человек заняты непосредственно в этой отрасли и еще 4 млн — в смежных. Использование УХУ при производстве стали поможет обеспечить конкурентоспособность сталелитейной промышленности в течение ближайших десятилетий.

Некоторые европейские страны уже приступают к реализации первых проектов по внедрению УХУ. Одна из них — Дания. Там Wintershall Dea наряду с INEOS Oil & Gas Denmark и 30 другими компаниями и организациями выступает в составе консорциума, реализующего проект «Гринсэнд», который в будущем позволит обеспечивать безопасное хранение 8 млн т CO₂ в год, что эквивалентно четверти всех выбросов Дании.

Это лишь один пример того, как европейские и российские предприятия могут использовать совместные активы и опыт, чтобы освоить новые направления деятельности и внести вклад в декарбонизацию экономики. Совместная разработка благоприятных для климата технологий будет выгодна обеим сторонам: Европа сможет достичь целей «Зеленого курса», а Россия — укрепить конкурентоспособность своих предприятий на европейском рынке.

Источник

Декарбонизатор – промышленный фильтр для обезуглероживания воды

Производитель промышленного пылегазоочистного и водоподготовительного оборудования «ПЗГО» предлагает к детальному рассмотрению устройство, принципы работы и назначение такого агрегата как декарбонизатор.

Мы более 30 лет – на профессиональном технологическом базисе – занимаемся проектированием, конструированием и внедрением промышленного фильтрующего оборудования, которое, на сегодняшний день, отрабатывает с КПД ≈ 99% на более чем 200 предприятиях России и всей Евразии.

Декарбонизация – определение термина

Термин «декарбонизация» восходит к латинскому «carbo», что переводится как «уголь», «углерод». Приставка «де-» указывает на процесс удаления, изъятия, исключения.

Таким образом, декарбонизатор (англ. Water Decarbonifier) – это устройство для удаления углерода из воды. Но, поскольку углерод в воде в чистом виде, как правило, не присутствует, (а находится, в основном, в виде растворенного углекислого газа), то под декарбонизацией понимают удаление (десорбцию) диоксида углерода – кислого газообразного соединения, приводящего к коррозии и / или иным негативным технологическим последствиям.

Следует понимать, что основное назначение декарбонизирующих фильтров – не полная десорбция газов, а нормализация равновесия в системе «газ-жидкость» при текущих значениях температуры и давления.

Назначение декарбонизаторов воды

Отметим, что сами принципы работы, (подробнее об этом ниже), по которым работают обезуглероживающие жидкостные фильтры, позволяют проводить не только удаление двуокиси углерода, но и других газообразных примесей, а также – в более широком смысле – осуществлять умягчение (снижение т.н. карбонатной жесткости), деаэрацию (уменьшение содержания в воде составляющих газов воздуха) и деминерализацию (обессоливание / обеcщелачивание) воды.

Компактный и эффективный индустриальный декарбонайзер

Используются агрегаты и для т.н. обезжелезивания, то есть, для доокисления двухвалентного железа с последующим удалением образованного осадка в механических фильтрах. Данный подход широко используется в очистке артезианских вод.

Помимо прочего, деминерализационная водоподготовка снижает электропроводность жидких сред, что в некоторых отраслях – к примеру, в микроэлектронике и фармацевтике – является критически важным техническим аспектом.

Декарбонизаторы нашли широкое применение в нижеследующих ветвях промышленности:

Декарбонизация в цементной промышленности

Декарбонизаторы активно используются и в цементной промышленности, но их принцип работы никак не коррелирует с обработкой жидкости.

Циклонный теплообменник с обезуглероживателем на цементном заводе

Это нагревательные и / или теплообменные агрегаты циклонного типа с собственными горелками, обеспечивающие удаление из сырья избыточного углерода путем его выведения в виде углекислого газа (CaCO₃ + t° → CaO + CO₂) и реализующие эффективное распределение тепла по обжиговой системе.

Классификация и типы декарбонизаторов

Являющиеся аппаратами и системами бифазного контакта (жидкость-газ), промышленные декарбонизаторы имеют немало общего с мокрыми газоочистными фильтрами – скрубберами и абсорберами.

В некоторых аспектах они могут быть практически полностью идентичными – разница лишь в результате, который достигается через использование фильтра.

Для наглядности сведем в таблицу критерии устоявшейся классификации декарбонайзеров.

Декарбонизаторы с кольцами Палля, Рашига и другими насадочными телами

Одной из наиболее эффективных и востребованных групп промышленных водоподготовительных систем являются атмосферные одноступенчатые насадочные пленочные декарбонизаторы, рабочая камера которых заполнена нерегулярной насадкой – кольцами Палля, кольцами Бялецкого, кольцами Рашига (Супер-Рашига), седлами Инталлокс, спиралями Левина или иными телами, имеющими высокую удельную поверхность (большую площадь поверхности при малом объеме).

Широкое разнообразие насадочных тел

Это позволяет – при орошении насадочного массива – создать развитую жидкостную пленку, площадь которой может исчисляться сотнями м 2 на каждый кубометр насадочного наполнителя.

Устройство и принцип работы декарбонизаторов с кольцами

В базовых чертах работу декарбонайзера – с кольцами или иного другого типа действия – можно описать через принцип десорбции – т.е. переход растворенного в жидкости газа в свободную газообразную форму.

Одним из наиболее важных факторов является площадь контакта фаз – чем она больше, тем активнее идет десорбция газовых примесей. Влияет на растворимость газов в жидкости и температура – чем она выше, тем меньше газовой фазы растворено в объеме жидкости.

Принципиальный чертеж-схема декарбонизатора. 1 – корпус, 2 – насадочный массив, 3 – форсуночный блок, 4 – вентилятор, 5 – распределитель воздуха

Принцип работы водоподготовительного обезуглероживающего аппарата пленочного типа с кольцами можно описать следующими пунктами:

Внутри рабочей камеры – орошение насадки форсуночным блоком (кольца Палля из нержавеющей стали)

Заказ, изготовление и внедрение обезуглероживающих водяных фильтров в России и Евразии

Для того, чтобы заказать и приобрести недорогой, компактный, надежный, долговечный и высокоэффективный бак декарбонизатор для воды, пожалуйста, связывайтесь с нами любым удобным Вам способом.

Для подбора наиболее рациональной модели, которая технологически и экономически удовлетворит Вашим требованиям, пожалуйста, предоставьте следующие данные:

Быстро поставим оборудование до любой точки России и всей Евразии. Профессиональный монтаж, шефмонтаж. Обучение персонала. Полный пакет документации. Гарантия производителя.

Источник