Создание поверхности контакта фаз вода - газ.

Деаэратор или термический деаэратор представляет собой устройство для удаления из воды растворенных коррозионо-агрессивных газов. В деаэраторе процесс удаления растворенных газов – процесс деаэрации основан на физических свойствах воды. В конструкции деаэратора реализованы основные физические процессы, необходимые для деаэрации воды.

Первой задачей является создание максимальной поверхности контакта фаз вода – газ в деаэраторе. Для этого в деаэраторе поток исходной воды разбивается на струи и капли.

Второй задачей в деаэраторе является эффективное удаление выделившихся газов. При разработке конструкции деаэратора выполнению данной задачи должно быть уделено максимальное внимание, т.к. наличие разности концентраций растворенных газов в воде и газовой фазе по всей поверхности в процессе движения потока воды через деаэрационную колонку создает основную движущую силу процесса деаэрации. В деаэраторе процесс отвода парогазовой смеси выделившейся из воды в процессе деаэрации зависит от давления, при котором происходит деаэрация.

Рассмотрим, как в деаэраторе можно создать максимальную поверхность контакта фаз.

Первое - разбить поток воды поступающей в деаэратор на струи при помощи переливных тарелок с отверстиями. Изменяя диаметр отверстия и количество отверстий в тарелке можно изменять площадь поверхности контакта. Преимущество данного метода – не требуется избыточное давление воды перед деаэратором.

Второе – разбить поток воды поступающей в деаэратор  на мелкие капли при прохождении воды через форсунку. Недостаток данного метода – жесткое требование к минимальному давлению воды перед деаэратором.

Третье – закрутить поток воды в циклоне или в другом устройстве с закругленной поверхностью. Недостатки данного метода -  жесткое требование к минимальному давлению воды перед деаэратором, очень небольшая площадь поверхности контакта фаз.

Четвертое – обеспечить прохождение через слой воды паровых пузырей (барбатаж). Недостаток данного метода – необходим источник пара, гидроудары.

Пятое – создать условия для образования в воде большого количества парогазовых пузырей, явление кавитации. Недостаток данного метода - жесткое требование к минимальному давлению воды перед деаэратором.

Шестое – пропустить поток воды через насадки. На поверхности насадок образуется тонкая пленка воды. От количества насадок и их геометрии зависит площадь поверхности контакта. Недостаток данного метода – неравномерное распределение насадок по объему деаэрационной колонки и как следствие неравномерное распределение потока воды.

Удаление парогазовой смеси из деаэратора.

Процесс удаление парогазовой смеси – выпара из деаэратора зависит от давления в деаэраторе. Если в деаэраторе есть избыточное давление, выпар удаляется из деаэратора за счет разности давлений в деаэраторе и окружающей атмосфере. Если в деаэраторе давление ниже атмосферного (вакуум) выпар удаляется из деаэратора при помощи вакуумного насоса или водоструйного эжектора. Необходимо обеспечить эффективную вентиляцию внутреннего объема деаэратора.

Температура воды и ее влияние на работу деаэратора.

От температуры воды поступающей в деаэратор зависит давление в деаэраторе. От температуры воды зависит коэффициент растворимости газов. При увеличении температуры воды коэффициент растворимости снижается. Следовательно, чем выше температура воды поступающей в деаэратор, тем легче растворимые газы переходят из воды в парогазовое пространство. Но степень нагрева воды перед деаэратором ограничивается температурой теплоносителя. Не на всех объектах есть теплоноситель с температурой выше 100 °С.  В большинстве случаев приходится деаэрировать воду с температурой  65 °С.