Кислород

Удаление кислорода из воды может потребоваться в различных промышленных и лабораторных процессах, таких как подготовка воды для котлов, химические реакции, чувствительные к кислороду, или в микроэлектронике. Вот основные методы деоксигенации воды:

1. Физические методы

1.1. Термическая деаэрация (дегазация)

Нагрев воды снижает растворимость кислорода.
Кипячение при атмосферном давлении удаляет большую часть O₂.
В промышленности используют деаэрационные колонны (вакуумные или атмосферные), где вода распыляется в среде пара, ускоряя удаление газов.

1.2. Вакуумная дегазация

Понижение давления над водой (вакуумирование) уменьшает парциальное давление O₂, заставляя газ выделяться из жидкости.
Эффективен в комбинации с нагревом.

1.3. Мембранная дегазация

Используются газоотделительные мембраны (например, полые волокна), через которые кислород диффундирует в поток инертного газа или вакуум.

2. Химические методы

2.1. Связывание кислорода реагентами

Гидросульфит натрия (Na₂S₂O₄) – активно реагирует с O₂, образуя сульфаты.
Сульфит натрия (Na₂SO₃) – в присутствии катализатора (Co²⁺, Cu²⁺) быстро связывает кислород.
Гидроксиламин (NH₂OH) и гидразин (N₂H₄) – применяются в энергетике, но токсичны.

Станция дозирования реагента
Реагент для связывания кислорода

2.2. Каталитическое удаление

Используются катализаторы (например, палладий или никель), ускоряющие реакцию кислорода с водородом с образованием воды:

WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O

3. Биохимические методы

Применяются анаэробные микроорганизмы, потребляющие кислород в биохимических процессах (редко используется в промышленности).

4. Комбинированные методы

Физико-химическая деаэрация: сочетание нагрева, вакуумирования и добавления реагентов (например, в энергетике).
Инертная продувка: барботирование воды азотом (N₂) или аргоном (Ar) вытесняет O₂.

Выбор метода

Для промышленности (котлы, ТЭЦ) – термическая деаэрация + химические реагенты.
Для лабораторий – вакуумная дегазация или продувка инертным газом.
Для микроэлектроники – мембранные или каталитические методы.

Если требуется глубокая деоксигенация (до ppb-уровней), комбинируют несколько способов, например, вакуум + каталитическое восстановление.

Поиск по сайту