수처리의 진공 탈기

깨끗해 보이는 물은 여전히 ​​문제가 가득할 수 있습니다. 산소, 이산화탄소, 질소 및 기타 미량의 용존 가스는 눈에 보이지 않지만 부식을 유발하고 처리 공정을 방해하며 규정 준수 문제를 야기합니다. 보일러 급수에서 용존 산소는 강철 파이프와 열교환기를 먹어치웁니다. 식수에서 과도한 이산화탄소는 pH를 떨어뜨리고 소독을 예측할 수 없게 만듭니다. 산업용 냉각 루프에서 용해된 공기는 펌프 캐비테이션을 일으키고 열 전달을 감소시킵니다.

진공 탈기는 이러한 가스를 제거하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 이것은 새로운 아이디어가 아닙니다. 발전소와 보일러실에서는 수십 년 동안 이 방법을 사용해 왔습니다. 그러나 규제가 강화되고 에너지 비용이 높아지고 수질 사양이 더욱 까다로워지면서 도시 및 산업 수처리 전반에 걸쳐 새로운 응용 분야로 적용되고 있습니다.

이 기사에서는 진공 탈기의 기능, 중요성, 수처리 공정에 적합한 시스템을 선택하는 방법에 대해 설명합니다.

용존 가스가 문제가 되는 이유

물에 용해된 가스는 우연히 존재하지 않습니다. 대기와의 접촉, 통기 과정 또는 화학 반응의 부산물을 통해 유입됩니다. 일단 용해되면 온도, 압력, 화학 평형 등이 변할 때까지 용액 상태로 유지됩니다.

산소가장 악명 높습니다. 백만분의 몇 PPM이라도 탄소강 배관과 보일러에 심각한 부식을 일으킬 수 있습니다. 피해가 처음에는 항상 명백하지는 않습니다. 구멍이 나기 시작한 다음 누출과 고장으로 가속화됩니다. 보일러 시스템에서 산소 부식은 예상치 못한 가동 중단 시간의 주요 원인입니다.

이산화탄소용해되어 탄산을 형성하여 pH를 낮추고 물을 금속과 콘크리트에 공격적으로 만듭니다. 식수에서는 pH 조정이 복잡해지고 알칼리성 화학물질에 대한 수요가 증가할 수 있습니다. 고순도 공업용수에서는 미량의 CO2라도 전도도 및 저항률 측정을 방해합니다.

질소대부분 불활성이지만 용액에서 나오면 거품을 형성하여 펌프 캐비테이션을 일으키고 열 전달 효율을 감소시키며 시끄럽고 비효율적인 작동을 유발합니다.

기타 가스—메탄, 황화수소, 염소 및 휘발성 유기물 —은 특정 응용 분야에서 나타납니다. 각각은 냄새부터 독성, 폭발 위험까지 고유한 문제를 안고 있습니다.

공통점은 모두 원치 않는다는 것입니다. 진공 탈기는 이를 제거할 수 있는 방법을 제공합니다.

진공 탈기 작동 원리

원리는 간단합니다. 가스는 더 높은 압력에서 더 잘 용해되고 압력이 떨어지면 용액 밖으로 나옵니다. 진공 탈기기에서 물은 용해된 가스가 더 이상 용해되지 않는 저압 환경(일반적으로 절대압 0.02~0.2bar)에 노출됩니다. 그들은 액상을 떠나 진공 시스템에 의해 운반됩니다.

프로세스의 효율성은 다음 세 가지에 따라 달라집니다.

• 표면적.물이 진공에 제공하는 표면적이 클수록 가스가 더 빨리 빠져나갑니다. 이것이 탈기기가 물을 얇은 필름이나 작은 물방울로 분해하기 위해 패킹, 트레이 또는 스프레이 노즐을 사용하는 이유입니다.

• 체류 시간.물은 가스가 벌크 액체 밖으로 확산될 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 진공 상태에 있어야 합니다.

• 진공 수준.절대압이 낮다는 것은 기체 용해도가 낮다는 것을 의미합니다. 진공이 깊어지면 더 많은 가스가 제거되지만 생산 비용도 더 많이 듭니다.

실제로 대부분의 수처리 탈기기는 용존 산소 및 CO2를 90~99% 제거합니다. 정확한 성능은 시스템 설계와 유입되는 가스 농도에 따라 달라집니다.

진공 탈기가 사용되는 곳

보일러 급수 처리클래식 응용 프로그램입니다. 용존산소 및 CO2를 제거하여 보일러, 급수가열기, 응축수환수관의 부식을 방지합니다. 현대식 보일러 시스템은 2층 방어를 위해 진공 탈기와 화학적 산소 제거제를 결합하는 경우가 많습니다.

식수 처리진공 탈기를 사용하여 과도한 CO2를 제거하고 pH를 조정하며 소독 효율성을 향상시킵니다. 또한 지하수에서 휘발성 유기화합물(VOC)과 라돈을 제거하는 데에도 사용됩니다.

산업용 냉각수용해된 공기는 펌프 캐비테이션을 일으키고 열 교환기 성능을 감소시키기 때문에 탈기의 이점을 얻습니다. 공기를 제거하면 흐름이 안정화되고 에너지 효율이 향상됩니다.

폐수 처리황화수소와 같은 악취 가스를 제거하고 막 여과 또는 배출을 위한 물을 준비하기 위해 진공 탈기를 사용합니다.

고순도 수처리 시스템제약, 반도체 및 발전소 등에서는 진공 탈기를 사용하여 매우 낮은 용존 가스 수준을 달성합니다.

올바른 진공 시스템 선택

진공 펌프는 모든 탈기 시스템의 핵심입니다. 다양한 기술을 사용할 수 있으며 각 기술에는 장단점이 있습니다.

수봉식 펌프수분과 액체 이월을 견딜 수 있기 때문에 물 탈기를 위한 일반적인 선택입니다. 견고하고 단순하며 신뢰할 수 있습니다. 그러나 그들은 물개 물을 소비하고 적당한 에너지 효율을 가지고 있습니다.

건식 스크류 펌프오일 프리 작동과 고효율을 제공합니다. 제품 순도와 에너지 비용이 중요한 신규 설치에 대한 사양이 점점 더 높아지고 있습니다. 액체 유입을 방지하려면 우수한 업스트림 분리가 필요하지만 현대적인 디자인은 수증기를 잘 처리합니다.

뿌리 송풍기더 깊은 진공이나 더 높은 용량을 달성하기 위해 다른 펌프와 함께 부스터로 사용되는 경우가 많습니다. 습식 적용에는 단독으로 사용되지 않습니다.

스팀 이젝터증기를 사용할 수 있고 전기가 비싼 경우 옵션입니다. 움직이는 부품은 없지만 증기를 소비하고 폐수를 생성합니다.

올바른 선택은 필요한 진공 수준, 가스 부하, 수온 및 시설의 운영 비용 우선순위에 따라 달라집니다.

시스템 설계 고려 사항

진공 탈기기는 단순한 펌프 그 이상입니다. 시스템에는 탈기 용기, 포장 또는 트레이, 물 분배, 진공 배관 및 제어 장치가 포함됩니다. 각 구성 요소는 성능에 영향을 미칩니다.

선박 설계물이 진공과 얼마나 잘 접촉하는지를 결정합니다. 충전 컬럼은 높은 표면적을 제공하지만 부유 물질로 인해 오염될 수 있습니다. 스프레이 시스템은 더 간단하지만 효율성이 떨어집니다. 트레이 디자인은 그 사이에 있습니다.

수온온도가 상승함에 따라 기체 용해도가 감소하기 때문에 중요합니다. 따뜻한 물은 더 쉽게 가스를 제거하지만 진공 펌프의 증기 부하도 증가시킵니다.

진공 제어안정적인 운영을 위해 꼭 필요합니다. 진공 상태가 너무 깊으면 물이 증기로 변할 수 있습니다. 너무 얕으면 탈기가 불완전합니다. 자동 제어 밸브와 압력 트랜스미터는 설정점을 유지합니다.

재료제거되는 가스로 인한 부식에 저항해야 합니다. 이산화탄소와 황화수소는 특히 공격적입니다. 스테인레스 스틸 또는 코팅된 부품이 지정되는 경우가 많습니다.

유지 관리 및 문제 해결

진공 탈기 시스템은 상대적으로 유지 관리가 적지만 유지 관리가 필요하지 않습니다.

펌프 성능시간이 지남에 따라 저하됩니다. 씰 마모, 내부 부식 및 오염으로 인해 효율성이 저하됩니다. 진공 수준과 펌프 전류를 정기적으로 모니터링하면 문제를 조기에 발견할 수 있습니다.

포장 및 트레이물때, 생물학적 성장 또는 부유 물질로 인해 오염될 수 있습니다. 청소나 교체는 주기적입니다.

진공 누출성능 저하의 일반적인 원인입니다. 시스템으로 공기가 누출되면 절대 압력이 상승하고 탈기 효율이 감소합니다. 누출 테스트는 일상적인 유지 관리의 일부여야 합니다.

수질시스템 수명에 영향을 미칩니다. 경수는 스케일링을 유발합니다. 부식성 물은 물질을 공격합니다. 전처리가 필요할 수 있습니다.

요약

진공 탈기는 물에서 용해된 가스를 제거하는 입증된 효과적인 방법입니다. 부식을 방지하고 처리 성능을 향상시키며 수질 기준을 충족하는 데 도움이 됩니다. 이 기술은 보일러 급수 처리 분야에서 잘 확립되어 있으며 식수, 산업 냉각 및 폐수 분야에서 새로운 응용 분야를 찾고 있습니다.

올바른 진공 펌프(액봉식, 건식 스크류 또는 하이브리드 시스템)를 선택하는 것은 특정 응용 분야, 필요한 진공 수준 및 시설의 운영 우선 순위에 따라 다릅니다. 잘 설계된 시스템은 수년간 안정적인 서비스를 제공하고 장비를 보호하며 수질을 보장합니다.

기술 FAQ

Q: 물 탈기의 일반적인 진공 수준은 무엇입니까?
A: 대부분의 물 탈기기는 절대압 0.02~0.2bar 사이에서 작동합니다. 정확한 수준은 제거되는 가스와 원하는 제거 효율에 따라 달라집니다.

Q: 진공 탈기는 모든 용존 산소를 제거할 수 있습니까?
A: 용존산소를 90~99% 제거할 수 있습니다. 보일러 급수의 경우 잔류 산소는 일반적으로 필요한 낮은 ppb 수준을 달성하기 위해 화학 제거제로 처리됩니다.

Q: 진공 탈기와 멤브레인 탈기의 차이점은 무엇입니까?
A: 진공 탈기는 저압 용기를 사용하여 가스를 제거합니다. 멤브레인 탈기는 소수성 멤브레인을 사용하여 물에서 가스를 분리합니다. 멤브레인 시스템은 소형이지만 저유량 및 고순도 응용 분야에 더 적합합니다.

Q: 탈기용 액체 링과 건식 스크류 펌프 중에서 어떻게 선택합니까?
A: 액봉식 펌프는 수분을 잘 처리하고 견고하지만 씰 워터를 소비합니다. 건식 스크류 펌프는 에너지 효율적이고 오일이 필요하지 않지만 우수한 액체 분리가 필요합니다. 선택은 수질, 에너지 비용, 유지 관리 자원에 따라 달라집니다.

Q: 진공 탈기기에는 어떤 유지 관리가 필요합니까?
A: 진공 수준, 펌프 전류 및 밀봉 상태를 정기적으로 점검하십시오. 포장이나 트레이에 오염이 있는지 검사해야 합니다. 누출 테스트는 정기적으로 수행되어야 합니다. 스케일링을 방지하려면 수질 전처리가 필요할 수 있습니다.