Основные факторы, определяющие концентрацию газов в воде и их равновесное состояние: давление и температура воды, количественный состав газовой смеси, физическая природа газа. Для идеального разбавленного раствора газов в жидкости согласно закону Генри равновесная массовая концентрация газов в растворе с_Г, мг/кг, пропорциональна парци­альному давлению р_г в газовой фазе над раствором:

С_Г=К_Г*р_Г

где К_Г — константа фазового равновесия (константа Генри), мг/(кг-Па), которая изменяется в зависимости от температуры и не зависит от количественного состава и давления в системе.

Полное удаление растворенных в воде газов практически невозможно. Процесс удаления газов из воды происходит до того момента, когда равновесное парциальное давление, соответствующее его концентрации в жидкой фазе, превышает парциальное давление этого газа р_г в газовой фазе над раствором. Следовательно, для деаэрации воды и удаления (десорбции) агрессивных газов необходимо понижать их парциальные давления над жид­костью. Это возможно осуществить либо понижением общего давления газовой смеси над водой, либо перераспределением парциальных давлений газов при постоянном давлении газовой смеси.

Второй, способ универсален и не избирателен по отношению к отдельным газам, присутствующим в воде. Он основан на том, что абсолютное давление над жидкой фазой представляет собой сумму парциальных давлений газов и водяного пара. Следовательно, необходимо увеличить парциальное давление водяных паров над поверхностью воды, добиваясь р_н2о =р, и как следствие этого получить р_г=0. Когда температура воды повышена до температуры насыщения, парциальное давление водяного пара над уровнем воды достигает полного давления над водой, а парциальное давление других газов снижается до нуля, вода освобождается от растворенных в ней газов. Недогрев воды до температуры насыщения при данном давлении увеличивает остаточное содержание в ней газов, в частности кислорода. Термическая деаэрация воды сочетается с ее подогревом в специальном теплообменнике (теплообменные аппараты — http://helpinginer.ru/teploobmennye-apparaty/) — деаэраторе.

По сравнению с удалением О₂ выделение из воды СО2 более сложная задача, так как в процессе подогрева воды количество углекислого газа в ней увеличивается вследствие разложения бикарбонатов и гидролиза обра­зующихся карбонатов.

Рисунок 4- зависимость коэффициента абсорбции от температуры воды для кислорода, углекислого газа и воды.

Рисунок 5-Зависимость растворимости кислорода (а) и углекислого газа (б) в воде от температуры при различных давлениях