Ontgassingstechnieken en keuze, dimensioneringsgrondslagen en kosten van ontgassingssystemen

In (grond)water is in het algemeen een behoorlijke hoeveelheid kooldioxide opgelost, waardoor de concentratie kooldioxide hoger is dan de evenwichtsconcentratie kooldioxide in de omgevingslucht. In contact met lucht zal kooldioxide uit het water overgaan naar de lucht. Deze ontgassing vindt plaats totdat evenwicht is bereikt tussen de concentraties kooldioxide in de fasen water en lucht. De verdelingscofficint, Henry-constante (H) genoemd, bepaalt de ligging van dit fase-evenwicht.

In theorie kan het kooldioxidegehalte met ontgassing worden teruggebracht tot 1 mg/l (100% rendement). Er zou dan een pH van 8,3 worden bereikt. In de praktijk zal het rendement lager zijn. Een rendement van 75% resulteert in een restgehalte van 4 mg/l kooldioxide en een pH van 7,8.

Om de pH voldoende te verhogen moeten de fasen water en lucht intensief met elkaar worden gemengd. Diverse ontgassingssystemen zijn in de loop van de tijd ontwikkeld om dit te realiseren:

- sproeiers (plaat- of hogedruksproeiers);

- cascadebakken;

- plaatbeluchters;

- ontgassingstorens (mee- of tegenstroom).

In de figuur worden de verschillende ontgassingstechnieken schematisch weergegeven.

De keuze voor een bepaald ontgassingssyteem hangt af van de gewenste kooldioxideverwijdering en de kans op vervuiling. In het bijzonder ontgassingstorens zijn erg gevoelig voor vervuiling. De eerste tabel geeft een overzicht van de keuze van het ontgassingssysteem.

In de tweede tabel worden de dimensioneringsgrondslagen van de genoemde ontgassingssystemen weergegeven.

De kosten van de verschillende ontgassingssystemen zijn een ruwe indicatie, waarmee een eerste systeemvergelijking uitgevoerd kan worden. Bij de aangegeven kosten in de laatste tabel zijn de investerings- en energiekosten inbegrepen.

Bron:Handboek procestechnieken en -engineering,  2000.