真空除氧的工作原理是应用亨利定律和道尔顿定律，根据亨利定律可知，在封闭容器中，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。在100℃时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样，水面上空间氧气分子被排出，或转变成其它气体，从而氧的分压力为零，水中氧气就不断地逸出，达到除氧的效果。
这种除氧方法一般在30℃～60℃温度下进行。可实现水面低温状态下除氧(在60℃或常温)，对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉，均可用真空除氧而获得满意的除氧效果。相对于热力除氧技术来说：它的加热条件要求很低，锅炉房自耗汽量减少，并且真空除氧器可低位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高。
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