原水经氢离子交换后，原水中的阳离子几乎都转变成H+，出水呈酸性，并含有大量的游离CO2气体。这是因出水pH值明显降低，有利于水中碳酸的电离平衡向生成CO2方向移动例如每`1mmol/LHCO3-，可产生44mg/L CO2 。当水中pH值低于4.3时，水中的碳酸几乎全部以游离的CO2形式存在。
水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的气体，根据气体分压定律和亨利定律知，只要降低水面上CO2的分压力就可除去水中溶解的CO2气，这就是除碳器的工作原理。
除二氧化碳的目的
1）减少CO2对给水系统、凝结水系统和锅炉的腐蚀；
2）在氢—钠离子软化脱碱水处理系统中，对并联系统，是为了消除中和后水中产生的CO2；对串联系统，在钠离子交换器前设除碳器，是为了避免含有CO2的水通过钠离子交换器时会产生NaHCO3而使软水碱度重新增加。
3)在离子交换除盐水处理系统中，经H型阳离子交换后的水若若先用除碳器除去水中的CO2后，再流经阴离子交换器，则可以减轻阴离子交换器的负担，延长阴离子交换器的工作时间，同时为阴离子树脂吸附硅酸根创造有利的条件。
