CN100348505C - 钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法 - Google Patents

钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，取氯化钯溶于蒸馏水中，搅拌溶解，将氯化钯溶液通过装有强酸型阳离子交换树脂的接触塔，交换后用水清洗，在室温下干燥，然后向树脂中通入氢气还原，将含有溶解氧的水自填料塔顶部进入，通过液体分布装置均匀喷洒到整个断面上，填料塔中装有拉西环，底部设有氢气布气装置，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，完成氢气向水中溶解，将溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中，使水通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，去除溶解氧。本发明适用于温度范围广，可在常温下除氧，反应速度快，能将溶解氧从8～10mg/L降至7～100μg/L。

Description

钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法
技术领域
本发明属于水处理方法，尤其是涉及一种钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法。
背景技术
在常温常压下，水中会溶有一定量的氧气(溶解氧)，其浓度一般为8～10mg/L，对于饮用水而言，水中溶解氧浓度越高，说明水质越好，但是对许多工业用水而言，高浓度的溶解氧会造成设备的腐蚀或产品的质量下降。比如，锅炉给水中溶解氧的存在，会加重系统的腐蚀，从而缩短管道和设备的使用寿命，因此在“低压锅炉水质标准”(GB1576-96)，要求蒸发量大于6t/h的蒸汽锅炉和额定功率≥4.2MW的热水锅炉必须装设给水除氧装置；电力工业部1985年颁布的“火力发电厂水汽质量标准”中规定，中压锅炉给水系统(压力为3.82～5.78MPa)的溶解氧≤15μg/L；凝结水含氧量≤50μg/L；高压锅炉(压力为5.88～18.62MPa)给水含氧量≤7μg/L。在半导体工业中，溶解氧含量同样是一个需要严格控制的指标，这是因为水中的溶解氧使电子晶片表面生成一层氧化物，这层氧化物的导电性能将影响产品的性能，所以生产用水中的溶解氧要控制在10μg/L。
传统的溶解氧去除方法有热力除氧、真空除氧、解吸除氧、化学除氧等，但是无论哪种方法，都由于自身的缺陷而存在一定的局限性，如处理成本或基建费用过高，或者处理效果不好，无法将水中的溶解氧去除到10μg/L左右，因此不能满足特种用水的需求。20世纪60年代，西德Bayer公司首先合成了Lewatit-OC1045触媒型除氧树脂，它是以聚苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂为载体，在表面上覆盖一层金属钯微粒，然后经活化处理而制成的。但这种工艺采用载体为阴离子型，树脂上的钯是以金属单质的形式并采用特殊工艺加工而成，工艺过程复杂，制作成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
a、取氯化钯(PdCl2)溶于蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，然后将氯化钯溶液以1～20m/h的流速通过装有强酸型阳离子交换树脂的接触塔，待交换完毕后，以同样的流速用水清洗，除去氯离子(Cl-)以及被置换下来的钠离子(Na+)，在室温下干燥树脂，然后向干燥后的树脂中通入氢气还原0.5～4小时，
b、将含有溶解氧的水自填料塔顶部进入，通过液体分布装置均匀喷洒到整个断面上，
c、填料塔中装有拉西环，底部设有氢气布气装置，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，并在拉西环表面实现气液传质，完成氢气向水中溶解，
d、将在填料塔中溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中，使水以5～40m/h的流速通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低为7～100μg/L。
本发明的优点是：
1、本发明适用于温度范围广，可在常温下除氧，反应速度快，可在1.0～2.9min(分)的接触时间内，能将水中的溶解氧从8～10mg/L降至7～100μg/L，溶解氧去除率达99.9％；
2、本发明适用的pH值范围广；
3、本发明适用于不同的原水水质，即可用于软化水，也可用于一般的自来水，水中的氢气和氧气反应的产物是水，无其它副反应，不生成任何盐类，也不会带入任何杂质，对生产系统无不良影响；
4、本工艺方法，钯离子型催化树脂在系统中只起催化作用，不需要还原或再生，因而不存在再生液的污染问题；
5、本工艺方法中的钯离子型催化树脂为球体，接触塔内的水力特性好，可使用较高的运行流速，其流速为5～40m/h，单位体积树脂处理水量大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
a、取氯化钯(PdCl2)溶于蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，然后将氯化钯溶液以1～20m/h的流速通过装有强酸型阳离子交换树脂的接触塔，待交换完毕后，以同样的流速用水清洗，除去氯离子(Cl-)以及被置换下来的钠离子(Na+)，在室温下干燥树脂，然后向干燥后的树脂中通入氢气还原0.5～4小时，
b、将含有溶解氧的水自填料塔顶部进入，通过液体分布装置均匀喷洒到整个断面上，
c、填料塔中装有拉西环，底部设有氢气布气装置，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，并在拉西环表面实现气液传质，完成氢气向水中溶解，
d、将在填料塔中溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中，使水以5～40m/h的流速通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低为7～100μg/L。
所述的接触塔中钯离子型催化树脂的装填高度为0.5～1.5m。
所述的拉西环的尺寸(直径×高×壁厚)为10～80mm×10～80mm×1～9.5mm。
所述的液体分布装置为管式喷淋器或多孔管式喷淋器或莲蓬头式喷淋器。
所述的氢气分布装置为进气管伸入到填料塔的中心线位置，管端为向下的喇叭口或45°向下的切口。
实施例1
取20克PdCl2溶于10升蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，然后将氯化钯溶液以5m/h的流速通过装有4升强酸型阳离子交换树脂的接触塔，待交换完毕后，以5m/h的流速用水清洗，除去Cl-以及被置换下来的Na+，在室温下干燥树脂，然后向干燥后的树脂中通入氢气还原2.5小时。
将含有溶解氧的水从装有拉西环的填料塔顶部输入并通过液体分布装置将水均匀喷洒到整个横断面上，氢气从填料塔底部安设的氢气布气装置进入塔内部并向塔上部流动，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，并在拉西环表面实现气液传质，完成氢气向水中溶解。将在填料塔中溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中使其以20m/h的流速通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低到10μg/L。
实施例2
取200克PdCl2溶于100升蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，然后将氯化钯溶液以10m/h的流速通过装有40升强酸型阳离子交换树脂的接触塔，待交换完毕后，以10m/h的流速用水清洗，除去Cl-以及被置换下来的Na+，在室温下干燥树脂，然后向干燥后的树脂中通入氢气还原4小时。
将含有溶解氧的水从装有拉西环的填料塔顶部输入并通过液体分布装置将水均匀喷洒到整个横断面上，氢气从填料塔底部安设的氢气布气装置进入塔内部并向塔上部流动，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，并在拉西环表面实现气液传质，完成氢气向水中溶解。将在填料塔中溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中使其以10m/h的流速通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低到10μg/L。

Claims (5)

1.一种钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，其特征在于：
a、取氯化钯(PdCl2)溶于蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，然后将氯化钯溶液以1～20m/h的流速通过装有强酸型阳离子交换树脂的接触塔，待交换完毕后，以同样的流速用水清洗，除去氯离子(Cl-)以及被置换下来的钠离子(Na+)，在室温下干燥树脂，然后向干燥后的树脂中通入氢气还原0.5～4小时，
b、将含有溶解氧的水自填料塔顶部进入，通过液体分布装置均匀喷洒到整个断面上，
c、填料塔中装有拉西环，底部设有氢气布气装置，从顶部喷洒的水与从底部通入的氢气逆向接触，并在拉西环表面实现气液传质，完成氢气向水中溶解，
d、将在填料塔中溶解氢气后的水用泵提升并注入至装有钯离子型催化树脂的接触塔中，使水以5～40m/h的流速通过钯离子型催化树脂，水中的溶解氧和溶解氢在钯离子催化树脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低为7～400μg/L。
2.按照权利要求1所述的钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，其特征在于：所述的接触塔中钯离子型催化树脂的装填高度为0.5～1.5m。
3.按照权利要求1所述的钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，其特征在于：所述的拉西环的直径×高×壁厚为10～80mm×10～80mm×1～9.5mm。
4.按照权利要求1所述的钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，其特征在于：所述的液体分布装置为管式喷淋器或多孔管式喷淋器或莲蓬头式喷淋器。
5.按照权利要求1所述的钯离子型催化树脂加氢除氧工艺方法，其特征在于：所述的氢气分布装置为进气管伸入到填料塔的中心线位置，进气管末端为向下的喇叭口或成45°角向下的切口。
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