JP2003047950A - 脱酸素及び脱炭酸処理装置並びに処理方法 - Google Patents
脱酸素及び脱炭酸処理装置並びに処理方法Info
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- JP2003047950A JP2003047950A JP2001233787A JP2001233787A JP2003047950A JP 2003047950 A JP2003047950 A JP 2003047950A JP 2001233787 A JP2001233787 A JP 2001233787A JP 2001233787 A JP2001233787 A JP 2001233787A JP 2003047950 A JP2003047950 A JP 2003047950A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水中の溶存酸素及び炭酸ガスのみならず、重
炭酸イオン、炭酸イオンを含めた炭酸成分をも効率的に
除去する。ボイラ、蒸気発生装置等の給水中の溶存酸素
及び炭酸成分を除去して酸素及び炭酸ガスによる系内腐
食を防止する。 【解決手段】 被処理水をｐＨ酸性に調整して水中の炭
酸成分を遊離の二酸化炭素とした後、窒素ガスと接触さ
せて溶存酸素と二酸化炭素を除去し、その後ｐＨ中性に
調整する。窒素ガス供給手段３としては、好ましくは空
気中から窒素を分離する形式の窒素ガス分離装置を用い
る。
炭酸イオン、炭酸イオンを含めた炭酸成分をも効率的に
除去する。ボイラ、蒸気発生装置等の給水中の溶存酸素
及び炭酸成分を除去して酸素及び炭酸ガスによる系内腐
食を防止する。 【解決手段】 被処理水をｐＨ酸性に調整して水中の炭
酸成分を遊離の二酸化炭素とした後、窒素ガスと接触さ
せて溶存酸素と二酸化炭素を除去し、その後ｐＨ中性に
調整する。窒素ガス供給手段３としては、好ましくは空
気中から窒素を分離する形式の窒素ガス分離装置を用い
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中から酸素及び
炭酸成分を除去するための処理装置と処理方法に係り、
特に、ボイラ、蒸気発生装置等の水処理分野において、
給水中の溶存酸素と、炭酸ガス、重炭酸イオン、炭酸イ
オンを効率的に除去するための脱酸素及び脱炭酸処理装
置及び処理方法に関する。
炭酸成分を除去するための処理装置と処理方法に係り、
特に、ボイラ、蒸気発生装置等の水処理分野において、
給水中の溶存酸素と、炭酸ガス、重炭酸イオン、炭酸イ
オンを効率的に除去するための脱酸素及び脱炭酸処理装
置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ等の蒸気発生装置の給水中の溶存
酸素は、給水系、ボイラ、蒸気発生器本体、蒸気復水系
において、鋼材及び銅材等の構成材料を腐食させる。ま
た、給水中の炭酸ガス及び重炭酸イオンが熱分解して生
じる炭酸ガスは蒸気復水系に移行することによって鋼材
及び銅材等の構成材料を腐食させる。
酸素は、給水系、ボイラ、蒸気発生器本体、蒸気復水系
において、鋼材及び銅材等の構成材料を腐食させる。ま
た、給水中の炭酸ガス及び重炭酸イオンが熱分解して生
じる炭酸ガスは蒸気復水系に移行することによって鋼材
及び銅材等の構成材料を腐食させる。
【０００３】従来、水中の溶存気体を除去する装置とし
ては、加熱脱気装置、真空式脱気装置、膜脱気装置が提
供されているが、これらの装置の単独使用では、水中に
溶存している気体状の物質が主に除去されるのみで、重
炭酸イオンのようなイオン状の炭酸成分を除去すること
はできない。また、脱酸素剤も提供されているが、脱酸
素剤を使用した場合には溶存酸素のみしか除去すること
ができない。
ては、加熱脱気装置、真空式脱気装置、膜脱気装置が提
供されているが、これらの装置の単独使用では、水中に
溶存している気体状の物質が主に除去されるのみで、重
炭酸イオンのようなイオン状の炭酸成分を除去すること
はできない。また、脱酸素剤も提供されているが、脱酸
素剤を使用した場合には溶存酸素のみしか除去すること
ができない。
【０００４】溶存酸素と溶存炭酸を除去する装置とし
て、膜脱気装置の前段に酸を添加する手段を設けると共
に後段にアルカリを添加する手段を設けた脱酸素脱炭酸
装置が提案されているが、膜脱気装置を用いる脱気で
は、脱気膜が汚れ等により閉塞し易く、このために差圧
が上昇し、処理を継続することにより所期の処理水量を
得ることができなくなるという欠点がある。また、脱気
膜は耐熱性に劣ることから、高温環境下では処理し得な
いという問題もある。
て、膜脱気装置の前段に酸を添加する手段を設けると共
に後段にアルカリを添加する手段を設けた脱酸素脱炭酸
装置が提案されているが、膜脱気装置を用いる脱気で
は、脱気膜が汚れ等により閉塞し易く、このために差圧
が上昇し、処理を継続することにより所期の処理水量を
得ることができなくなるという欠点がある。また、脱気
膜は耐熱性に劣ることから、高温環境下では処理し得な
いという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は水中の溶存酸
素及び炭酸ガスのみならず、重炭酸イオン、炭酸イオン
を含めた炭酸成分をも効率的に除去することができる脱
酸素及び脱炭酸処理装置及び処理方法を提供することを
目的とする。
素及び炭酸ガスのみならず、重炭酸イオン、炭酸イオン
を含めた炭酸成分をも効率的に除去することができる脱
酸素及び脱炭酸処理装置及び処理方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の脱酸素及び脱炭
酸処理装置は、水中から酸素及び炭酸成分を除去するた
めの処理装置であって、被処理水のｐＨを酸性に調整す
る手段と、酸性に調整された被処理水を窒素ガスと接触
させる手段とを備えてなることを特徴とする。
酸処理装置は、水中から酸素及び炭酸成分を除去するた
めの処理装置であって、被処理水のｐＨを酸性に調整す
る手段と、酸性に調整された被処理水を窒素ガスと接触
させる手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００７】本発明の脱酸素及び脱炭酸処理方法は、水
中から酸素及び炭酸成分を除去するための処理方法であ
って、被処理水のｐＨを酸性に調整した後、窒素ガスと
接触させることを特徴とする。
中から酸素及び炭酸成分を除去するための処理方法であ
って、被処理水のｐＨを酸性に調整した後、窒素ガスと
接触させることを特徴とする。
【０００８】水中の重炭酸イオンや炭酸イオンは、ｐＨ
を酸性側、好ましくはｐＨ６．５以下の酸性側にする
と、下記反応式のように平衡がずれて遊離の二酸化炭素
となる。 ＨＣＯ３ −＋Ｈ＋→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ＣＯ３ ２−＋２Ｈ＋→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
を酸性側、好ましくはｐＨ６．５以下の酸性側にする
と、下記反応式のように平衡がずれて遊離の二酸化炭素
となる。 ＨＣＯ３ −＋Ｈ＋→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ＣＯ３ ２−＋２Ｈ＋→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
【０００９】このように水中の炭酸成分を遊離の二酸化
炭素とした後窒素ガスと接触させることにより、炭酸成
分を炭酸ガスとして効率的に除去することができ、同時
に溶存酸素も除去することができる。
炭素とした後窒素ガスと接触させることにより、炭酸成
分を炭酸ガスとして効率的に除去することができ、同時
に溶存酸素も除去することができる。
【００１０】なお、ｐＨ酸性の脱酸素脱炭酸処理水をボ
イラや蒸気発生装置に給水すると、給水配管等を腐食さ
せる恐れがあることから、本発明において、窒素ガスと
接触した後の水は、ｐＨ中性以上、好ましくはｐＨ６．
５〜９に調整することが好ましい。
イラや蒸気発生装置に給水すると、給水配管等を腐食さ
せる恐れがあることから、本発明において、窒素ガスと
接触した後の水は、ｐＨ中性以上、好ましくはｐＨ６．
５〜９に調整することが好ましい。
【００１１】ところで、窒素ガスの供給手段としては、
従来、液体窒素を貯蔵した窒素ボンベなどが使用されて
きた。しかし、この方式では脱酸素及び脱炭酸処理を行
う場所が、ボイラ室などの閉ざされた場所である場合に
は、窒素ガスと被処理水との接触手段から流出した過剰
の窒素ガスによって酸欠状態になる恐れがある。
従来、液体窒素を貯蔵した窒素ボンベなどが使用されて
きた。しかし、この方式では脱酸素及び脱炭酸処理を行
う場所が、ボイラ室などの閉ざされた場所である場合に
は、窒素ガスと被処理水との接触手段から流出した過剰
の窒素ガスによって酸欠状態になる恐れがある。
【００１２】従って、本発明では、窒素ガス供給手段と
して空気中の窒素を分離して窒素ガスを供給する形式の
ものを用いることが好ましく、このような窒素ガス分離
装置であれば、過剰の窒素ガスが流出しても、これは大
気中に戻されるだけであり、酸欠状態になるという問題
が解決される。
して空気中の窒素を分離して窒素ガスを供給する形式の
ものを用いることが好ましく、このような窒素ガス分離
装置であれば、過剰の窒素ガスが流出しても、これは大
気中に戻されるだけであり、酸欠状態になるという問題
が解決される。
【００１３】本発明は、特にボイラ又は蒸気発生装置の
給水の脱酸素脱炭酸処理に好適であり、本発明によって
得られた脱酸素脱炭酸処理水を給水することにより、ボ
イラ缶内の酸素による腐食や、炭酸ガスによる蒸気復水
系の腐食を効果的に防止することができる。
給水の脱酸素脱炭酸処理に好適であり、本発明によって
得られた脱酸素脱炭酸処理水を給水することにより、ボ
イラ缶内の酸素による腐食や、炭酸ガスによる蒸気復水
系の腐食を効果的に防止することができる。
【００１４】なお、以下において、被処理水をｐＨ酸性
に調整する手段を「ｐＨ酸性調整手段」と称し、ｐＨ酸
性に調整した処理水を窒素ガスと接触させる手段を「窒
素脱気手段」と称し、窒素ガスと接触した後の水のｐＨ
を中性以上に調整する手段を「ｐＨ上昇手段」と称す場
合がある。
に調整する手段を「ｐＨ酸性調整手段」と称し、ｐＨ酸
性に調整した処理水を窒素ガスと接触させる手段を「窒
素脱気手段」と称し、窒素ガスと接触した後の水のｐＨ
を中性以上に調整する手段を「ｐＨ上昇手段」と称す場
合がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の脱酸素及び脱炭酸
処理装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
処理装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】本発明においては、被処理水をまずｐＨ酸
性に調整する。この場合、被処理水のｐＨを４．６以下
とすることにより、被処理水中の炭酸成分のほぼ全量を
遊離の二酸化炭素とすることができるため、後段で窒素
ガスと接触させることによりほぼ全量の炭酸成分を除去
することができる。また、被処理水のｐＨを５．５程度
に調整した場合でも、被処理水中の炭酸成分のうちの約
８５％を遊離の二酸化炭素とすることができ、また、ｐ
Ｈ６．５程度であっても被処理水中の炭酸成分のうち約
４０％は遊離の二酸化炭素となり、これらは窒素ガスに
よる処理で除去することができるため、所望とする炭酸
成分の除去率に応じてｐＨ調整を行えば良い。なお、調
整ｐＨが過度に低くても、それに見合う炭酸成分の炭酸
ガス化の効果は得られず、反面、強酸性水による装置の
腐食の問題や、ｐＨ調整のための酸の使用量が増加する
などの不具合を生じるため、この調整ｐＨは５．０以上
とすることが好ましい。
性に調整する。この場合、被処理水のｐＨを４．６以下
とすることにより、被処理水中の炭酸成分のほぼ全量を
遊離の二酸化炭素とすることができるため、後段で窒素
ガスと接触させることによりほぼ全量の炭酸成分を除去
することができる。また、被処理水のｐＨを５．５程度
に調整した場合でも、被処理水中の炭酸成分のうちの約
８５％を遊離の二酸化炭素とすることができ、また、ｐ
Ｈ６．５程度であっても被処理水中の炭酸成分のうち約
４０％は遊離の二酸化炭素となり、これらは窒素ガスに
よる処理で除去することができるため、所望とする炭酸
成分の除去率に応じてｐＨ調整を行えば良い。なお、調
整ｐＨが過度に低くても、それに見合う炭酸成分の炭酸
ガス化の効果は得られず、反面、強酸性水による装置の
腐食の問題や、ｐＨ調整のための酸の使用量が増加する
などの不具合を生じるため、この調整ｐＨは５．０以上
とすることが好ましい。
【００１７】通常、被処理水としては、市水、工水、井
水、河川水、その他、ボイラや蒸気発生装置の復水等が
用いられ、これらは通常ｐＨ６．５〜８．０程度である
ため、上記ｐＨに調整するためには、酸を添加すれば良
い。
水、河川水、その他、ボイラや蒸気発生装置の復水等が
用いられ、これらは通常ｐＨ６．５〜８．０程度である
ため、上記ｐＨに調整するためには、酸を添加すれば良
い。
【００１８】添加する酸としては塩酸、硫酸、リン酸、
硝酸等の無機酸や、コハク酸、グルコン酸、クエン酸、
リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸、ソルビン酸、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸等の有機酸、或いはカルボン酸
系ポリマーを用いることができる。
硝酸等の無機酸や、コハク酸、グルコン酸、クエン酸、
リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸、ソルビン酸、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸等の有機酸、或いはカルボン酸
系ポリマーを用いることができる。
【００１９】本発明で得られる脱酸素脱炭酸処理水をボ
イラや蒸気発生装置の給水として用いる場合、このｐＨ
調整にリン酸やカルボン酸系ポリマーを用いることによ
り、リン酸、カルボン酸系ポリマーがｐＨ調整のみなら
ず、これらの水系のスケール防止剤としても機能するた
め有利である。また、上記の有機酸のうち、水酸基とカ
ルボキシル基をそれぞれ１つ以上有するか、又はカルボ
キシル基を２つ以上有する、コハク酸、グルコン酸、ク
エン酸、リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸等は、これらの
水系の防食剤としても機能するため、これらの有機酸の
使用も有利である。
イラや蒸気発生装置の給水として用いる場合、このｐＨ
調整にリン酸やカルボン酸系ポリマーを用いることによ
り、リン酸、カルボン酸系ポリマーがｐＨ調整のみなら
ず、これらの水系のスケール防止剤としても機能するた
め有利である。また、上記の有機酸のうち、水酸基とカ
ルボキシル基をそれぞれ１つ以上有するか、又はカルボ
キシル基を２つ以上有する、コハク酸、グルコン酸、ク
エン酸、リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸等は、これらの
水系の防食剤としても機能するため、これらの有機酸の
使用も有利である。
【００２０】これらの酸は１種を単独で用いても良く、
２種以上を併用しても良い。特に、無機酸と有機酸との
併用であれば、ＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４等の無機酸の使用量
を低減して腐食性イオン（Ｃｌ−，ＳＯ４ ２−）の濃度
が上昇することを防ぐことができるという利点がある。
２種以上を併用しても良い。特に、無機酸と有機酸との
併用であれば、ＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４等の無機酸の使用量
を低減して腐食性イオン（Ｃｌ−，ＳＯ４ ２−）の濃度
が上昇することを防ぐことができるという利点がある。
【００２１】酸を添加する代りに、被処理水の全量又は
一部をＨ型強酸性陽イオン交換樹脂に通水することによ
りｐＨ酸性に調整することもできる。また、被処理水の
全量又は一部をＨ型強酸性陽イオン交換樹脂で処理する
と共に酸を添加してｐＨ酸性に調整することもできる。
一部をＨ型強酸性陽イオン交換樹脂に通水することによ
りｐＨ酸性に調整することもできる。また、被処理水の
全量又は一部をＨ型強酸性陽イオン交換樹脂で処理する
と共に酸を添加してｐＨ酸性に調整することもできる。
【００２２】被処理水への酸の添加量やＨ型強酸性陽イ
オン交換樹脂への被処理水の通水量は、ｐＨ酸性調整手
段の出口側にｐＨ計を設置し、このｐＨ計に連動させて
調整しても良いが、被処理水の水質が安定しており、ｐ
Ｈの変動が少ない場合には、このような制御を行わず、
酸の添加量又はＨ型強酸性陽イオン交換樹脂への通水量
は一定でｐＨ調整することもできる。
オン交換樹脂への被処理水の通水量は、ｐＨ酸性調整手
段の出口側にｐＨ計を設置し、このｐＨ計に連動させて
調整しても良いが、被処理水の水質が安定しており、ｐ
Ｈの変動が少ない場合には、このような制御を行わず、
酸の添加量又はＨ型強酸性陽イオン交換樹脂への通水量
は一定でｐＨ調整することもできる。
【００２３】ｐＨ酸性調整手段でｐＨ酸性側に調整され
た被処理水は、次いで窒素脱気手段で窒素ガスと接触さ
せて、水中の溶存酸素及び遊離の二酸化炭素を窒素ガス
側に移行させて除去する。
た被処理水は、次いで窒素脱気手段で窒素ガスと接触さ
せて、水中の溶存酸素及び遊離の二酸化炭素を窒素ガス
側に移行させて除去する。
【００２４】この窒素脱気手段の処理方式としては、窒
素ガスとｐＨ酸性に調整した被処理水とを効率的に接触
させることができるものであれば良く、特に制限はない
が、被処理水を満たしたタンクの下部から窒素ガスを吹
き込む方式、ラシヒリングなどの充填材を充填した窒素
脱気塔に被処理水と窒素ガスとを導入して向流接触させ
る方式、その他、ラインミキシング装置等を用いること
ができる。このような窒素脱気手段は１機のみを用いて
も良く、２機以上を直列に多段に連結して用いても良
く、また並列配置して用いても良い。
素ガスとｐＨ酸性に調整した被処理水とを効率的に接触
させることができるものであれば良く、特に制限はない
が、被処理水を満たしたタンクの下部から窒素ガスを吹
き込む方式、ラシヒリングなどの充填材を充填した窒素
脱気塔に被処理水と窒素ガスとを導入して向流接触させ
る方式、その他、ラインミキシング装置等を用いること
ができる。このような窒素脱気手段は１機のみを用いて
も良く、２機以上を直列に多段に連結して用いても良
く、また並列配置して用いても良い。
【００２５】窒素脱気手段で用いる窒素ガスとしては、
純度が高い程脱酸素及び脱炭酸効率に優れることから、
純度９８％以上、特に純度９９％以上、とりわけ純度９
９．５％以上の窒素ガスを用いるのが好ましい。
純度が高い程脱酸素及び脱炭酸効率に優れることから、
純度９８％以上、特に純度９９％以上、とりわけ純度９
９．５％以上の窒素ガスを用いるのが好ましい。
【００２６】また、窒素ガスの使用量は、要求される脱
酸素及び脱炭酸の程度、用いる窒素脱気手段の型式等に
よっても異なるが、概ね被処理水量の１〜５００％（体
積割合（Ｎｍ３−窒素ガス／ｍ３−被処理水×１００
％））、特に１０〜２００％とするのが好ましい。
酸素及び脱炭酸の程度、用いる窒素脱気手段の型式等に
よっても異なるが、概ね被処理水量の１〜５００％（体
積割合（Ｎｍ３−窒素ガス／ｍ３−被処理水×１００
％））、特に１０〜２００％とするのが好ましい。
【００２７】窒素ガス発生源としては、特に制限はな
く、液体窒素を貯蔵した窒素ボンベなども使用すること
ができるが、前述の如く、窒素脱気手段から流出した過
剰の窒素ガスによる酸欠の問題を回避するために、空気
中の窒素を分離して窒素ガスを供給する形式のものを用
いることが好ましい。このような窒素ガス分離装置であ
れば、流出した過剰の窒素ガスが大気中に戻されるだけ
であり、酸欠状態になるという問題が解決される。
く、液体窒素を貯蔵した窒素ボンベなども使用すること
ができるが、前述の如く、窒素脱気手段から流出した過
剰の窒素ガスによる酸欠の問題を回避するために、空気
中の窒素を分離して窒素ガスを供給する形式のものを用
いることが好ましい。このような窒素ガス分離装置であ
れば、流出した過剰の窒素ガスが大気中に戻されるだけ
であり、酸欠状態になるという問題が解決される。
【００２８】ここで、空気中から窒素を分離する手段と
しては、例えば、ＰＳＡ (PressureSwing Adsorption)
方式や窒素分離膜を使用することができる。
しては、例えば、ＰＳＡ (PressureSwing Adsorption)
方式や窒素分離膜を使用することができる。
【００２９】ＰＳＡ方式の窒素ガス分離装置としては、
高性能吸着剤である分子篩炭を利用したものが提供され
ている。即ち、通常の活性炭では、空気中の窒素と酸素
を分離することはできないが、分子篩炭 (Molecular Si
eving Carbon) であれば、窒素（４．２×３．０Å）と
酸素（３．８×２．８Å）の分子の大きさによる吸着速
度の差を利用してこれらを分離することができる。
高性能吸着剤である分子篩炭を利用したものが提供され
ている。即ち、通常の活性炭では、空気中の窒素と酸素
を分離することはできないが、分子篩炭 (Molecular Si
eving Carbon) であれば、窒素（４．２×３．０Å）と
酸素（３．８×２．８Å）の分子の大きさによる吸着速
度の差を利用してこれらを分離することができる。
【００３０】分子篩炭による窒素ガス分離装置では、吸
着初期の酸素と窒素の初期吸着速度差が大きいため、吸
着初期の１〜２分で酸素と窒素とを効率的に分離するこ
とができる。この吸着時に、加圧すると分子の小さい酸
素が吸着され、減圧すると吸着した酸素が脱着されるた
め、分子篩炭を充填した２つの槽で吸着・脱着を交互に
繰り返すことにより、連続して高純度の窒素ガスを分離
することができる。
着初期の酸素と窒素の初期吸着速度差が大きいため、吸
着初期の１〜２分で酸素と窒素とを効率的に分離するこ
とができる。この吸着時に、加圧すると分子の小さい酸
素が吸着され、減圧すると吸着した酸素が脱着されるた
め、分子篩炭を充填した２つの槽で吸着・脱着を交互に
繰り返すことにより、連続して高純度の窒素ガスを分離
することができる。
【００３１】また、窒素分離膜を用いた装置は、空気を
圧縮して膜ユニット（中空糸膜）に送り込み、膜を透過
し易い水分、酸素、炭酸ガスなどを選択的に膜透過させ
て放出し、膜を透過しなかった窒素を回収するものであ
り、このような窒素分離膜装置であっても、高純度の窒
素ガスを分離することができる。
圧縮して膜ユニット（中空糸膜）に送り込み、膜を透過
し易い水分、酸素、炭酸ガスなどを選択的に膜透過させ
て放出し、膜を透過しなかった窒素を回収するものであ
り、このような窒素分離膜装置であっても、高純度の窒
素ガスを分離することができる。
【００３２】窒素脱気手段で窒素ガスと接触させて酸素
及び炭酸成分を除去した酸性の脱酸素脱炭酸処理水は、
配管等を腐食させる恐れがあることから、ｐＨを中性以
上、好ましくは６．５〜９に調整することが望ましい。
特に、この脱酸素脱炭酸処理水をボイラや蒸気発生装置
の給水とする場合には、缶内の防食のためにアルカリ性
に調整することが望ましい。
及び炭酸成分を除去した酸性の脱酸素脱炭酸処理水は、
配管等を腐食させる恐れがあることから、ｐＨを中性以
上、好ましくは６．５〜９に調整することが望ましい。
特に、この脱酸素脱炭酸処理水をボイラや蒸気発生装置
の給水とする場合には、缶内の防食のためにアルカリ性
に調整することが望ましい。
【００３３】このｐＨ調整のためには、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アルキルアミン等のアルカリ剤の
１種又は２種以上を添加すれば良い。
ム、水酸化カリウム、アルキルアミン等のアルカリ剤の
１種又は２種以上を添加すれば良い。
【００３４】本発明で得られる脱酸素脱炭酸処理水をボ
イラや蒸気発生装置の給水として用いる場合には、この
ｐＨ調整に当たりアルキルアミンを用いると、添加され
たアルキルアミンが蒸気系で揮発して蒸気復水配管の防
食剤として機能するため、有利である。
イラや蒸気発生装置の給水として用いる場合には、この
ｐＨ調整に当たりアルキルアミンを用いると、添加され
たアルキルアミンが蒸気系で揮発して蒸気復水配管の防
食剤として機能するため、有利である。
【００３５】アルカリを添加する代りに、脱酸素脱炭酸
処理水の全量又は一部をＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹
脂に通水することによりｐＨ中性ないしアルカリ性に調
整することもできる。また、このようなＯＨ型強塩基性
陰イオン交換樹脂による処理とアルカリの添加とを併用
しても良い。
処理水の全量又は一部をＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹
脂に通水することによりｐＨ中性ないしアルカリ性に調
整することもできる。また、このようなＯＨ型強塩基性
陰イオン交換樹脂による処理とアルカリの添加とを併用
しても良い。
【００３６】脱酸素脱炭酸処理水へのアルカリの添加量
やＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂への脱酸素脱炭酸処
理水の通水量は、ｐＨ上昇手段の出口側にｐＨ計を設置
し、このｐＨ計に連動させて調整しても良いが、脱酸素
脱炭酸処理水の水質が安定しており、ｐＨの変動が少な
い場合には、このような制御を行わず、アルカリの添加
量又はＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂への通水量は一
定でｐＨ調整することもできる。
やＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂への脱酸素脱炭酸処
理水の通水量は、ｐＨ上昇手段の出口側にｐＨ計を設置
し、このｐＨ計に連動させて調整しても良いが、脱酸素
脱炭酸処理水の水質が安定しており、ｐＨの変動が少な
い場合には、このような制御を行わず、アルカリの添加
量又はＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂への通水量は一
定でｐＨ調整することもできる。
【００３７】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００３８】実施例１
図１に示す本発明の脱酸素及び脱炭酸処理装置により、
下記水質の軟化水（水温３０℃）を原水として脱酸素及
び脱炭酸処理を行った。 ［原水水質］ 溶存酸素（ＤＯ）濃度：８ｍｇ／Ｌ Ｍアルカリ度：５０ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ ｐＨ：７．８
下記水質の軟化水（水温３０℃）を原水として脱酸素及
び脱炭酸処理を行った。 ［原水水質］ 溶存酸素（ＤＯ）濃度：８ｍｇ／Ｌ Ｍアルカリ度：５０ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ ｐＨ：７．８
【００３９】図１の脱酸素及び脱炭酸処理装置におい
て、１は窒素脱気塔（直径４００ｍｍ，高さ１８００ｍ
ｍ）であり、内部にネットリング（直径２５ｍｍ，長さ
２５ｍｍ）の充填層２が形成されている。３は窒素発生
装置、４は酸貯蔵タンク、５はアルカリ貯蔵タンクであ
る。Ｐ１は酸添加ポンプ、Ｐ２はアルカリ添加ポンプ、
Ｐ３は処理水ポンプである。
て、１は窒素脱気塔（直径４００ｍｍ，高さ１８００ｍ
ｍ）であり、内部にネットリング（直径２５ｍｍ，長さ
２５ｍｍ）の充填層２が形成されている。３は窒素発生
装置、４は酸貯蔵タンク、５はアルカリ貯蔵タンクであ
る。Ｐ１は酸添加ポンプ、Ｐ２はアルカリ添加ポンプ、
Ｐ３は処理水ポンプである。
【００４０】原水を原水ライン１１に２ｍ３／ｈｒの速
度で供給し、この原水ライン１１に酸添加ラインから硫
酸水溶液（１０重量％）を添加して、窒素脱気塔１の散
水ノズル１３の直前で原水のｐＨが５．５となるように
調整した。ｐＨ調整した原水を散水ノズル１３から窒素
脱気塔１の上部に２ｍ３／ｈｒの速度で供給し、ネット
リングの充填層２の上に散水した。一方、窒素発生装置
３で発生させた純度９９．９％の窒素ガスを、窒素供給
ライン１４から供給し、窒素脱気塔１の下部の散水ノズ
ル１５から１Ｎｍ３／ｈｒの速度で噴出させた。この窒
素ガス供給量は原水量の０．５倍（５０％）（Ｎｍ３／
ｍ３）である。
度で供給し、この原水ライン１１に酸添加ラインから硫
酸水溶液（１０重量％）を添加して、窒素脱気塔１の散
水ノズル１３の直前で原水のｐＨが５．５となるように
調整した。ｐＨ調整した原水を散水ノズル１３から窒素
脱気塔１の上部に２ｍ３／ｈｒの速度で供給し、ネット
リングの充填層２の上に散水した。一方、窒素発生装置
３で発生させた純度９９．９％の窒素ガスを、窒素供給
ライン１４から供給し、窒素脱気塔１の下部の散水ノズ
ル１５から１Ｎｍ３／ｈｒの速度で噴出させた。この窒
素ガス供給量は原水量の０．５倍（５０％）（Ｎｍ３／
ｍ３）である。
【００４１】窒素脱気塔１で窒素ガスと向流接触するこ
とにより脱酸素及び脱炭酸処理された処理水は、窒素脱
気塔１の下部の処理水排出ライン１６から排出した。こ
の処理水排出ライン１６には、アルカリ添加ライン１７
より水酸化ナトリウム水溶液（１０重量％）を添加し
て、ｐＨを８．０に調整した。ｐＨ調整後の脱酸素脱炭
酸処理水はポンプＰ３により排出した。
とにより脱酸素及び脱炭酸処理された処理水は、窒素脱
気塔１の下部の処理水排出ライン１６から排出した。こ
の処理水排出ライン１６には、アルカリ添加ライン１７
より水酸化ナトリウム水溶液（１０重量％）を添加し
て、ｐＨを８．０に調整した。ｐＨ調整後の脱酸素脱炭
酸処理水はポンプＰ３により排出した。
【００４２】この処理で原水から除去した酸素と二酸化
炭素を含む窒素ガスは、窒素脱気塔１の上部の窒素ガス
排出ライン１８より排出した。
炭素を含む窒素ガスは、窒素脱気塔１の上部の窒素ガス
排出ライン１８より排出した。
【００４３】得られた脱酸素脱炭酸処理水は、ＤＯ濃度
０．１ｍｇ／Ｌ以下、Ｍアルカリ度５ｍｇ−ＣａＣＯ３
／Ｌ以下の良好な水質を示した。
０．１ｍｇ／Ｌ以下、Ｍアルカリ度５ｍｇ−ＣａＣＯ３
／Ｌ以下の良好な水質を示した。
【００４４】なお、窒素発生装置３としては、空気中か
ら窒素を分離する窒素ガス分離装置を用いたため、窒素
脱気塔１から流出する余剰の窒素ガスによる酸欠の問題
は全く生じなかった。
ら窒素を分離する窒素ガス分離装置を用いたため、窒素
脱気塔１から流出する余剰の窒素ガスによる酸欠の問題
は全く生じなかった。
【００４５】実施例２
図２に示す本発明の脱酸素及び脱炭酸処理装置により、
実施例１で処理したものと同水質の軟化水を原水として
脱酸素及び脱炭酸処理を行った。
実施例１で処理したものと同水質の軟化水を原水として
脱酸素及び脱炭酸処理を行った。
【００４６】この脱酸素及び脱炭酸処理装置は、窒素脱
気塔の代りにラインミキシング装置６，７を２機直列に
連結した点が図１に示す脱酸素及び脱炭酸処理装置と異
なり、図１に示す脱酸素及び脱炭酸処理装置と同一機能
を奏する部材には同一符号を付してある。
気塔の代りにラインミキシング装置６，７を２機直列に
連結した点が図１に示す脱酸素及び脱炭酸処理装置と異
なり、図１に示す脱酸素及び脱炭酸処理装置と同一機能
を奏する部材には同一符号を付してある。
【００４７】ラインミキシング装置６，７は、それぞれ
ラインミキサー６Ａ，７Ａと、処理水槽６Ｂ，７Ｂを有
し、窒素発生装置３からの窒素ガスは、１Ｎｍ３／ｈｒ
の流量で第２のラインミキシング装置７の処理水槽７Ｂ
から導入され、ラインミキサー７Ａから窒素移送ライン
１９を経て第２のラインミキシング装置６の処理水槽６
Ｂに導入され、ラインミキサー６Ａから窒素ガス排出ラ
イン１８より排出される。
ラインミキサー６Ａ，７Ａと、処理水槽６Ｂ，７Ｂを有
し、窒素発生装置３からの窒素ガスは、１Ｎｍ３／ｈｒ
の流量で第２のラインミキシング装置７の処理水槽７Ｂ
から導入され、ラインミキサー７Ａから窒素移送ライン
１９を経て第２のラインミキシング装置６の処理水槽６
Ｂに導入され、ラインミキサー６Ａから窒素ガス排出ラ
イン１８より排出される。
【００４８】原水は酸が添加されてｐＨ５．５に調整さ
れた後、第１のラインミキシング装置６のラインミキサ
ー６Ａに２ｍ３／ｈｒで導入され、窒素ガスと接触した
後処理水槽６Ｂを経て一次処理水ポンプＰ４により１次
処理水ライン２０から第２のラインミキシング装置７の
ラインミキサー７Ａに導入される。このラインミキサー
７Ａで更に窒素ガスと接触した後、処理水槽７Ｂを経て
ポンプＰ３により排出される。この処理水排出ライン１
６にはアルカリが添加され、排出される処理水のｐＨは
８．０に調整される。
れた後、第１のラインミキシング装置６のラインミキサ
ー６Ａに２ｍ３／ｈｒで導入され、窒素ガスと接触した
後処理水槽６Ｂを経て一次処理水ポンプＰ４により１次
処理水ライン２０から第２のラインミキシング装置７の
ラインミキサー７Ａに導入される。このラインミキサー
７Ａで更に窒素ガスと接触した後、処理水槽７Ｂを経て
ポンプＰ３により排出される。この処理水排出ライン１
６にはアルカリが添加され、排出される処理水のｐＨは
８．０に調整される。
【００４９】得られた脱酸素脱炭酸処理水は、ＤＯ濃度
０．１ｍｇ／Ｌ以下、Ｍアルカリ度５ｍｇ−ＣａＣＯ３
／Ｌ以下の良好な水質を示した。
０．１ｍｇ／Ｌ以下、Ｍアルカリ度５ｍｇ−ＣａＣＯ３
／Ｌ以下の良好な水質を示した。
【００５０】比較例１
実施例１において、窒素脱気塔１の入口側の酸添加によ
るｐＨ調整と、出口側のアルカリ添加によるｐＨ調整を
行わなかったこと以外は同様にして処理を行ったとこ
ろ、得られた脱酸素脱炭酸処理水のＤＯ濃度は．０．１
ｍｇ／Ｌであったが、Ｍアルカリ度は４４ｍｇ−ＣａＣ
Ｏ３／Ｌであり、炭酸成分を十分に除去することはでき
なかった。
るｐＨ調整と、出口側のアルカリ添加によるｐＨ調整を
行わなかったこと以外は同様にして処理を行ったとこ
ろ、得られた脱酸素脱炭酸処理水のＤＯ濃度は．０．１
ｍｇ／Ｌであったが、Ｍアルカリ度は４４ｍｇ−ＣａＣ
Ｏ３／Ｌであり、炭酸成分を十分に除去することはでき
なかった。
【００５１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱酸素及び
脱炭酸処理装置によれば、水中の溶存酸素及び炭酸ガス
のみならず、重炭酸イオン、炭酸イオンを含めた炭酸成
分をも効率的に除去することができる。
脱炭酸処理装置によれば、水中の溶存酸素及び炭酸ガス
のみならず、重炭酸イオン、炭酸イオンを含めた炭酸成
分をも効率的に除去することができる。
【００５２】このため、本発明により得られた脱酸素脱
炭酸処理水をボイラや蒸気発生装置の給水として用いる
ことにより、ボイラ缶内の酸素による腐食や、炭酸ガス
による蒸気復水系等の腐食を効率的に防止することがで
きる。
炭酸処理水をボイラや蒸気発生装置の給水として用いる
ことにより、ボイラ缶内の酸素による腐食や、炭酸ガス
による蒸気復水系等の腐食を効率的に防止することがで
きる。
【図１】実施例１で用いた脱酸素及び脱炭酸処理装置を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図２】実施例２で用いた脱酸素及び脱炭酸処理装置を
示す系統図である。
示す系統図である。
１ 窒素脱気塔
２ 充填層
３ 窒素発生装置
４ 酸貯蔵タンク
５ アルカリ貯蔵タンク
６，７ ラインミキシング装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D011 AA11 AA15 AB01 AB03 AB06
AB07 AD01
4D037 AA08 AB11 BA23 BB05 CA14
Claims (10)
- 【請求項１】 水中から酸素及び炭酸成分を除去するた
めの処理装置であって、被処理水のｐＨを酸性に調整す
る手段と、酸性に調整された被処理水を窒素ガスと接触
させる手段とを備えてなることを特徴とする脱酸素及び
脱炭酸処理装置。 - 【請求項２】 請求項１において、酸性に調整された被
処理水を窒素ガスと接触させる手段の後段に、窒素ガス
と接触した後の水のｐＨを中性以上に調整する手段を設
けたことを特徴とする脱酸素及び脱炭酸処理装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、酸性に調整さ
れた被処理水を窒素ガスと接触させる手段に窒素ガスを
供給する手段が、空気中から窒素を分離する形式の窒素
ガス分離装置よりなることを特徴とする脱酸素及び脱炭
酸処理装置。 - 【請求項４】 水中から酸素及び炭酸成分を除去するた
めの処理方法であって、被処理水のｐＨを酸性に調整し
た後、窒素ガスと接触させることを特徴とする脱酸素及
び脱炭酸処理方法。 - 【請求項５】 請求項４において、窒素ガスと接触した
後の水のｐＨを中性以上に調整することを特徴とする脱
酸素及び脱炭酸処理方法。 - 【請求項６】 請求項５において、窒素ガスと接触した
後の水のｐＨを６．５〜９に調整することを特徴とする
脱酸素及び脱炭酸処理方法。 - 【請求項７】 請求項４ないし６のいずれか１項におい
て、被処理水をｐＨ６．５以下に調整した後、窒素ガス
と接触させることを特徴とする脱酸素及び脱炭酸処理方
法。 - 【請求項８】 請求項４ないし７のいずれか１項におい
て、空気中から窒素を分離する形式の窒素ガス分離装置
から窒素ガスを供給することを特徴とする脱酸素及び脱
炭酸処理方法。 - 【請求項９】 請求項４ないし８のいずれか１項におい
て、脱酸素及び脱炭酸処理水がボイラ又は蒸気発生装置
に供給されることを特徴とする脱酸素及び脱炭酸処理方
法。 - 【請求項１０】 請求項４ないし９のいずれか１項にお
いて、被処理水のｐＨを酸性にするために、該被処理水
に添加される酸が、水酸基とカルボキシル基をそれぞれ
１つ以上有する有機酸、又はカルボキシル基を２つ以上
有する有機酸のうち、いずれかを含むことを特徴とする
脱酸素及び脱炭酸処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233787A JP2003047950A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 脱酸素及び脱炭酸処理装置並びに処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233787A JP2003047950A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 脱酸素及び脱炭酸処理装置並びに処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003047950A true JP2003047950A (ja) | 2003-02-18 |
Family
ID=19065518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001233787A Pending JP2003047950A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 脱酸素及び脱炭酸処理装置並びに処理方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003047950A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004108602A1 (fr) * | 2003-06-10 | 2004-12-16 | Sergey Kontsevoy | Procede de pretraitement d'eau d'appoint destinee a alimenter des reseaux thermiques |
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-
2001
- 2001-08-01 JP JP2001233787A patent/JP2003047950A/ja active Pending
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