JP2005254171A

JP2005254171A - 液体からの脱酸素方法

Info

Publication number: JP2005254171A
Application number: JP2004070939A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Miyazawa; 正純宮澤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】脱酸素剤や防錆剤を使わずに、用役水などの溶存酸素を有する液体から溶存酸素を低減させる方法を提供する。
【解決手段】溶存酸素を有する液体Ａを、ガスＢとともにポンプ１１に流入させ、上記ポンプ１１により上記液体Ａと上記ガスＢとを混合させて、次いで気液分離器１２に送り、この気液分離器１２において気相分Ｄを分離することにより、上記液体中の上記溶存酸素量を低減させた脱酸素液体Ｅを得る。
【選択図】図１

Description

この発明は、溶存酸素を有する液体からの脱酸素方法に関する。

ボイラー水や冷却水として用いる用役水は、通常、溶存酸素を含んだ状態であるので、そのまま使用すると、その溶存酸素によって、配管などが腐食される場合がある。そのため、ボイラー水に用いる場合にはヒドラジン等の脱酸素剤を添加して溶存酸素を減少させたり、冷却水に用いる場合には防錆剤を添加したりして、配管などが腐食しないように図っている。

しかし、脱酸素剤や防錆剤を多量に使用することは環境上好ましくなく、また、経済的にも使用量を減らすことが求められる。そこで、脱酸素剤や防錆剤を使用しない脱酸素方法として、図２のように、溶存酸素を有する水ａに窒素ｂを供給して、窒素に酸素を同伴させた気体ｄを、ポンプ１を介在させずに設けた気液分離器２により分離することで、溶存酸素量の減少した脱酸素水ｅを得る方法が、特許文献１や２に記載されている。

特開２００２−３０１３０５号公報特開平７−３１３８０２号公報

しかしながら、単に窒素を供給して抜き出すだけでは、気液分離できる酸素の割合が十分ではないため、大量の窒素を導入する必要があり、効率が悪かった。

そこでこの発明は、脱酸素剤や防錆剤を使わずに、用役水などの溶存酸素を有する液体から溶存酸素量を低減させる方法を提供することを目的とする。

この発明は、溶存酸素を有する液体を、酸素と反応しうるガスとともにポンプに流入させるとその溶存酸素量を低減できることを利用し、すなわち、溶存酸素を有する液体を、酸素と反応しうるガスとともにポンプに流入させ、上記ポンプにより上記液体と上記ガスとを混合させ、次いで気液分離器に送り、この気液分離器において気相分を分離する脱酸素方法により上記の課題を解決したのである。

この発明により、脱酸素剤や防錆剤を使わずに、用役水などの溶存酸素を有する液体からその溶存酸素量を低減させる方法を提供することが出来る。

以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、図１に示すように、溶存酸素を有する液体Ａを、ガスＢとともにポンプ１１に流入させ、上記ポンプ１１により上記液体Ａと上記ガスＢとを混合させ、次いで気液分離器１２に送り、この気液分離器１２において気相分Ｄを分離することにより、上記液体中の溶存酸素量を低減させた脱酸素液体Ｅを得る、液体からの脱酸素方法である。

この発明を用いる上記の溶存酸素を有する液体Ａとしては、特に限定はなく、例えば、ボイラー水や冷却水などとして用いる用役水が挙げられる。これらの液体Ａの中に溶存する酸素を取り除くことによって、上記液体Ａが流れる配管や装置などが腐食することを抑えたり、上記液体Ａを材料とした製品の酸化を抑えたりする等の効果が得られる。特に腐食の防止は、配管や装置などが腐食しやすい炭素鋼等で製造されている場合に効果的である。

上記ガスＢはなんらかの形で酸素と反応しうるガスである必要がある。ただし、この用いるガスＢが上記液体Ａに溶解しすぎると、仮に溶存酸素を取り除けても、液体ＡがガスＢの溶液になってしまうため、用いるガスＢは上記液体Ａへの溶解度が低いほど望ましく、酸素と同程度又はそれ以下の溶解度であるとより望ましい。上記ガスＢとしては、例えば燃料ガス等が挙げられ、この燃料ガスとしては、例えば、メタンやエタンのような炭化水素ガス等が挙げられる。

上記液体Ａを上記ガスＢとともにポンプ１１に流入させることにより、攪拌及び混合のための装置を別に設置することなく、上記ポンプ１１が起こす流動によって上記液体Ａと上記ガスＢとを混合することができる。このとき、上記液体Ａ中の溶存酸素量は、溶存酸素が上記ガスＢと反応して二酸化炭素や水になったり、上記ガスＢに同伴して気相に戻ったりすることによって上記液体Ａ中から減少する。こうして溶存酸素量が減少した液相と、酸素、上記ガス及びその反応物からなる気相とが混合した気液混合流体Ｃを得る。

上記液体Ａと上記ガスＢとの体積混合比は、Ａ／Ｂ＝０．３〜１．０であることが望ましく０．３〜０．５であるとより望ましい。上記ガスＢが多すぎると非効率的となってしまい、一方で、上記ガスＢが少なすぎると、十分な脱酸素効果が得られないおそれがある。

上記ポンプ１１は、その内部に流入物を混合できる機能を有するものであれば、特に種類を制限されるものではない。具体的には、回転型ポンプ、遠心型ポンプ等が挙げられる。

この気液混合流体Ｃを、上記ポンプ１１により生じた圧力を利用して気液分離器１２に送る。この気液分離器１２としては、例えば、膜を利用したもの、真空ポンプを利用したもの、機械的なものなど、特に制限されるものではない。この気液分離器１２により、上記気液混合流体Ｃから気相分Ｄを分離して、溶存酸素量が減少した脱酸素液体Ｅが得られる。

この発明にかかる方法を用いると、液体を循環、供給するとともに、溶存酸素を有する大量の液体から溶存酸素を抜き出すことができる。

また、得られた気相分Ｄは、上記燃料ガスの成分の大半がそのまま残っており、微量の酸素と上記燃料ガスの酸化物質とが加わっているだけであるので、燃料として使用することができる。これにより、使用した上記燃料ガスを無駄に大気中に放出することなく、有効に利用することができる。

（実施例）
図１に記載の工程に、溶存酸素を有する液体として溶存酸素量が８ｐｐｍである水を供給し、酸素と反応しうるガスとしてメタンを供給し、ポンプ（（株）荏原製作所製：ＲＵ４１１１５−０６）により混合し、気液分離器により気相分を分離して、脱酸素液体を得る作業を連続で実施した。ガスと水との体積比を０．３とした場合と０．５とした場合とのそれぞれについて、稼動から１時間おきに得られた脱酸素液体をサンプリングして、溶存酸素濃度を測定した。その結果を表１に示す。

（比較例１）
メタンの代わりに窒素を用いた以外は実施例１と同様の手順により脱酸素液体を製造した。その結果を表１に示す。

（比較例２）
図２に記載の工程に、実施例と同様の水を供給し、窒素を供給して、それ以外は実施例１と同様の条件と手順により脱酸素液体を製造した。その結果を表１に示す。

（結果）
この発明にかかる方法を、メタンを用いて行うと、窒素を使った場合や、従来の方法を用いた場合よりも一桁以上溶存酸素量が少ない脱酸素水を得ることができた。

この発明にかかる脱酸素方法を示すフロー図従来の脱酸素方法例を示すフロー図

符号の説明

１，１１ポンプ
２，１２気液分離器
ａ水
ｂ窒素
ｄ酸素を同伴させた気体
ｅ脱酸素水
Ａ液体
Ｂ酸素と反応しうるガス
Ｃ気液混合流体
Ｄ気相分
Ｅ脱酸素液体

Claims

溶存酸素を有する液体を、酸素と反応しうるガスとともにポンプに流入させ、上記ポンプにより上記液体と上記ガスとを混合させ、次いで気液分離器に送り、上記気液分離器において気相分を分離する、液体からの脱酸素方法。
上記の酸素と反応しうるガスが燃料ガスである、請求項１に記載の脱酸素方法。
上記液体が用役水である、請求項１又は２に記載の脱酸素方法。
上記気相分を燃料として使用する、請求項１乃至３のいずれかに記載の脱酸素方法。