JP2008119611A - ガス溶解洗浄水の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定ガスを大気圧に対して加圧条件下で水に過飽和に溶解させる加圧溶解部と、特定ガスの過飽和分を除去する過飽和分除去部を有するガス溶解洗浄水の製造装置において、加圧溶解部の一次側に気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部を有し、その気相室に特定ガスを給気するガス溶解洗浄水の製造装置、及び、貯留槽、水圧送ポンプ、異物を除去する浄化手段、加圧溶解部、過飽和分除去部を有する装置を用いるガス溶解洗浄水の製造方法において、加圧溶解部の一次側又は過飽和分除去部の二次側の溶存ガス濃度を測定し、その測定値に応じて、加圧溶解部に給気する特定ガスの流量又は圧力を調整し、所定濃度の特定ガス溶解水を発生させるガス溶解洗浄水の製造方法。
【選択図】図2
Description
(1)特定ガスを大気圧に対して加圧条件下で水に過飽和に溶解させる加圧溶解部と、特定ガスの過飽和分を除去する過飽和分除去部を有するガス溶解洗浄水の製造装置において、加圧溶解部の一次側に気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部を有し、その気相室に特定ガスを給気することを特徴とするガス溶解洗浄水の製造装置、
(2)過飽和分除去部が、気体透過膜モジュールを有し、その気相室に大気圧を超えることなく特定ガスを給気する特定ガス給気配管を接続してなる(1)記載のガス溶解洗浄水の製造装置、
(3)予備溶解部の気体透過膜モジュールに給気する特定ガスの一部又は全部に、過飽和分除去部にて除去された排気ガスを用いる(1)記載のガス溶解洗浄水の製造装置、
(4)過飽和分除去部にて除去された排気ガスが、過飽和分除去部の気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気した後に過飽和分除去部から排気される排気ガスである(3)記載のガス溶解洗浄水の製造装置、
(5)特定ガスを溶解させたガス溶解洗浄水で被洗浄物を洗浄した後の排水を貯留する貯留槽、該貯留槽の水を圧送するポンプ、水中に存在する洗浄に実質的に影響を与える異物を除去する浄化手段、特定ガスを加圧溶解させる加圧溶解部、特定ガスの過飽和分を除去する過飽和分除去部を有する洗浄水の循環機構を有するガス溶解洗浄水の製造装置を用いるガス溶解洗浄水の製造方法において、加圧溶解部の一次側又は過飽和分除去部の二次側の溶存ガス濃度を測定し、その測定値に応じて、加圧溶解部に給気する特定ガスの流量又は圧力を調整し、所定濃度の特定ガス溶解水を発生させることを特徴とするガス溶解洗浄水の製造方法、
(6)加圧溶解部の一次側に気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部を有し、その気相室に特定ガスを給気する(5)記載のガス溶解洗浄水の製造方法、
(7)過飽和分除去部が気体透過膜モジュールを有しており、この気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気する(5)記載のガス溶解洗浄水の製造方法、
(8)予備溶解部の気体透過膜モジュールに給気する特定ガスの一部又は全部に、過飽和分除去部にて除去された排気ガスを用いる(6)記載のガス溶解洗浄水の製造方法、
(9)過飽和分除去部にて除去された排気ガスが、過飽和分除去部の気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気した後に過飽和分除去部から排気される排気ガスである(8)記載のガス溶解洗浄水の製造方法、及び、
(10)予備溶解部の一次側又は過飽和分除去部の二次側の溶存ガス濃度を測定し、その測定値に応じて予備溶解部又は過飽和分除去部に給気する特定ガスの流量を調整し、所定濃度の特定ガス溶解水を発生させる(6)記載のガス溶解洗浄水の製造方法、
を提供するものである。
実施例1
図2に工程を示す装置を用いて、水素溶解洗浄水を製造した。
貯留槽1に、洗浄排水返送管2を経由して、洗浄処理槽3において被洗浄物を洗浄した後の排水及び洗浄に使用されなかった水素溶解洗浄水が返送される。貯留槽には、補給水配管4から、補給水が供給される。貯留槽には窒素配管5が設けられ、貯留槽上部の空間の水素が窒素によりパージされる。貯留槽は圧力調整機構6を有し、貯留槽内部が陽圧に保たれる。
貯留槽より、圧送ポンプ7により、送水量80L/min、送水圧力0.2MPaで水を送り出した。熱交換器8により冷却して水温を25℃に調節したのち、フィルター[栗田工業(株)、UFモジュール、KU−1510HUT]9に通して、水中に存在する異物を除去した。溶存水素モニター10により溶存水素濃度を測定し、気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部11に通水した。予備溶解部の気体透過膜モジュールの気相室には、過飽和分除去部20において除去された水素を含む排気ガスを給気した。水素を含む排気ガスの流量は、流量制御弁12を全開、13を全閉とし、過飽和分除去部の排気ガスを全量供給するように制御した。予備溶解部より排出される排気ガスは、水素燃焼触媒塔15を通して無害化し、大気中に排出した。
予備溶解部から流出する水は、加圧溶解部16の気体透過膜モジュールに供給した。加圧溶解部の気体透過膜モジュールの気相室には、水素発生器17で発生する水素を、圧力調整弁18と圧力計19を用いて、圧力0.1MPaで供給した。
加圧溶解部から流出する水素溶解水は、過飽和分除去部20の気体透過膜モジュールに供給した。過飽和分除去部の気体透過膜モジュールの気相室には、水素発生器17で発生する水素を、流量制御弁22と流量計23を用いて、洗浄処理槽の運転中は0.720L(標準状態)/min(通水流量に対して0.5飽和分の水素に相当)供給し、洗浄処理槽の停止中は、水素の供給を停止(通水流量に対して0飽和分の水素に相当)した。
過飽和分除去部から流出する水素溶解洗浄水は、溶存水素モニター21により溶存水素濃度を測定し、洗浄処理槽3に送った。
上記の条件による運転により、洗浄処理槽に供給される水素溶解洗浄水の溶存水素濃度は、目標とする1.25mg/Lを保つことができた。予備溶解部の一次側の水の溶存水素濃度は、洗浄処理中は0.2mg/Lであり、洗浄を実施していない待機中は0.8mg/Lであった。これは、洗浄中は洗浄処理槽で洗浄水に超音波が印加されたり、被洗浄物とそれを保持する治具が揺動したりすることにより、溶存している水素が洗浄処理槽から気相へ移動し溶存濃度が低下することに起因すると考えられる。供給した水素量をまとめると、洗浄処理中は1.5飽和分(2.15L(標準状態)/min)、待機中は1.0飽和分(1.43L(標準状態)/min)で、溶存水素濃度1.25mg/Lの水素溶解洗浄水を供給することができた。
図3に示す加圧溶解部24、26と、過飽和分除去部25、27の組み合わせ2組を有する水素溶解洗浄水の製造装置を用いて、水素溶解洗浄水を製造した。図2に示す装置の予備溶解部から過飽和分除去部までを、図3に示す加圧溶解部と過飽和分除去部の組み合わせ2組で置き換えた以外、その他の装置は同一である。
図3に示す加圧溶解部と過飽和分除去部を有する装置を用いて、溶存水素濃度1.25mg/L以上で送水することとした。水素の圧力が0.1MPaであり、また、洗浄処理中の返送濃度が0.2mg/Lまで落ちていたため、溶存水素濃度1.25mg/Lの水素溶解洗浄水を得るためには、加圧溶解部と過飽和分除去部の組み合わせを直列2段に配置する必要があった。給気する水素量は、加圧溶解部が2か所あるので、全部で2.0飽和分が必要であった。このとき送水する水素溶解洗浄水の溶存水素濃度は、洗浄処理中は1.25mg/Lとなり、洗浄を実施していない待機中は1.40mg/Lとなった。
実施例1及び比較例1の結果を、第1表に示す。
2 洗浄排水返送管
3 洗浄処理槽
4 補給水配管
5 窒素配管
6 圧力調整機構
7 圧送ポンプ
8 熱交換器
9 純化手段
10 溶存ガスモニター
11 予備溶解部
12 流量制御弁
13 流量制御弁
14 流量計
15 ガス燃焼触媒塔
16 加圧溶解部
17 特定ガス供給源
18 圧力調整弁
19 圧力計
20 過飽和分除去部
21 溶存ガスモニター
22 流量制御弁
23 流量計
24 加圧溶解部
25 過飽和分除去部
26 加圧溶解部
27 過飽和分除去部
(なお、実施例の説明においては、特定ガス又はガスを水素と読み替え、純化手段をフィルターと読み替えるものとする。)
Claims (10)
- 特定ガスを大気圧に対して加圧条件下で水に過飽和に溶解させる加圧溶解部と、特定ガスの過飽和分を除去する過飽和分除去部を有するガス溶解洗浄水の製造装置において、加圧溶解部の一次側に気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部を有し、その気相室に特定ガスを給気することを特徴とするガス溶解洗浄水の製造装置。
- 過飽和分除去部が、気体透過膜モジュールを有し、その気相室に大気圧を超えることなく特定ガスを給気する特定ガス給気配管を接続してなる請求項1記載のガス溶解洗浄水の製造装置。
- 予備溶解部の気体透過膜モジュールに給気する特定ガスの一部又は全部に、過飽和分除去部にて除去された排気ガスを用いる請求項1記載のガス溶解洗浄水の製造装置。
- 過飽和分除去部にて除去された排気ガスが、過飽和分除去部の気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気した後に過飽和分除去部から排気される排気ガスである請求項3記載のガス溶解洗浄水の製造装置。
- 特定ガスを溶解させたガス溶解洗浄水で被洗浄物を洗浄した後の排水を貯留する貯留槽、該貯留槽の水を圧送するポンプ、水中に存在する洗浄に実質的に影響を与える異物を除去する浄化手段、特定ガスを加圧溶解させる加圧溶解部、特定ガスの過飽和分を除去する過飽和分除去部を有する洗浄水の循環機構を有するガス溶解洗浄水の製造装置を用いるガス溶解洗浄水の製造方法において、加圧溶解部の一次側又は過飽和分除去部の二次側の溶存ガス濃度を測定し、その測定値に応じて、加圧溶解部に給気する特定ガスの流量又は圧力を調整し、所定濃度の特定ガス溶解水を発生させることを特徴とするガス溶解洗浄水の製造方法。
- 加圧溶解部の一次側に気体透過膜モジュールを備えた予備溶解部を有し、その気相室に特定ガスを給気する請求項5記載のガス溶解洗浄水の製造方法。
- 過飽和分除去部が気体透過膜モジュールを有しており、この気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気する請求項5記載のガス溶解洗浄水の製造方法。
- 予備溶解部の気体透過膜モジュールに給気する特定ガスの一部又は全部に、過飽和分除去部にて除去された排気ガスを用いる請求項6記載のガス溶解洗浄水の製造方法。
- 過飽和分除去部にて除去された排気ガスが、過飽和分除去部の気体透過膜モジュールの気相室に、その気相室の圧力を大気圧を超えることなく特定ガスを給気した後に過飽和分除去部から排気される排気ガスである請求項8記載のガス溶解洗浄水の製造方法。
- 予備溶解部の一次側又は過飽和分除去部の二次側の溶存ガス濃度を測定し、その測定値に応じて予備溶解部又は過飽和分除去部に給気する特定ガスの流量を調整し、所定濃度の特定ガス溶解水を発生させる請求項6記載のガス溶解洗浄水の製造方法。
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