JP2015116555A - Removal device of dissolved oxygen - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology that achieves downsizing of a nitrogen-substitution-type deoxidation device for removal of dissolved oxygen in water, and efficiently gives stably-deoxidized sea water or fresh water.SOLUTION: A deoxidation device reduces/removes dissolved oxygen in water by generating nanobubbles of nitrogen gas in water and substituting dissolved oxygen in water with nitrogen, in removing the dissolved oxygen in fresh water or sea water. The removal device of dissolved oxygen includes an injection unit for injecting nitrogen gas into water to be treated, and a laminate of a plurality of plates having a plurality of holes arranged on a plane through which the nitrogen-injected water to be treated flows and having a top face groove and a bottom face groove crossing at the hole along the hole arrangement.

Description

本発明は、水中、又は海水中の溶存酸素を除去する装置に関する。とくに水と海水中に溶存する酸素を窒素ガスのナノバブルによって置換・除去することで、窒素置換式脱酸素装置、および窒素置換式脱酸素方法に関する。より詳しくは、ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水、産業用海水などに適用可能な窒素置換式脱酸素装置、および窒素置換式脱酸素方法に関する。
水中の溶存酸素等を窒素等の不活性ガスと置換することで除去するストリッピング技術による気液接触方法、及びそれを応用した水の脱酸素方法に関する。原水に含有される溶存酸素を除去するための溶存酸素除去装置に関する。
The present invention relates to an apparatus for removing dissolved oxygen in water or seawater. In particular, the present invention relates to a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and a nitrogen substitution type deoxygenation method by substituting and removing oxygen dissolved in water and seawater with nitrogen gas nanobubbles. More specifically, the present invention relates to a nitrogen-substitution-type deoxygenation apparatus and a nitrogen-substitution-type deoxygenation method applicable to boiler water, cooling circulating water, drinking water, industrial seawater, and the like.
The present invention relates to a gas-liquid contact method based on a stripping technique for removing dissolved oxygen in water by replacing it with an inert gas such as nitrogen, and a water deoxygenation method using the same. The present invention relates to a dissolved oxygen removing apparatus for removing dissolved oxygen contained in raw water.

ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水、産業用海水などの水処理分野においては、水中の溶存酸素によって、ボイラや附帯装置、蒸気配管、蒸気使用機器、ドレン(凝縮水)回収配管、冷熱機器などに腐食が生じ、装置の故障や重大な事故の発生など、大きな問題を生じさせる可能性がある。このような問題を防止するために、ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水などの水処理分野においては、水中の溶存酸素を除去するために、脱酸素装置を用いたり、ボイラ給水中に脱酸素剤を注入したりする対策が講じられている。In the water treatment field such as boiler water, cooling circulating water, drinking water, industrial seawater, etc., boilers, ancillary equipment, steam piping, steam using equipment, drain (condensed water) recovery piping, cooling equipment, etc. depending on dissolved oxygen in the water Corrosion may occur, and may cause major problems such as equipment failures and serious accidents. In order to prevent such problems, in the field of water treatment such as boiler water, cooling circulating water, and drinking water, a deoxygenator is used to remove dissolved oxygen in the water, or dewatering is performed in boiler feed water. Measures such as injecting oxygen agent are taken.

脱酸素装置としては、一般に、膜式脱酸素装置、真空式脱酸素装置、窒素置換式脱酸素装置などが知られている。前記膜式脱酸素装置は、特定の高分子膜を利用することにより、被処理水に含まれる溶存酸素を低減させる装置である。また、前記真空式脱酸素装置は、被処理水を処理槽内の上部から下部へ向かって散布し、前記処理槽内を真空吸引することにより、被処理水に含まれる溶存酸素を低減させる装置である。As a deoxygenation device, a membrane deoxygenation device, a vacuum deoxygenation device, a nitrogen substitution deoxygenation device and the like are generally known. The membrane deoxygenation device is a device that reduces dissolved oxygen contained in water to be treated by using a specific polymer membrane. The vacuum deoxygenation apparatus is an apparatus for reducing dissolved oxygen contained in the water to be treated by spraying the water to be treated from the upper part to the lower part in the treatment tank and vacuuming the inside of the treatment tank. It is.

さらに、前記窒素置換式脱酸素装置は、被処理水に窒素ガスを供給し、被処理水に含まれる溶存酸素を窒素と置換して低減させる装置である。近年この窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発が進められている。Further, the nitrogen substitution type deoxygenation device is a device that supplies nitrogen gas to the water to be treated and replaces the dissolved oxygen contained in the water to be treated with nitrogen for reduction. In recent years, technical development relating to this nitrogen substitution type deoxygenation apparatus has been advanced.

原水タンク内の原水を供給ポンプにて送出する原水供給系に接続され、窒素ガス源からガス供給系を経て供給される窒素ガスを、原水供給系を経て供給される原水に接触させることにより、原水中の酸素を除去する脱酸素装置本体と、脱酸素装置本体で脱酸素処理を終えた処理水を原水消費部へ供給するべく、その処理水を処理水ポンプによって給水系内の給水ポンプより上流側に供給する処理水供給系と、給水系へ供給する処理水の水量を原水消費部における原水の使用量より多くして、処理水の一部を給水系内の処理水合流点より上流側を通して原水タンクへ戻すと共に、処理水の原水タンクへの戻り量が所定範囲内に維持されるように前記処理水ポンプの能力を制御する制御部とを具備することにより、処理水の消費側に過不足のない処理水が供給でき、設備運転コストを安く抑えることができる経済性に優れた窒素式脱酸素装置が開示されている(特許文献1参照)。By connecting the raw water in the raw water tank to the raw water supply system that sends out the raw water with a supply pump, and contacting the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas source through the gas supply system with the raw water supplied through the raw water supply system, Deoxygenation device main body that removes oxygen from raw water, and treated water pump from the water supply pump in the water supply system to supply the treated water that has been deoxygenated by the deoxygenation device main body to the raw water consumption unit Increase the amount of treated water supplied to the upstream side and the amount of treated water supplied to the feed water system from the amount of raw water used in the raw water consumption section, and part of the treated water is upstream from the treated water confluence in the feed water system. And a control unit that controls the capacity of the treated water pump so that the amount of the treated water returned to the raw water tank is maintained within a predetermined range. There is no excess or deficiency Physical water can be supplied, equipment operation cost excellent nitrogen type deoxygenator economical capable of suppressing cheap is disclosed (see Patent Document 1).

また、送水管内に窒素ガスを注入する窒素注入手段と、窒素ガスが注入された水を乱流混合するスタティックミキサーと、乱流混合された水を気液分離する気液分離手段とを備えることで、省エネルギー化が可能で脱酸素効率にも優れた脱酸素装置が開示されている(特許文献2参照)。In addition, a nitrogen injection means for injecting nitrogen gas into the water supply pipe, a static mixer for turbulent mixing of the water into which the nitrogen gas has been injected, and a gas-liquid separation means for gas-liquid separation of the turbulent mixed water are provided. Thus, a deoxygenation apparatus that can save energy and has excellent deoxygenation efficiency is disclosed (see Patent Document 2).

更に、垂直に立ち上がった脱酸素塔にて、上方から下方に向かう被処理水と、下方から供給されて上方に向かう窒素を対向接触させ、塔の下部から脱酸素水をタンクに供給し、塔の上部から酸素を含んだ窒素ガスを排出する脱酸素装置が提案されている。この脱酸素装置では、タンク内の水を循環処理するとともに、補給水が脱酸素塔の入口に供給される装置構成となっており、給水タンクに大がかりな補強をしなくても、脱酸素塔から直接給水タンクに脱酸素水を供給することができるように工夫されている(特許文献3参照)。Further, in the deoxygenation tower rising vertically, the water to be treated going from the upper side to the lower side is brought into contact with the nitrogen supplied from the lower side and going upward, and the deoxygenated water is supplied to the tank from the lower part of the tower. There has been proposed a deoxygenation device that exhausts nitrogen gas containing oxygen from the upper part of the gas generator. In this deoxygenation device, the water in the tank is circulated and the makeup water is supplied to the inlet of the deoxygenation tower, so that the deoxygenation tower can be provided without significant reinforcement in the water supply tank. Has been devised so that deoxygenated water can be supplied directly to the water supply tank (see Patent Document 3).

窒素置換式脱酸素装置の小型化を実現でき、かつ、効率的に安定した脱酸素水を得ることができる新規な技術を提供するために、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減する脱酸素装置であって、被処理水に窒素ガスを注入する窒素ガス注入部と、前記窒素ガスが注入された被処理水を通水する蛇腹状通水管と、を少なくとも備える窒素置換式脱酸素装置を提供する。窒素置換式脱酸素装置によれば、蛇腹状の通水管を用いることで、極めて省スペースな装置にも関わらず、効率的かつ安定した脱酸素水を得ることができることが提案されている(特許文献4参照)。In order to provide a novel technique capable of realizing downsizing of a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and obtaining stable deoxygenated water efficiently, by replacing dissolved oxygen in water with nitrogen, A deoxygenation apparatus for reducing dissolved oxygen of the nitrogen gas injection unit for injecting nitrogen gas into the water to be treated and a bellows-shaped water pipe for passing the water to be treated into which the nitrogen gas has been injected. A nitrogen substitution type deoxygenation apparatus is provided. According to the nitrogen substitution type deoxygenation device, it has been proposed that an efficient and stable deoxygenated water can be obtained by using a bellows-shaped water pipe, despite an extremely space-saving device (patent) Reference 4).

また一般産業用において実用的であると考えられる窒素置換−多段接触法において、3段以上の多段処理を行っても、窒素消費量があまり減少せず、窒素消費量の削減に限界がある。この気液接触方法は、溶存気体の過飽和を各段において、完全に解消することができるので、3段以上の多段処理においても理論効率に近い窒素消費量に抑制できることが提案されている(特許文献5参照)。Further, in the nitrogen substitution-multistage contact method considered to be practical for general industrial use, even if three or more stages are performed, the nitrogen consumption does not decrease so much, and there is a limit to the reduction of nitrogen consumption. Since this gas-liquid contact method can completely eliminate the supersaturation of dissolved gas in each stage, it has been proposed that the nitrogen consumption close to the theoretical efficiency can be suppressed even in a multistage process of three or more stages (patent) Reference 5).

さらに原水に含有される溶存酸素を効率的に除去することのできる窒素置換方式の溶存酸素除去装置を提供するために、溶存酸素除去装置を、窒素ガスを発生するための窒素ガス発生手段と、原水を加圧状態のまま窒素ガスと混合するための第一気液混合槽と、第一気液混合槽で得られた気液混合水を減圧して気液分離するための第一気液分離槽と、第一気液分離槽で気液分離された処理水を加圧して移送するための第一ポンプと、第一ポンプで移送される処理水を窒素ガスと混合するための第二気液混合槽と、第二気液混合槽で得られた気液混合水を減圧して気液分離するための第二気液分離槽と、を備えたものが提案されている(特許文献6参照)。Furthermore, in order to provide a nitrogen-replacement-type dissolved oxygen removing apparatus that can efficiently remove dissolved oxygen contained in raw water, the dissolved oxygen removing apparatus includes a nitrogen gas generating means for generating nitrogen gas, A first gas-liquid mixing tank for mixing raw water with nitrogen gas in a pressurized state, and a first gas-liquid separating the gas-liquid mixed water obtained in the first gas-liquid mixing tank by reducing the pressure A separation tank, a first pump for pressurizing and transferring the treated water separated in the first gas-liquid separation tank, and a second for mixing the treated water transferred by the first pump with nitrogen gas A gas-liquid mixing tank and a second gas-liquid separation tank for separating the gas-liquid mixed water obtained in the second gas-liquid mixing tank by depressurizing and gas-liquid separation have been proposed (Patent Literature) 6).

環境、人体に優しい還元電位水の省エネ製造で、中和工程を省き量産するために中性水である水道水に水素ガスを高効率で溶存させる混合製法で大変高い還元電位の水素の豊富な水を生成することが可能な溶存水素還元水製造装置の提供を目的として、溶存水素還元水製造装置は、1mm〜6mm径の貫通穴を設けたオリフィス板を一枚または複数枚をスペーサーリングと交互に組付けた気液混合装置が提案されている(特許文献7参照)。Environment-friendly and human-friendly reduction potential water-rich energy-saving production method that eliminates the neutralization process and mass-produces hydrogen gas in neutral water with high efficiency. For the purpose of providing a dissolved hydrogen-reduced water production apparatus capable of generating water, the dissolved hydrogen-reduced water production apparatus has one or more orifice plates each having a through hole with a diameter of 1 mm to 6 mm as a spacer ring. An alternately assembled gas-liquid mixing device has been proposed (see Patent Document 7).

以上のように、窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は発展の途をたどっているが、装置が大型化するという課題があった。装置構成が複雑であり、装置の高さが高くなるという課題があった。また、既設のタンクに後付けで設置する場合には、設置が煩雑であり、適用が制限されるという課題があった。また、装置の大型化以外でも、タンクに供給された脱酸素水が水面で外気と接触することにより、外気中の酸素が再び溶解し、溶存酸素濃度が上昇してしまうという課題も生じている。As described above, the technical development related to the nitrogen substitution type deoxygenation apparatus has been progressing, but there has been a problem that the apparatus becomes larger. There is a problem that the device configuration is complicated and the height of the device is increased. Moreover, when installing in the existing tank retrofit, installation was complicated and there existed a subject that application was restrict | limited. In addition to the increase in the size of the apparatus, there is also a problem that the oxygen in the outside air is dissolved again and the dissolved oxygen concentration is increased when the deoxygenated water supplied to the tank comes into contact with the outside air on the water surface. .

特開2009−279466号公報JP 2009-279466 A 特開2001−129304号公報JP 2001-129304 A 特開2010−7866号公報JP 2010-7866 A 特開2011−230031号公報JP 2011-230031 A 特開2013−13847号公報JP 2013-13847 A 特開2008−264686号公報JP 2008-264686A 特開2007−330958号公報JP 2007-330958 A

上述のように、窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は進められているが、装置の大型化の問題、装置の構成によっては溶存酸素濃度が上昇してしまうという課題など、まだまだ解決すべき課題を抱えているのが実情である。As described above, technical development related to nitrogen substitution type deoxygenation equipment is underway, but there are still problems to be solved, such as the problem of enlargement of the equipment and the problem that the concentration of dissolved oxygen increases depending on the construction of the equipment. It is the actual situation that has.

そこで、窒素置換式脱酸素装置の小型化を実現でき、かつ、効率的に安定した脱酸素した海水、又は水を得ることができる新規な技術を提供することを主な目的とする。Accordingly, it is a main object to provide a novel technique capable of realizing downsizing of a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and obtaining stable and deoxygenated seawater or water efficiently.

脱酸素方法を検討した場合に、清浄な水質である場合には、処理効率、部分負荷での運用、窒素等の置換ガスが不要なことを考慮すると膜脱気装置が有利である。しかし、一般産業用で用いられる水質では海水、又は水に含まれる様々な不純物により膜の性能が劣化したり、温水では使用できないなどの制約があり、普及は極めて限定的である。When considering a deoxygenation method, if the water quality is clean, a membrane deaerator is advantageous in consideration of treatment efficiency, operation at a partial load, and the need for a replacement gas such as nitrogen. However, in the water quality used for general industrial use, there is a restriction that the performance of the membrane deteriorates due to seawater or various impurities contained in the water, and that it cannot be used with hot water, and its spread is extremely limited.

従って、一般産業用レベルの脱酸素プロセスにおいては、産業に使用される海水のガスストリッピング技術を応用した窒素置換による多段接触法が有利である。このガス置換の多段接触法の置換ガス量減少に伴う処理効率の悪化と、それを改善しながら装置をコンパクト化し、安価で高性能なガスストリッピング装置を提供することにあるTherefore, in a general industrial-level deoxygenation process, a multistage contact method by nitrogen substitution using seawater gas stripping technology used in the industry is advantageous. The purpose of this invention is to provide a gas stripping device that is inexpensive and has high performance by reducing the processing efficiency associated with a decrease in the amount of replacement gas in the multistage contact method of gas replacement and making the device compact while improving it.

水中、又は海水中の溶存酸素を除去することにおいて、窒素ガスを水中でナノバブル状態に流通させて、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減・除去する脱酸素装置であって、被処理水に窒素ガスを注入する窒素ガス注入部と、前記窒素ガスが注入された被処理水を通水する平面を有するプレートに複数個の穴を配列し、その穴の配列方向に上面及び下面に交差するよう溝を配しそのプレートを複数枚積層体と、その穴を有するプレートが干渉しないようプレート用平板を上面、下面から挟んだものをユニット化したものを備える溶存酸素除去装置である。Deoxygenation device that reduces and removes dissolved oxygen in water by removing nitrogen dissolved in water by replacing nitrogen dissolved in water in a nanobubble state when removing dissolved oxygen in water or seawater A plurality of holes are arranged in a plate having a nitrogen gas injection part for injecting nitrogen gas into the water to be treated and a plane through which the water to be treated into which nitrogen gas has been injected is passed, and the arrangement of the holes Disposed with a groove that crosses the upper and lower surfaces in the direction, a stack of multiple plates, and a unit that consists of a plate flat plate sandwiched from the upper and lower surfaces so that the plate with the holes does not interfere It is an oxygen removing device.

プレートの積層体を収納している装置内のプレートは、厚さ3〜20mmで、10個〜500個の連携配列した穴と溝を施工したものになっており、その穴/溝の面積比率は2〜100で、穴の径は2〜30mmであって、穴の形状は、円形あるいは、三角形あるいは、、四角形あるいは、多角形で円錐状、二段円筒状、円筒円錐状になっており、窒素ガスと海水又は水との供給用の溝部噴流によるベンチュリー効果で効率よく海水又は水とを混合できるように、円内部に向かって上面溝と下面溝が交差することによって穴内部で溝部から噴流する処理水が効率よく混合し分散・均一化させ微細化させている。The plate in the device containing the plate stack is 3 to 20 mm thick, with 10 to 500 co-arranged holes and grooves, and the area ratio of the holes / grooves Is 2 to 100, the hole diameter is 2 to 30 mm, and the shape of the hole is circular, triangular, quadrangular, polygonal, conical, two-stage cylindrical, cylindrical conical In order to be able to mix seawater or water efficiently by the venturi effect by the groove jet for supplying nitrogen gas and seawater or water, the upper surface groove and the lower surface groove intersect from the groove part toward the inside of the circle, and from the groove part The jetted treated water is efficiently mixed, dispersed, homogenized and refined.

プレートの穴配列の角度は、通水する処理水の物性状況等に応じ、また、目的とする溶存酸素量に応じて適宜決定し0度から180度以内で配置し、また、プレートの穴配列の個数を何個流通させるかによって決定させるものであるが、穴配列の通過する穴数を1個から500個以上を目的に応じて処理量と溶存酸素量によって決定することができ、大容量な場合は、並列接続することが可能である。また、プレートの穴のピッチは、穴径プラス0.5ミリから10ミリ間を処理量と溶存酸素量に応じて適宜決定することが可能である。The angle of the hole arrangement of the plate is appropriately determined according to the physical properties of the treated water to be passed and the target dissolved oxygen amount, and is arranged within 0 to 180 degrees. The hole arrangement of the plate The number of holes that pass through the hole array can be determined from 1 to 500 or more depending on the treatment amount and dissolved oxygen amount according to the purpose. In such a case, it is possible to connect them in parallel. In addition, the pitch of the holes in the plate can be appropriately determined between the hole diameter plus 0.5 mm to 10 mm according to the processing amount and the dissolved oxygen amount.

混合容器内に収納されるプレートは、形状として大きさ30〜1000mmの正方形、又は長方形、又は円形で、材質として腐食性に強い樹脂製、又は金属合金製で、1枚板になっており、それに平板を上下から挟み込みユニット化し、そのユニットを2〜100枚重積連携して使用される。目的処理容量が大きい場合等は、2〜100枚連携したユニットモジュールを並列接続することも可能である。The plate accommodated in the mixing container is a square, rectangle, or circle having a size of 30 to 1000 mm as a shape, made of a highly corrosive resin or metal alloy, and is a single plate. A flat plate is sandwiched from above and below to form a unit, and the unit is used in a stack of 2 to 100 sheets. When the target processing capacity is large, it is possible to connect 2 to 100 unit modules linked in parallel.

前記窒素ガス導入は、海水又は真水での通水量1mあたり0.005〜1Nm以上で窒素ガスを注入する前記プレート内での流速を、0.3〜5m/sで通水する。The nitrogen gas is introduced at a flow rate of 0.3 to 5 m / s in the plate for injecting nitrogen gas at a flow rate of 0.005 to 1 Nm 3 or more per 1 m 3 of seawater or fresh water.

加圧ポンプ吸入側から取り入れられた海水又は真水で窒素ガスを加圧ポンプにより圧送し、微細化器混合液入り側に、50〜1000L/分の流速で、微細化粒子にするために、混合容器内部に配したプレート内の溝部オリフィスより噴射し、穴内部にて効率よくキャビテーションを発生させるための空洞を有し、当該流体を乱流状態にさせている壁体を持つ。Nitrogen gas is pumped by seawater or fresh water taken from the suction side of the pressurization pump by the pressurization pump, and mixed into the micronizer mixed solution containing side at a flow rate of 50 to 1000 L / min to make fine particles. It has a wall for injecting from a groove orifice in a plate disposed inside the container and generating cavitation efficiently inside the hole, and making the fluid turbulent.

本発明によれば、穴を持つプレートの溝部を用いることで、極めて省スペースな装置にも拘わらず、効率的かつ安定した脱酸素水を得ることができる。窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は進められているが、装置の大型化の問題、装置の構成によっては海水での溶存酸素濃度が減少できた。According to the present invention, it is possible to obtain efficient and stable deoxygenated water by using the groove portion of the plate having holes, despite the extremely space-saving device. Technological development related to the nitrogen substitution type deoxygenation device is underway, but the concentration of dissolved oxygen in seawater could be reduced depending on the size of the device and the configuration of the device.

脱酸素方法を検討した場合に、清浄な水質である場合には、処理効率、部分負荷での運用、窒素等の置換ガスが不要なことを考慮すると膜脱気装置が有利である。しかし、一般産業用で用いられる水質では海水、又は水に含まれる様々な不純物により膜の性能が劣化したり、温水では使用できないなどの制約があり、普及は極めて限定的である。When considering a deoxygenation method, if the water quality is clean, a membrane deaerator is advantageous in consideration of treatment efficiency, operation at a partial load, and the need for a replacement gas such as nitrogen. However, in the water quality used for general industrial use, there is a restriction that the performance of the membrane deteriorates due to seawater or various impurities contained in the water, and that it cannot be used with hot water, and its spread is extremely limited.

従って、一般産業用レベルの脱酸素プロセスにおいては、ガスストリッピング技術を応用した窒素置換による多段接触法が有利である。このガス置換の多段接触法の置換ガス量減少に伴う処理効率の悪化と、それを改善しながら装置をコンパクト化し、安価で高性能なガスストリッピング装置を提供することにある。Therefore, in the general industrial level deoxygenation process, a multi-stage contact method by nitrogen substitution using gas stripping technology is advantageous. An object of the present invention is to provide a gas stripping apparatus that is inexpensive and has high performance by reducing the processing efficiency associated with a decrease in the amount of replacement gas in the multistage contact method of gas replacement, and making the apparatus compact while improving it.

溶存酸素除去装置概略図  Schematic diagram of dissolved oxygen removal device プレート形状図 A上面図 B下面図 C正面図 D平面図  Plate shape A Top view B Bottom view C Front view D Plan view プレート穴配列 A配列と角度図 Bプレート穴断面図  Plate hole arrangement A arrangement and angle view B plate hole cross section プレートの穴と溝詳細図  Detailed view of plate holes and grooves プレート穴流体状況図 A平面図 B穴流体状況正面図  Plate hole fluid condition diagram A plan view B hole fluid condition front view プレートユニット図 Aユニット図 Bユニット積層図  Plate unit diagram A unit diagram B unit stacking diagram 積層ユニット角型収納図 A正面図 B概略図  Stacking unit square storage diagram A front view B schematic diagram 積層ユニット円型収納図 A正面図 B概略図  Stacking unit circular storage diagram A front view B schematic diagram 実施装置図  Implementation equipment diagram

本発明に係る窒素置換式脱酸素方法は、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減する脱酸素方法であって、窒素ガス注入工程と、通水工程と、を少なくとも行う方法である。また、必要に応じて、流量調整工程などを行うことも可能である。以下、各工程について詳細に説明する。A nitrogen substitution type deoxygenation method according to the present invention is a deoxygenation method for reducing dissolved oxygen in water by substituting dissolved oxygen in water with nitrogen, comprising a nitrogen gas injection step and a water flow step. It is at least a method to do. Moreover, it is also possible to perform a flow rate adjustment process etc. as needed. Hereinafter, each step will be described in detail.

(1)窒素ガス注入工程
窒素ガス注入工程は、被処理水に窒素ガスを注入する工程である。窒素ガス注入工程で行う窒素ガスの注入方法は特に限定されず、窒素置換式脱酸素技術分野において通常用いられるあらゆる方法を自由に選択して用いることができる。例えば、被処理水の循環ラインに圧入することにより窒素ガスを注入する方法、エゼクターなどを用いて吸入させる方法、また、ポンプの吸入側は負圧により効率的な注入など窒素ガスを注入する方法などを挙げることができる。
(1) Nitrogen gas injection process The nitrogen gas injection process is a process of injecting nitrogen gas into the water to be treated. The nitrogen gas injection method performed in the nitrogen gas injection step is not particularly limited, and any method usually used in the nitrogen substitution deoxygenation technical field can be freely selected and used. For example, a method of injecting nitrogen gas by press-fitting into the circulation line of water to be treated, a method of inhaling using an ejector, etc., and a method of injecting nitrogen gas such as efficient injection by negative pressure on the suction side of the pump And so on.

なお、圧入により窒素ガスを注入する場合には、窒素ガスの気泡を微細にすることが好ましい。被処理水中で、窒素ガスを素早く均一化させることが可能となるからである。Note that when nitrogen gas is injected by press-fitting, it is preferable to make the bubbles of the nitrogen gas fine. This is because the nitrogen gas can be made uniform quickly in the water to be treated.

窒素ガス注入工程において注入する窒素ガスの注入量は、被処理水の溶存酸素濃度や目的に応じて自由に設定することができる。本発明においては、処理水中の溶存酸素をより低下させるためには、通水量1mあたり0.005Nm以上で窒素ガスを注入することが好ましい。The amount of nitrogen gas injected in the nitrogen gas injection step can be freely set according to the dissolved oxygen concentration and purpose of the water to be treated. In the present invention, in order to further lower the dissolved oxygen in the treated water, it is preferable to inject nitrogen gas at 0.005 Nm 3 or more per 1 m 3 of water flow rate.

(2)通水工程
通水工程は、窒素ガス注入工程を経た後の被処理水を、加圧ポンプで加圧し該プレートに通水する工程である。窒素ガス注入工程にて窒素ガスが注入された被処理水が、この通水工程で窒素ガスがナノ化し、被処理水中の溶存酸素の窒素との置換が行われる。
(2) Water flow process The water flow process is a process in which water to be treated after passing through the nitrogen gas injection process is pressurized with a pressure pump and passed through the plate. The water to be treated into which nitrogen gas has been injected in the nitrogen gas injecting step is converted into nano-scaled nitrogen in this water passing step, and replacement of dissolved oxygen with nitrogen in the water to be processed is performed.

通水工程において被処理水の流速は、特に限定されず、本発明の目的を損なわない限り、自由に設定することができる。本発明では特に、水流を0.3〜8m/sに調整するのが好ましく、更に好ましくは0.5〜5m/sに調整するのがより好ましい。0.3m/s以上とすることにより溶存酸素と窒素との置換が効率的となる。また、5m/s以下とすることにより圧力損失を抑制することができる。The flow rate of the water to be treated in the water flow process is not particularly limited, and can be freely set as long as the object of the present invention is not impaired. In the present invention, the water flow is particularly preferably adjusted to 0.3 to 8 m / s, and more preferably 0.5 to 5 m / s. By setting it to 0.3 m / s or more, substitution of dissolved oxygen and nitrogen becomes efficient. Moreover, a pressure loss can be suppressed by setting it as 5 m / s or less.

被処理水の流速は、後述する流量調整工程で調整することも可能であるが、処理水量に応じて管の径を選定することで調整することも可能である。The flow rate of the water to be treated can be adjusted in a flow rate adjusting step described later, but can also be adjusted by selecting the diameter of the pipe according to the amount of water to be treated.

(3)流量調整工程
流量調整工程は、通水工程における流量を調整する工程である。この流量調整工程では、流量調整と合わせて圧力調整をすることも可能である。この流量調整工程は、本発明に係る窒素置換式脱酸素方法では必須ではないが、より効率的に溶存酸素と窒素との置換を行うためには、流量調整工程を行って、所定の流量および圧力に調整することが好ましい。
(3) Flow rate adjustment process The flow rate adjustment process is a process of adjusting the flow rate in the water flow process. In this flow rate adjusting step, it is possible to adjust the pressure together with the flow rate adjustment. This flow rate adjustment step is not essential in the nitrogen substitution-type deoxygenation method according to the present invention, but in order to more efficiently replace dissolved oxygen and nitrogen, the flow rate adjustment step is performed to obtain a predetermined flow rate and It is preferable to adjust the pressure.

本発明に係る窒素置換式脱酸素方法において、流量調整工程を行う順番は特に限定されず、通水工程における流量を調整することができれば、窒素置換式脱酸素方法の他の工程と自由な順番で行うことが可能である。本発明では特に、前記窒素ガス注入工程を行った後に行うことが好ましい。前記窒素ガス注入工程を行った後に流量調整工程を行うことで、処理水中の溶存酸素をより低下させることが可能となるからである。例えば、前記窒素ガス注入工程を行った直後に流量調整工程を行う方法、前記通水工程を行った後に流量調整工程を行う方法、前記通水工程と流量調整工程とを同時に行う方法など、いずれの方法を用いることも可能である。In the nitrogen substitution type deoxygenation method according to the present invention, the order in which the flow rate adjustment step is performed is not particularly limited. If the flow rate in the water flow step can be adjusted, the order in which the other steps of the nitrogen substitution type deoxygenation method can be freely performed. Can be done. In the present invention, it is particularly preferable to carry out after the nitrogen gas injection step. This is because the dissolved oxygen in the treated water can be further reduced by performing the flow rate adjusting step after performing the nitrogen gas injection step. For example, a method of performing a flow rate adjustment step immediately after performing the nitrogen gas injection step, a method of performing a flow rate adjustment step after performing the water flow step, a method of simultaneously performing the water flow step and the flow rate adjustment step, etc. It is also possible to use this method.

流量調整工程では、調整する流速および圧力は、目的に応じて適宜決定することができる。本発明においては、流速としては、プレート溝に対して0.5〜5m/sに調整するのが好ましく、更に好ましくは0.5〜5m/sに調整するのがより好ましい。また、圧力としては、プレート入口直近の圧力が0.05〜0.6MPaとなるように調整するのが好ましい。In the flow rate adjustment step, the flow velocity and pressure to be adjusted can be appropriately determined according to the purpose. In the present invention, the flow rate is preferably adjusted to 0.5 to 5 m / s, more preferably 0.5 to 5 m / s with respect to the plate groove. Further, the pressure is preferably adjusted so that the pressure in the immediate vicinity of the plate entrance is 0.05 to 0.6 MPa.

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明するとともに、本発明の効果を検証する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, and effects of the present invention will be verified. In addition, the Example demonstrated below shows an example of the typical Example of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.

穴の円形直径を4ミリ穴が配列法に5列、溝幅0.8ミリから1ミリで溝深さを2ミリにて施工されたプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用。

Figure 2015116555
Round plate diameters of 4 mm holes are arranged in 5 rows in the array method, groove widths from 0.8 mm to 1 mm and groove depths of 2 mm. 1 unit was used, 9 units were stacked, and a space was further provided. Then, they were housed in a sealed casing having only an inlet and an outlet. The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. The tank capacity is 100L.
Figure 2015116555

穴の円形直径を5ミリ穴が配列法に5列、溝幅0.8ミリから1ミリで溝深さを2ミリにて施工されたプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用。

Figure 2015116555
A round plate of 5mm holes is arranged in 5 rows, a width of 0.8mm to 1mm, and a solid plate plate of the same dimensions as a plate constructed with a groove depth of 2mm. 1 unit was used, 9 units were stacked, and a space was further provided. Then, they were housed in a sealed casing having only an inlet and an outlet. The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. The tank capacity is 100L.
Figure 2015116555

穴の円形直径を6ミリ穴が配列法に5列、溝幅0.8ミリから1ミリで溝深さを2ミリにて施工されたプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用。

Figure 2015116555
A round plate of holes with 6 mm holes arranged in 5 rows, a groove width of 0.8 mm to 1 mm, and a solid plate with the same dimensions as a plate with a groove depth of 2 mm, 1 unit was used, 9 units were stacked, and a space was further provided. Then, they were housed in a sealed casing having only an inlet and an outlet. The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. The tank capacity is 100L.
Figure 2015116555

穴の円形直径を6ミリ穴が配列法に5列、溝幅0.8ミリから1ミリで溝深さを2ミリにて施工されたプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用。溝角度を60度にて実施。

Figure 2015116555
A round plate of holes with 6 mm holes arranged in 5 rows, a groove width of 0.8 mm to 1 mm, and a solid plate with the same dimensions as a plate with a groove depth of 2 mm, 1 unit was used, 9 units were stacked, and a space was further provided. Then, they were housed in a sealed casing having only an inlet and an outlet. The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. The tank capacity is 100L. The groove angle is 60 degrees.
Figure 2015116555

表1に示す通り、溶存酸素量の推移は6ミリプレートを用いた場合に飛躍的に脱酸素効果が向上することが分かった。

Figure 2015116555
As shown in Table 1, it was found that the transition of the dissolved oxygen amount dramatically improved the deoxygenation effect when a 6 mm plate was used.
Figure 2015116555

1. 溶存酸素除去装置
2. プレート
3. 混合器
4. 加圧ポンプ
5. 窒素ガス
6. 海水、又は真水
7. 混合器用プレート穴
8. 混合器用プレート上面溝
9. 混合器用プレート下面溝
10.混合器用プレート上面溝の流体流れ
11.混合器用プレート下面溝の流体流れ
12.溝部形状幅
13.溝部形状深さ
14.穴配列角度
15.プレートユニット積層
16.プレートユニットケーシング内設置
17.流体流れ
18.ケーシング
19.混合液入口
20.ガス注入部
21.実施試験装置
22.混合器用空隙
23.接続用空隙部
24.バルブ
25.空隙部
26.混合液出口
27.プレート用平板
1. 1. Dissolved oxygen removing device Plate 3. 3. Mixer 4. Pressure pump Nitrogen gas 6. Seawater or fresh water 7. Plate hole for mixer 8. Mixer plate top groove 9. 9. Mixer plate bottom surface groove 10. Fluid flow in the top groove of the mixer plate 11. Fluid flow in the bottom groove of the mixer plate Groove shape width 13. Groove shape depth 14. Hole array angle 15. Plate unit lamination 16. Installation in plate unit casing 17. Fluid flow 18. Casing 19. Mixture inlet 20. Gas injection part 21. Implementation test apparatus 22. Mixer gap 23. Connecting gap 24. Valve 25. Cavity 26. Mixture outlet 27. Flat plate for plate

本発明は、水中、又は海水中の溶存酸素を除去する装置に関する。とくに水と海水中に溶存する酸素を窒素ガスのナノバブルによって置換・除去することで、窒素置換式脱酸素装置、および窒素置換式脱酸素方法に関する。より詳しくは、ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水、産業用海水などに適用可能な窒素置換式脱酸素装置、および窒素置換式脱酸素方法に関する。
水中の溶存酸素等を窒素等の不活性ガスと置換することで除去するストリッピング技術による気液接触方法、及びそれを応用した水の脱酸素方法に関する。
原水に含有される溶存酸素を除去するための溶存酸素除去装置に関する。
The present invention relates to an apparatus for removing dissolved oxygen in water or seawater. In particular, the present invention relates to a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and a nitrogen substitution type deoxygenation method by substituting and removing oxygen dissolved in water and seawater with nitrogen gas nanobubbles. More specifically, the present invention relates to a nitrogen-substitution-type deoxygenation apparatus and a nitrogen-substitution-type deoxygenation method applicable to boiler water, cooling circulating water, drinking water, industrial seawater, and the like.
The present invention relates to a gas-liquid contact method based on a stripping technique for removing dissolved oxygen in water by replacing it with an inert gas such as nitrogen, and a water deoxygenation method using the same.
The present invention relates to a dissolved oxygen removing apparatus for removing dissolved oxygen contained in raw water.

ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水、産業用海水などの水処理分野においては、水中の溶存酸素によって、ボイラや附帯装置、蒸気配管、蒸気使用機器、ドレン(凝縮水)回収配管、冷熱機器などに腐食が生じ、装置の故障や重大な事故の発生など、大きな問題を生じさせる可能性がある。このような問題を防止するために、ボイラ用水、冷却用循環水、飲料水などの水処理分野においては、水中の溶存酸素を除去するために、脱酸素装置を用いたり、ボイラ給水中に脱酸素剤を注入したりする対策が講じられている。In the water treatment field such as boiler water, cooling circulating water, drinking water, industrial seawater, etc., boilers, ancillary equipment, steam piping, steam using equipment, drain (condensed water) recovery piping, cooling equipment, etc. depending on dissolved oxygen in the water Corrosion may occur, and may cause major problems such as equipment failures and serious accidents. In order to prevent such problems, in the field of water treatment such as boiler water, cooling circulating water, and drinking water, a deoxygenator is used to remove dissolved oxygen in the water, or dewatering is performed in boiler feed water. Measures such as injecting oxygen agent are taken.

脱酸素装置としては、一般に、膜式脱酸素装置、真空式脱酸素装置、窒素置換式脱酸素装置などが知られている。前記膜式脱酸素装置は、特定の高分子膜を利用することにより、被処理水に含まれる溶存酸素を低減させる装置である。
また、前記真空式脱酸素装置は、被処理水を処理槽内の上部から下部へ向かって散布し、前記処理槽内を真空吸引することにより、被処理水に含まれる溶存酸素を低減させる装置である。
As a deoxygenation device, a membrane deoxygenation device, a vacuum deoxygenation device, a nitrogen substitution deoxygenation device and the like are generally known. The membrane deoxygenation device is a device that reduces dissolved oxygen contained in water to be treated by using a specific polymer membrane.
The vacuum deoxygenation apparatus is an apparatus for reducing dissolved oxygen contained in the water to be treated by spraying the water to be treated from the upper part to the lower part in the treatment tank and vacuuming the inside of the treatment tank. It is.

さらに、前記窒素置換式脱酸素装置は、被処理水に窒素ガスを供給し、被処理水に含まれる溶存酸素を窒素と置換して低減させる装置である。近年この窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発が進められている。Further, the nitrogen substitution type deoxygenation device is a device that supplies nitrogen gas to the water to be treated and replaces the dissolved oxygen contained in the water to be treated with nitrogen for reduction. In recent years, technical development relating to this nitrogen substitution type deoxygenation apparatus has been advanced.

原水タンク内の原水を供給ポンプにて送出する原水供給系に接続され、窒素ガス源からガス供給系を経て供給される窒素ガスを、原水供給系を経て供給される原水に接触させることにより、原水中の酸素を除去する脱酸素装置本体と、脱酸素装置本体で脱酸素処理を終えた処理水を原水消費部へ供給するべく、その処理水を処理水ポンプによって給水系内の給水ポンプより上流側に供給する処理水供給系と、給水系へ供給する処理水の水量を原水消費部における原水の使用量より多くして、処理水の一部を給水系内の処理水合流点より上流側を通して原水タンクへ戻すと共に、処理水の原水タンクへの戻り量が所定範囲内に維持されるように前記処理水ポンプの能力を制御する制御部とを具備することにより、処理水の消費側に過不足のない処理水が供給でき、設備運転コストを安く抑えることができる経済性に優れた窒素式脱酸素装置が開示されている(特許文献1参照)。By connecting the raw water in the raw water tank to the raw water supply system that sends out the raw water with a supply pump, and contacting the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas source through the gas supply system with the raw water supplied through the raw water supply system, Deoxygenation device main body that removes oxygen from raw water, and treated water pump from the water supply pump in the water supply system to supply the treated water that has been deoxygenated by the deoxygenation device main body to the raw water consumption unit Increase the amount of treated water supplied to the upstream side and the amount of treated water supplied to the feed water system from the amount of raw water used in the raw water consumption section, and part of the treated water is upstream from the treated water confluence in the feed water system. And a control unit that controls the capacity of the treated water pump so that the amount of the treated water returned to the raw water tank is maintained within a predetermined range. There is no excess or deficiency Physical water can be supplied, equipment operation cost excellent nitrogen type deoxygenator economical capable of suppressing cheap is disclosed (see Patent Document 1).

また、送水管内に窒素ガスを注入する窒素注入手段と、窒素ガスが注入された水を乱流混合するスタティックミキサーと、乱流混合された水を気液分離する気液分離手段とを備えることで、省エネルギー化が可能で脱酸素効率にも優れた脱酸素装置が開示されている(特許文献2参照)。In addition, a nitrogen injection means for injecting nitrogen gas into the water supply pipe, a static mixer for turbulent mixing of the water into which the nitrogen gas has been injected, and a gas-liquid separation means for gas-liquid separation of the turbulent mixed water are provided. Thus, a deoxygenation apparatus that can save energy and has excellent deoxygenation efficiency is disclosed (see Patent Document 2).

更に、垂直に立ち上がった脱酸素塔にて、上方から下方に向かう被処理水と、下方から供給されて上方に向かう窒素を対向接触させ、塔の下部から脱酸素水をタンクに供給し、塔の上部から酸素を含んだ窒素ガスを排出する脱酸素装置が提案されている。この脱酸素装置では、タンク内の水を循環処理するとともに、補給水が脱酸素塔の入口に供給される装置構成となっており、給水タンクに大がかりな補強をしなくても、脱酸素塔から直接給水タンクに脱酸素水を供給することができるように工夫されている(特許文献3参照)。Further, in the deoxygenation tower rising vertically, the water to be treated going from the upper side to the lower side is brought into contact with the nitrogen supplied from the lower side and going upward, and the deoxygenated water is supplied to the tank from the lower part of the tower. There has been proposed a deoxygenation device that exhausts nitrogen gas containing oxygen from the upper part of the gas generator. In this deoxygenation device, the water in the tank is circulated and the makeup water is supplied to the inlet of the deoxygenation tower, so that the deoxygenation tower can be provided without significant reinforcement in the water supply tank. Has been devised so that deoxygenated water can be supplied directly to the water supply tank (see Patent Document 3).

窒素置換式脱酸素装置の小型化を実現でき、かつ、効率的に安定した脱酸素水を得ることができる新規な技術を提供するために、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減する脱酸素装置であって、被処理水に窒素ガスを注入する窒素ガス注入部と、前記窒素ガスが注入された被処理水を通水する蛇腹状通水管と、を少なくとも備える窒素置換式脱酸素装置を提供する。窒素置換式脱酸素装置によれば、蛇腹状の通水管を用いることで、極めて省スペースな装置にも関わらず、効率的かつ安定した脱酸素水を得ることができることが提案されている(特許文献4参照)。In order to provide a novel technique capable of realizing downsizing of a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and obtaining stable deoxygenated water efficiently, by replacing dissolved oxygen in water with nitrogen, A deoxygenation apparatus for reducing dissolved oxygen of the nitrogen gas injection unit for injecting nitrogen gas into the water to be treated and a bellows-shaped water pipe for passing the water to be treated into which the nitrogen gas has been injected. A nitrogen substitution type deoxygenation apparatus is provided. According to the nitrogen substitution type deoxygenation device, it has been proposed that an efficient and stable deoxygenated water can be obtained by using a bellows-shaped water pipe, despite an extremely space-saving device (patent) Reference 4).

また一般産業用において実用的であると考えられる窒素置換−多段接触法において、3段以上の多段処理を行っても、窒素消費量があまり減少せず、窒素消費量の削減に限界がある。この気液接触方法は、溶存気体の過飽和を各段において、完全に解消することができるので、3段以上の多段処理においても理論効率に近い窒素消費量に抑制できることが提案されている(特許文献5参照)。Further, in the nitrogen substitution-multistage contact method considered to be practical for general industrial use, even if three or more stages are performed, the nitrogen consumption does not decrease so much, and there is a limit to the reduction of nitrogen consumption. Since this gas-liquid contact method can completely eliminate the supersaturation of dissolved gas in each stage, it has been proposed that the nitrogen consumption close to the theoretical efficiency can be suppressed even in a multistage process of three or more stages (patent) Reference 5).

さらに原水に含有される溶存酸素を効率的に除去することのできる窒素置換方式の溶存酸素除去装置を提供するために、溶存酸素除去装置を、窒素ガスを発生するための窒素ガス発生手段と、原水を加圧状態のまま窒素ガスと混合するための第一気液混合槽と、第一気液混合槽で得られた気液混合水を減圧して気液分離するための第一気液分離槽と、第一気液分離槽で気液分離された処理水を加圧して移送するための第一ポンプと、第一ポンプで移送される処理水を窒素ガスと混合するための第二気液混合槽と、第二気液混合槽で得られた気液混合水を減圧して気液分離するための第二気液分離槽と、を備えたものが提案されている(特許文献6参照)。Furthermore, in order to provide a nitrogen-replacement-type dissolved oxygen removing apparatus that can efficiently remove dissolved oxygen contained in raw water, the dissolved oxygen removing apparatus includes a nitrogen gas generating means for generating nitrogen gas, A first gas-liquid mixing tank for mixing raw water with nitrogen gas in a pressurized state, and a first gas-liquid separating the gas-liquid mixed water obtained in the first gas-liquid mixing tank by reducing the pressure A separation tank, a first pump for pressurizing and transferring the treated water separated in the first gas-liquid separation tank, and a second for mixing the treated water transferred by the first pump with nitrogen gas A gas-liquid mixing tank and a second gas-liquid separation tank for separating the gas-liquid mixed water obtained in the second gas-liquid mixing tank by depressurizing and gas-liquid separation have been proposed (Patent Literature) 6).

環境、人体に優しい還元電位水の省エネ製造で、中和工程を省き量産するために中性水である水道水に水素ガスを高効率で溶存させる混合製法で大変高い還元電位の水素の豊富な水を生成することが可能な溶存水素還元水製造装置の提供を目的として、溶存水素還元水製造装置は、1mm〜6mm径の貫通穴を設けたオリフィス板を一枚または複数枚をスペーサーリングと交互に組付けた気液混合装置が提案されている(特許文献7参照)。Environment-friendly and human-friendly reduction potential water-rich energy-saving production method that eliminates the neutralization process and mass-produces hydrogen gas in neutral water with high efficiency. For the purpose of providing a dissolved hydrogen-reduced water production apparatus capable of generating water, the dissolved hydrogen-reduced water production apparatus has one or more orifice plates each having a through hole with a diameter of 1 mm to 6 mm as a spacer ring. An alternately assembled gas-liquid mixing device has been proposed (see Patent Document 7).

以上のように、窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は発展の途をたどっているが、装置が大型化するという課題があった。装置構成が複雑であり、装置の高さが高くなるという課題があった。また、既設のタンクに後付けで設置する場合には、設置が煩雑であり、適用が制限されるという課題があった。また、装置の大型化以外でも、タンクに供給された脱酸素水が水面で外気と接触することにより、外気中の酸素が再び溶解し、溶存酸素濃度が上昇してしまうという課題も生じている。As described above, the technical development related to the nitrogen substitution type deoxygenation apparatus has been progressing, but there has been a problem that the apparatus becomes larger. There is a problem that the device configuration is complicated and the height of the device is increased. Moreover, when installing in the existing tank retrofit, installation was complicated and there existed a subject that application was restrict | limited. In addition to the increase in the size of the apparatus, there is also a problem that the oxygen in the outside air is dissolved again and the dissolved oxygen concentration is increased when the deoxygenated water supplied to the tank comes into contact with the outside air on the water surface. .

特開2009−279466号公報JP 2009-279466 A 特開2001−129304号公報JP 2001-129304 A 特開2010−7866号公報JP 2010-7866 A 特開2011−230031号公報JP 2011-230031 A 特開2013−13847号公報JP 2013-13847 A 特開2008−264686号公報JP 2008-264686A 特開2007−330958号公報JP 2007-330958 A

上述のように、窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は進められているが、装置の大型化の問題、装置の構成によっては溶存酸素濃度が上昇してしまうという課題など、まだまだ解決すべき課題を抱えているのが実情である。As described above, technical development related to nitrogen substitution type deoxygenation equipment is underway, but there are still problems to be solved, such as the problem of enlargement of the equipment and the problem that the concentration of dissolved oxygen increases depending on the construction of the equipment. It is the actual situation that has.

そこで、窒素置換式脱酸素装置の小型化を実現でき、かつ、効率的に安定した脱酸素した海水、又は水を得ることができる新規な技術を提供することを主な目的とする。Accordingly, it is a main object to provide a novel technique capable of realizing downsizing of a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus and obtaining stable and deoxygenated seawater or water efficiently.

脱酸素方法を検討した場合に、清浄な水質である場合には、処理効率、部分負荷での運用、窒素等の置換ガスが不要なことを考慮すると膜脱気装置が有利である。しかし、一般産業用で用いられる水質では海水、又は水に含まれる様々な不純物により膜の性能が劣化したり、温水では使用できないなどの制約があり、普及は極めて限定的である。When considering a deoxygenation method, if the water quality is clean, a membrane deaerator is advantageous in consideration of treatment efficiency, operation at a partial load, and the need for a replacement gas such as nitrogen. However, in the water quality used for general industrial use, there is a restriction that the performance of the membrane deteriorates due to seawater or various impurities contained in the water, and that it cannot be used with hot water, and its spread is extremely limited.

従って、一般産業用レベルの脱酸素プロセスにおいては、産業に使用される海水のガスストリッピング技術を応用した窒素置換による多段接触法が有利である。このガス置換の多段接触法の置換ガス量減少に伴う処理効率の悪化と、それを改善しながら装置をコンパクト化し、安価で高性能なガスストリッピング装置を提供することにある。Therefore, in a general industrial-level deoxygenation process, a multistage contact method by nitrogen substitution using seawater gas stripping technology used in the industry is advantageous. An object of the present invention is to provide a gas stripping apparatus that is inexpensive and has high performance by reducing the processing efficiency associated with a decrease in the amount of replacement gas in the multistage contact method of gas replacement, and making the apparatus compact while improving it.

水中、又は海水中の溶存酸素を除去することにおいて、窒素ガスを水中でナノバブル状態に流通させて、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減・除去する脱酸素装置であって、被処理水に窒素ガスを注入する窒素ガス注入部と、前記窒素ガスが注入された被処理水を通水する平面を有するプレートに複数個の穴を配列し、その穴の配列方向にプレート上面部溝とプレート下面部溝を持ちその上・下溝部が穴内部にて交差するよう設置し、また穴を配したプレートが干渉しないようプレート平板を上下に挟みユニットを上下に集積した複数枚積層体とし、被処理水を前記積層体に通水してナノバブル状態に微細化させることを特徴とする溶存酸素除去装置である。Deoxygenation device that reduces and removes dissolved oxygen in water by removing nitrogen dissolved in water by replacing nitrogen dissolved in water in a nanobubble state when removing dissolved oxygen in water or seawater A plurality of holes are arranged in a plate having a nitrogen gas injection part for injecting nitrogen gas into the water to be treated and a plane through which the water to be treated into which nitrogen gas has been injected is passed, and the arrangement of the holes The upper and lower grooves of the plate are installed in the direction so that the upper and lower grooves intersect each other inside the hole, and the plates are stacked vertically so that the plates with the holes do not interfere with each other, and the units are stacked vertically. The dissolved oxygen removing apparatus is characterized in that the multi-layered laminate is made, and the water to be treated is passed through the laminate to be refined into a nanobubble state .

プレートは、厚さ3〜20mmで、プレート内数10個〜1000個の連携配列した穴と溝部とからなっており、その穴/溝の面積比率は10〜100で、穴の径は2〜50mmであって、穴の形状は、円形あるいは多角形であって、窒素ガスと海水又は水との供給用の溝部噴流によるベンチュリー効果で効率よく海水又は水と窒素ガスとを、穴の内部にむかってプレート上面部溝とプレート下面部溝が穴内部で交差して通過できるようにしている。 The plate has a thickness of 3 to 20 mm, and is composed of several 10 to 1000 holes and grooves that are aligned in the plate. The hole / groove area ratio is 10 to 100, and the hole diameter is 2 to 2. a 50 mm, the shape of the hole is a circular or polygonal, and efficiently seawater or water and nitrogen gas at a venturi effect due to the groove jet for supply of nitrogen gas and sea water or water, into the interior of the bore On the other hand, the plate upper surface groove and the plate lower surface groove can cross each other inside the hole.

窒素ガスと海水又は水との供給用の溝部噴流によるベンチュリー効果で効率よく海水又は水とをナノバブル状態に微細化させるために、プレートは、厚さ3〜20mmで、プレート内数10個〜1000個の連携配列した穴と溝部とからなっており、その穴の面積/溝の面積における比率は10〜100倍で、穴の径は2〜50mmであって、穴の形状は、円形、あるいは多角形であって、穴の内部にむかってプレート上面部溝とプレート下面部溝が穴内部で交差し通過できるようにし、プレート上・下面部における溝部の幅を0.5〜5mm、深さ0.5〜10mmにして、穴配列の角度を1〜179°の範囲内にしている。 In order to efficiently refine seawater or water into a nanobubble state by a venturi effect by a groove jet for supplying nitrogen gas and seawater or water , the plate is 3 to 20 mm in thickness, and several tens to 1000 in the plate The hole area / groove area ratio is 10 to 100 times, the hole diameter is 2 to 50 mm, and the hole shape is circular, or It is a polygonal shape and allows the plate upper surface groove and the plate lower surface groove to cross and pass inside the hole, and the width of the groove on the upper and lower surfaces of the plate is 0.5-5 mm, depth The angle of the hole arrangement is in the range of 1 to 179 ° by 0.5 to 10 mm.

前記窒素ガス導入は、海水又は真水での通水量1mNitrogen gas introduction is 1m of water flow in seawater or fresh water 3 あたり0.005〜1Nm0.005 to 1 Nm per 3 で窒素ガスを注入する前記プレート内での流速を、0.3〜5m/秒で通水して、混合器の混合液入り側に、50〜1000L/秒の流速で、ナノバブル状に微細化するために、混合容器内部に配したプレート内の穴を経由し溝部により噴射し、効率よくキャビテーションを発生させるための空洞を有し、当該流体を乱流状態にして衝突させている壁体を有している。Nitrogen gas is injected into the plate at a flow rate of 0.3 to 5 m / sec, and the mixture is mixed into the mixed solution into the nanobubbles at a flow rate of 50 to 1000 L / sec. In order to achieve this, a wall body which has a cavity for efficiently generating cavitation through a hole in a plate disposed inside the mixing container and efficiently collides the fluid in a turbulent state is provided. Have.

混合容器内部に収納されるプレートユニットは、材質として腐食性に強い樹脂製、又は金属合金製で、溝、穴部を持つプレートと仕切りプレートとのユニットを2〜100枚積層体として使用される。The plate unit stored in the mixing container is made of a highly corrosive resin or metal alloy, and is used as a laminate of 2 to 100 units of plates having grooves and holes and a partition plate. .

本発明に係る窒素置換式脱酸素方法は、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減する脱酸素方法であって、窒素ガス注入工程と、通水工程と、を行う方法である。また、必要に応じて、流量調整工程などを行うことも可能である。以下、各工程について詳細に説明する。A nitrogen substitution type deoxygenation method according to the present invention is a deoxygenation method for reducing dissolved oxygen in water by substituting dissolved oxygen in water with nitrogen, comprising a nitrogen gas injection step and a water flow step. How to do it. Moreover, it is also possible to perform a flow rate adjustment process etc. as needed. Hereinafter, each step will be described in detail.

(1)窒素ガス注入工程
窒素ガス注入工程は、被処理水に窒素ガスを注入する工程である。窒素ガス注入工程で行う窒素ガスの注入方法は特に限定されず、窒素置換式脱酸素技術分野において通常用いられるあらゆる方法を自由に選択して用いることができる。
例えば、被処理水の循環ラインに圧入することにより窒素ガスを注入する方法、エゼクターなどを用いて吸入させる方法、また、ポンプの吸入側は負圧により効率的な注入など窒素ガスを注入する方法などを挙げることができる。
(1) Nitrogen gas injection process The nitrogen gas injection process is a process of injecting nitrogen gas into the water to be treated. The nitrogen gas injection method performed in the nitrogen gas injection step is not particularly limited, and any method usually used in the nitrogen substitution deoxygenation technical field can be freely selected and used.
For example, a method of injecting nitrogen gas by press-fitting into the circulation line of water to be treated, a method of inhaling using an ejector, etc., and a method of injecting nitrogen gas such as efficient injection by negative pressure on the suction side of the pump And so on.

窒素ガス注入工程において注入する窒素ガスの注入量は、被処理水の溶存酸素濃度や目的に応じて自由に設定することができる。本発明においては、処理水中の溶存酸素をより低下させるためには、通水量1mあたり0.005Nm〜1Nmで窒素ガスを注入することが好ましい。The amount of nitrogen gas injected in the nitrogen gas injection step can be freely set according to the dissolved oxygen concentration and purpose of the water to be treated. In the present invention, in order to reduce more the dissolved oxygen in the treated water, it is preferred to inject nitrogen gas through water 1 m 3 per 0.005Nm 3 ~1Nm 3.

(2)通水工程
通水工程は、窒素ガス注入工程を経た後の被処理水を、加圧ポンプで加圧し該プレートに通水する工程である。窒素ガス注入工程にて窒素ガスが注入された被処理水が、この通水工程で窒素ガスがナノ化し、被処理水中の溶存酸素の窒素との置換が行われる。
(2) Water flow process The water flow process is a process in which water to be treated after passing through the nitrogen gas injection process is pressurized with a pressure pump and passed through the plate. The water to be treated into which nitrogen gas has been injected in the nitrogen gas injecting step is converted into nano-scaled nitrogen in this water passing step, and replacement of dissolved oxygen with nitrogen in the water to be processed is performed.

通水工程において被処理水の流速は、特に限定されず、本発明の目的を損なわない限り、自由に設定することができる。本発明では特に、水流を0.3〜8m/sに調整するのが好ましく、更に好ましくは0.5〜5m/sに調整するのがより好ましい。0.3m/s以上とすることにより溶存酸素と窒素との置換が効率的となる。また、5m/s以下とすることにより圧力損失を抑制することができる。The flow rate of the water to be treated in the water flow process is not particularly limited, and can be freely set as long as the object of the present invention is not impaired. In the present invention, the water flow is particularly preferably adjusted to 0.3 to 8 m / s, and more preferably 0.5 to 5 m / s. By setting it to 0.3 m / s or more, substitution of dissolved oxygen and nitrogen becomes efficient. Moreover, a pressure loss can be suppressed by setting it as 5 m / s or less.

被処理水の流速は、後述する流量調整工程で調整することも可能であるが、処理水量に応じて管の径を選定することで調整することも可能である。The flow rate of the water to be treated can be adjusted in a flow rate adjusting step described later, but can also be adjusted by selecting the diameter of the pipe according to the amount of water to be treated.

(3)流量調整工程
流量調整工程は、通水工程における流量を調整する工程である。この流量調整工程では、流量調整と合わせて圧力調整をすることも可能である。この流量調整工程は、本発明に係る窒素置換式脱酸素方法では必須ではないが、より効率的に溶存酸素と窒素との置換を行うためには、流量調整工程を行って、所定の流量および圧力に調整することが好ましい。
(3) Flow rate adjustment process The flow rate adjustment process is a process of adjusting the flow rate in the water flow process. In this flow rate adjusting step, it is possible to adjust the pressure together with the flow rate adjustment. This flow rate adjustment step is not essential in the nitrogen substitution-type deoxygenation method according to the present invention, but in order to more efficiently replace dissolved oxygen and nitrogen, the flow rate adjustment step is performed to obtain a predetermined flow rate and It is preferable to adjust the pressure.

本発明に係る窒素置換式脱酸素方法において、流量調整工程を行う順番は特に限定されず、通水工程における流量を調整することができれば、窒素置換式脱酸素方法の他の工程と自由な順番で行うことが可能である。本発明では特に、前記窒素ガス注入工程を行った後に行うことが好ましい。前記窒素ガス注入工程を行った後に流量調整工程を行うことで、処理水中の溶存酸素をより低下させることが可能となるからである。例えば、前記窒素ガス注入工程を行った直後に流量調整工程を行う方法、前記通水工程を行った後に流量調整工程を行う方法、前記通水工程と流量調整工程とを同時に行う方法など、いずれの方法を用いることも可能である。In the nitrogen substitution type deoxygenation method according to the present invention, the order in which the flow rate adjustment step is performed is not particularly limited. If the flow rate in the water flow step can be adjusted, the order in which the other steps of the nitrogen substitution type deoxygenation method can be freely performed. Can be done. In the present invention, it is particularly preferable to carry out after the nitrogen gas injection step. This is because the dissolved oxygen in the treated water can be further reduced by performing the flow rate adjusting step after performing the nitrogen gas injection step. For example, a method of performing a flow rate adjustment step immediately after performing the nitrogen gas injection step, a method of performing a flow rate adjustment step after performing the water flow step, a method of simultaneously performing the water flow step and the flow rate adjustment step, etc. It is also possible to use this method.

流量調整工程では、調整する流速および圧力は、目的に応じて適宜決定することができる。本発明においては、流速としては、プレート溝に対して0.3〜5m/sに調整するのが好ましく、更に好ましくは0.5〜5m/sに調整するのがより好ましい。圧力としては、プレート入口直近の圧力が0.05〜0.6MPaとなるように調整するのが好ましい。In the flow rate adjustment step, the flow velocity and pressure to be adjusted can be appropriately determined according to the purpose. In the present invention, the flow rate is preferably adjusted to 0.3 to 5 m / s, more preferably 0.5 to 5 m / s with respect to the plate groove. The pressure is preferably adjusted so that the pressure in the immediate vicinity of the plate entrance is 0.05 to 0.6 MPa.

本発明によれば、穴を持つプレートの溝部を用いることで、極めて省スペースな装置にも拘わらず、効率的かつ安定した脱酸素水を得ることができる。窒素置換式脱酸素装置に関する技術開発は進められているが、装置の大型化の問題、装置の構成によっては海水等の水に含有されている酸素での溶存酸素濃度が減少できた。According to the present invention, it is possible to obtain efficient and stable deoxygenated water by using the groove portion of the plate having holes, despite the extremely space-saving device. Technological development related to a nitrogen substitution type deoxygenation apparatus is underway, but the dissolved oxygen concentration in oxygen contained in seawater or other water could be reduced depending on the problem of the apparatus upsizing and the configuration of the apparatus.

脱酸素方法を検討した場合に、清浄な水質に近いものである場合には、処理効率、部分負荷での運用を考慮すると窒素ガスを使用することで有利である。しかし、一般産業用で用いられる水質では海水、又は水に含まれる様々な不純物除去することなくできて、また温水でも使用することができた。When considering a deoxygenation method, if it is close to clean water quality, it is advantageous to use nitrogen gas in consideration of treatment efficiency and operation at a partial load. However, the water quality used in general industries can be used without removing various impurities contained in seawater or water, and can also be used in hot water.

溶存酸素除去装置における概略図  Schematic diagram of dissolved oxygen removal device 溶存酸素除去装置で使用されるナノバブル発生におけるプレートの形状図 A:上面図 B:下面図 C:正面図 D:平面図  Shape of plate in generation of nanobubbles used in dissolved oxygen removal device A: Top view B: Bottom view C: Front view D: Plan view 溶存酸素除去装置に使用されているプレート穴配列 A:配列と角度図 B:プレート穴断面図  Plate hole arrangement used in dissolved oxygen removal equipment A: Arrangement and angle view B: Cross section of plate hole 溶存酸素除去装置に使用されているプレートの穴と溝の詳細図  Detailed view of holes and grooves in plates used in dissolved oxygen removal equipment 溶存酸素除去装置に使用されているプレート穴流体状況図 A:平面図 B:穴流体状況断面図  Plate hole fluid situation diagram used for dissolved oxygen removal equipment A: Plan view B: Hole fluid situation sectional view 溶存酸素除去装置に使用されているプレートユニット図 A:ユニット図 B:ユニット積層図  Plate unit diagram used for dissolved oxygen removal equipment A: Unit diagram B: Unit stack diagram 溶存酸素除去装置に使用されている積層ユニット角型収納図 A:正面図 B:概略図  Stacking unit square shape used for dissolved oxygen removal device A: Front view B: Schematic 溶存酸素除去装置に使用されている積層ユニット円型収納図 A:正面図 B:概略図  Laminated unit circular storage diagram used for dissolved oxygen removal device A: Front view B: Schematic diagram 溶存酸素除去装置における実施装置図  Implementation apparatus diagram for dissolved oxygen removal system

本発明に係る窒素置換式脱酸素方法は、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減する脱酸素方法であって、窒素ガス注入工程と、通水工程と、流量調整工程などを行うことも可能である。具体的に実施した例を以下に示す。The nitrogen substitution type deoxygenation method according to the present invention is a deoxygenation method for reducing dissolved oxygen in water by substituting nitrogen for dissolved oxygen in water, and includes a nitrogen gas injection step, a water flow step, and a flow rate. It is also possible to perform an adjustment process. A concrete example is shown below.

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明するとともに、本発明の効果を検証した。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, and the effects of the present invention were verified. In addition, the Example demonstrated below shows an example of the typical Example of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.

図2に示すように、溶存酸素除去装置におけるプレートの穴の径は6mmであって、図5A,Bで示すように穴内部にむかってプレート上面部溝とプレート下面部溝が穴内部で交差し通過できるようにした。 As shown in FIG. 2, the diameter of the hole of the plate in the dissolved oxygen removing device is 6 mm, and the upper surface groove and the lower surface groove of the plate intersect inside the hole as shown in FIGS. 5A and 5B. I was able to pass.

プレートは、連携配列した穴と溝部とからなっており、プレート上・下面部溝部の幅を1.0mmであって、深さは2mm、穴配列の角度は60度の範囲内にした。The plate was composed of holes and grooves arranged in a coordinated manner. The width of the upper and lower surface groove portions was 1.0 mm, the depth was 2 mm, and the angle of the hole arrangement was in the range of 60 degrees.

[図6]Bに示すように、混合容器内に収納されるプレートは、円形の形状であって、直径100mmで、材質は樹脂製で、溝、穴部を持つプレートと仕切りプレートとのユニットを9枚連続して使用された。[FIG. 6] As shown in B, the plate accommodated in the mixing container has a circular shape, a diameter of 100 mm, a material made of resin, and a unit of a plate having grooves and holes and a partition plate Nine sheets were used continuously.

前記窒素ガス導入は、真水での通水量1mThe nitrogen gas introduction is 1m in fresh water flow rate. 3 あたり0.3NmPer 0.3Nm 3で3 窒素ガスを注入する前記プレート内での流速を、2.7m/秒で通水した。Water was passed at a flow rate of 2.7 m / sec in the plate into which nitrogen gas was injected.

[図9]に示すように加圧ポンプ吸入側から取り入れられた真水の被処理水と窒素ガスを吸入側より混合させ、該気液混合液を加圧ポンプにより圧送し、混合器収納入口側に、120L/分の流量で、効率よく窒素ガスを溶解させるための装置であった。As shown in FIG. 9, fresh water to be treated and nitrogen gas taken in from the suction pump suction side are mixed from the suction side, and the gas-liquid mixture is pumped by the pressurization pump to the mixer storage inlet side. And an apparatus for efficiently dissolving nitrogen gas at a flow rate of 120 L / min.

上記の溶存酸素除去装置で使用されるナノバブル発生におけるプレートの形状での穴の円形直径を4mm穴にして、穴の配列数を5列にして、穴の配列方向の穴の上下に溝を持って、その溝の幅0.8mmと1mmのもので、溝の深さを2mmにて加工されたプレートである。このプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし、使用時には9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めた溶存酸素除去装置を設けた。使用するポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分(真水での通水量1mThe hole diameter in the shape of the plate used in the generation of nanobubbles used in the dissolved oxygen removal device is 4 mm, the number of holes is 5 rows, and there are grooves above and below the holes in the hole array direction. The plate is processed with a groove width of 0.8 mm and 1 mm and a groove depth of 2 mm. Solid plate plates of the same dimensions as this plate are stacked one on top of the other, making them 1 unit, 9 units in use, and further providing a gap, and then placing them in a sealed casing with only an inlet and an outlet. A device for removing dissolved oxygen was provided. The pump to be used is a 0.4Kw-100V submersible pump. Nitrogen gas is injected and mixed from the submersible pump suction side, and the gas capacity is 2.5 L / min (flow rate of 1 m in fresh water) through a flow meter. 3 あたり0.3NmPer 0.3Nm 3 で窒素ガス)を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用した。表1に示すように海水中の酸素除去量[DO値]を示した。相当量の脱酸素効果を示した。Nitrogen gas) was added. A tank capacity of 100 L was used. As shown in Table 1, the oxygen removal amount [DO value] in seawater was shown. A considerable amount of deoxygenation was shown.

Figure 2015116555
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実施例1と同様に、溶存酸素除去装置で使用されるナノバブル発生におけるプレートの形状での穴の円形直径を5mm穴にして、穴の配列数を5列にして、穴の配列方向の穴の上下に溝を持って、その溝の幅0.8mmと1mmのもので、溝の深さを2mmにて加工されたプレートを使用した。このプレートと同寸法の無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし、9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。使用するポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用した。表2に示すように海水中の酸素除去量[DO値]を示した。相当量の脱酸素効果を示した。In the same manner as in Example 1, the circular diameter of the hole in the shape of the plate used in the generation of nanobubbles used in the dissolved oxygen removing apparatus is 5 mm, the number of holes is five, and the number of holes in the hole arrangement direction is A plate having grooves at the top and bottom, and having a groove width of 0.8 mm and 1 mm and a groove depth of 2 mm was used. Solid plates with the same dimensions as this plate are stacked one on top of the other, and 9 units are stacked, and after a gap is provided, they are stored in a sealed casing with only an inlet and an outlet. used. The pump used was a submersible pump of 0.4 Kw-100V, nitrogen gas was injected and mixed from the submersible pump suction side, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. A tank capacity of 100 L was used. As shown in Table 2, the oxygen removal amount [DO value] in seawater was shown. A considerable amount of deoxygenation was shown.

Figure 2015116555
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実施例1と同様な操作において、穴の円形直径を6mm穴にして、穴の配列数を5列にして、溝部の溝の幅0.8mmと1mmのもので、溝の深さを2mmにて加工されたプレートを使用し無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし、9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用した。表3に示すように海水中の酸素除去量[DO値]を示した。相当量の脱酸素効果を示した。In the same operation as in Example 1, the hole diameter is 6 mm, the number of holes is 5 rows, the groove width is 0.8 mm and 1 mm, and the groove depth is 2 mm. Using the processed plates, the solid plate is stacked one on top of the other, making it a single unit, stacking 9 units, further providing a gap, and then placing them in a sealed casing with only inlet and outlet I used something. The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. A tank capacity of 100 L was used. As shown in Table 3, the oxygen removal amount [DO value] in seawater was shown. A considerable amount of deoxygenation was shown.

Figure 2015116555
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実施例1と同様な操作において、穴の円形直径を6mm穴にして、穴の配列数を5列にして、溝部の溝の幅1.0mmで、溝の深さを2mmにて加工されたプレートを使用し無垢板プレートを上下に重ね、それを1ユニットとし、9ユニットを重ね、さらに空隙を設けた後、それらを入口と出口のみがある密閉されたケーシング内に収めたものを使用した。ポンプは0.4Kw−100Vの水中ポンプを使用し、窒素ガスを水中ポンプ吸入側より注入混合し、ガス容量はフローメーターを介し2.5L/分を入れた。タンク容量は100Lタンクを使用した。溝角度を60度にて実施した。表4に示すように海水中の酸素除去量[DO値]を示した。相当量の脱酸素効果を示した。In the same operation as in Example 1, the circular diameter of the holes was changed to 6 mm, the number of holes arranged in five rows, the groove width of the groove portion was 1.0 mm, and the groove depth was processed to 2 mm. Plates were used to stack solid plate plates up and down, making them 1 unit, 9 units, further providing a gap, and then putting them in a sealed casing with only inlet and outlet . The pump used a submersible pump of 0.4 Kw-100V, and nitrogen gas was injected and mixed from the suction side of the submersible pump, and the gas capacity was set to 2.5 L / min via a flow meter. A tank capacity of 100 L was used. The groove angle was 60 degrees. As shown in Table 4, the oxygen removal amount [DO value] in seawater was shown. A considerable amount of deoxygenation was shown.

Figure 2015116555
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表5に示す通り、溶存酸素量の推移は6ミリプレートを用いた場合に飛躍的に脱酸素効果が向上することが分かった。

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As shown in Table 5, it was found that the transition of the dissolved oxygen amount dramatically improved the deoxygenation effect when a 6 mm plate was used.
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1. 溶存酸素除去装置
2. プレート
3. 混合器
4. 加圧ポンプ
5. 窒素ガス
6. 海水、又は真水
7. 混合器用プレート穴
8. 混合器用プレート上面溝
9. 混合器用プレート下面溝
10.混合器用プレート上面溝の流体流れ
11.混合器用プレート下面溝の流体流れ
12.溝部形状幅
13.溝部形状深さ
14.穴配列角度
15.プレートユニット積層
16.プレートユニットケーシング内設置
17.流体流れ
18.ケーシング
19.混合液入口
20.ガス注入部
21.実施試験装置
22.混合器用空隙
23.接続用空隙部
24.バルブ
25.空隙部
26.混合液出口
27.プレート用平板
28.溝の幅
29.溝の高さ
1. 1. Dissolved oxygen removing device Plate 3. 3. Mixer 4. Pressure pump Nitrogen gas 6. Seawater or fresh water 7. Plate hole for mixer 8. Mixer plate top groove 9. 9. Mixer plate bottom surface groove 10. Fluid flow in the top groove of the mixer plate 11. Fluid flow in the bottom groove of the mixer plate Groove shape width 13. Groove shape depth 14. Hole array angle 15. Plate unit lamination 16. Installation in plate unit casing 17. Fluid flow 18. Casing 19. Mixture inlet 20. Gas injection part 21. Implementation test apparatus 22. Mixer gap 23. Connecting gap 24. Valve 25. Cavity 26. Mixture outlet 27. Flat plate for plate 28. Groove width 29. Groove height

Claims (6)

水中、又は海水中の溶存酸素を除去することにおいて、窒素ガスを水中でナノバブル状態に流通させて、水中の溶存酸素を窒素と置換することにより、水中の溶存酸素を低減・除去する脱酸素装置であって、被処理水に窒素ガスを注入する窒素ガス注入部と、前記窒素ガスが注入された被処理水を通水する平面を有するプレートに複数個の穴を配列し、その穴の配列方向にプレート上面部溝とプレート下面部溝を持ちその上・下溝部が穴部分にて交差するよう設置したプレートを複数枚積層体と、を備えることを特徴とする溶存酸素除去装置。Deoxygenation device that reduces and removes dissolved oxygen in water by removing nitrogen dissolved in water by replacing nitrogen dissolved in water in a nanobubble state when removing dissolved oxygen in water or seawater A plurality of holes are arranged in a plate having a nitrogen gas injection part for injecting nitrogen gas into the water to be treated and a plane through which the water to be treated into which nitrogen gas has been injected is passed, and the arrangement of the holes A dissolved oxygen removing apparatus comprising: a laminate of a plurality of plates each having a plate upper surface groove and a plate lower surface groove in a direction and having upper and lower grooves intersecting at a hole portion. プレートは、厚さ3〜20mmで、プレート内数10個〜1000個の連携配列した穴と溝部とからなっており、その穴/溝の面積比率は10〜100で、穴の径は2〜50mmであって、穴の形状は、円形あるいは、三角形あるいは、四角形あるいは、多角形であって円柱状、円錐状、二段円筒状、円筒円錐状になっており、窒素ガスと海水又は水との供給用の溝部噴流によるベンチュリー効果で効率よく海水又は水とを混合できるように、穴内部にむかってプレート上面部溝とプレート下面部溝が交差し通過できるようにし、穴内部にて分散・均一化させ微細化させることを特徴する請求項1に記載の溶存酸素除去装置。The plate has a thickness of 3 to 20 mm, and is composed of several 10 to 1000 holes and grooves that are aligned in the plate. The hole / groove area ratio is 10 to 100, and the hole diameter is 2 to 2. 50 mm, and the shape of the hole is circular, triangular, quadrangular, polygonal, cylindrical, conical, two-stage cylindrical, cylindrical conical, nitrogen gas and seawater or water The upper surface groove and the lower surface groove of the plate cross and pass through the hole so that the seawater or water can be mixed efficiently by the venturi effect by the groove jet for supplying The dissolved oxygen removing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is made uniform and refined. プレートは、厚さ3〜20mmで、プレート内数10個〜1000個の連携配列した穴と溝部とからなっており、その穴/溝の面積比率は10〜100で、穴の径は2〜50mmであって、穴の形状は、円形あるいは、三角形あるいは、四角形あるいは、多角形であって円柱状、円錐状、二段円筒状、円筒円錐状になっており、窒素ガスと海水又は水との供給用の溝部噴流によるベンチュリー効果で効率よく海水又は水とを混合できるように、穴内部にむかってプレート上面部溝とプレート下面部溝が交差し通過できるようにし、穴内部にて分散・均一化させ微細化させ、プレート上・下面部溝部の幅を0.5ミリから5ミリ幅であって、深さは0.5ミリから10ミリ、穴配列の角度は1度から179度の範囲内であることを特徴する請求項1に記載の溶存酸素除去装置。The plate has a thickness of 3 to 20 mm, and is composed of several 10 to 1000 holes and grooves that are aligned in the plate. The hole / groove area ratio is 10 to 100, and the hole diameter is 2 to 2. 50 mm, and the shape of the hole is circular, triangular, quadrangular, polygonal, cylindrical, conical, two-stage cylindrical, cylindrical conical, nitrogen gas and seawater or water The upper surface groove and the lower surface groove of the plate cross and pass through the hole so that the seawater or water can be mixed efficiently by the venturi effect by the groove jet for supplying The width of the groove on the upper and lower surfaces of the plate is 0.5 mm to 5 mm, the depth is 0.5 mm to 10 mm, and the hole arrangement angle is 1 to 179 degrees. Claims that are within the scope Dissolved oxygen reducing apparatus according to 1. 混合容器内に収納されるプレートは、形状として大きさ30〜1000mmの正方形、又は長方形、又は円形、又は多角形で、材質として腐食性に強い樹脂製、又は金属合金製で、2〜100枚連携して使用されることを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3に記載の溶存酸素除去装置。The plate accommodated in the mixing vessel is a square, rectangle, circle, or polygon with a size of 30 to 1000 mm, and is made of a highly corrosive resin or metal alloy, 2 to 100 plates. The dissolved oxygen removing apparatus according to claim 1, wherein the dissolved oxygen removing apparatus is used in cooperation with each other. 前記窒素ガス導入は、海水又は真水での通水量1mあたり0.005〜1Nm以上で窒素ガスを注入する前記プレート内での流速を、0.3〜5m/sで通水することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の溶存酸素除去装置。The introduction of nitrogen gas means that the flow rate in the plate for injecting nitrogen gas at a flow rate of 0.005 to 1 Nm 3 or more per 1 m 3 of seawater or fresh water is 0.3 to 5 m / s. The dissolved oxygen removing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 加圧ポンプ吸入側から取り入れられた海水又は真水の被処理水と窒素ガスを加圧ポンプにより圧送し、微細化器混合液入り側に、50〜1000L/分の流速で、微細化粒子にするために、混合容器内部に配したプレート内の穴を経由し溝部により噴射し、効率よくキャビテーションを発生させるための空洞を有し、当該流体を乱流状態にして衝突させている壁体を持つことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の溶存酸素除去装置。Water to be treated and nitrogen gas taken from the suction side of the pressurization pump is pumped by the pressurization pump to make fine particles at a flow rate of 50 to 1000 L / min. For this purpose, it has a wall body that has a cavity for efficiently generating cavitation through a hole in the plate disposed inside the mixing container and that collides the fluid in a turbulent state. The dissolved oxygen removing apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108680709A (en) * 2018-06-12 2018-10-19 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司 A kind of evaluating apparatus of oxygen scavenger performance
CN113772772A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 Dissolved oxygen removal device, internal cooling water system of converter valve and dissolved oxygen removal method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0564706A (en) * 1991-09-06 1993-03-19 Ngk Insulators Ltd Deoxidized water manufacturing apparatus
JP2001129304A (en) * 1999-11-09 2001-05-15 Kurita Water Ind Ltd Deoxidation apparatus
JP2006136756A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Air Water Plant & Engineering Inc Apparatus and method for removing dissolved oxygen in liquid
JP2011121002A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Takenaka Komuten Co Ltd Nano bubble generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0564706A (en) * 1991-09-06 1993-03-19 Ngk Insulators Ltd Deoxidized water manufacturing apparatus
JP2001129304A (en) * 1999-11-09 2001-05-15 Kurita Water Ind Ltd Deoxidation apparatus
JP2006136756A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Air Water Plant & Engineering Inc Apparatus and method for removing dissolved oxygen in liquid
JP2011121002A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Takenaka Komuten Co Ltd Nano bubble generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108680709A (en) * 2018-06-12 2018-10-19 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司 A kind of evaluating apparatus of oxygen scavenger performance
CN108680709B (en) * 2018-06-12 2024-05-10 中国石油工程建设有限公司 Device for evaluating deoxidizer performance
CN113772772A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 Dissolved oxygen removal device, internal cooling water system of converter valve and dissolved oxygen removal method thereof

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