JPH05269306A - 脱酸素装置 - Google Patents
脱酸素装置Info
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- JPH05269306A JPH05269306A JP4097251A JP9725192A JPH05269306A JP H05269306 A JPH05269306 A JP H05269306A JP 4097251 A JP4097251 A JP 4097251A JP 9725192 A JP9725192 A JP 9725192A JP H05269306 A JPH05269306 A JP H05269306A
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Abstract
応を利用して水から酸素を除去する脱酸素装置におい
て、水素ガスの消費量を減少させるとともに、処理後の
溶存水素ガスの量を0.01ppm以下として、溶存水
素により引き起こされる問題を解決する。 【構成】 過剰量の水素ガスを被処理水に注入するライ
ン5と、そのラインの下流にあってパラジウム触媒を充
填した脱酸素塔4と、該脱酸素塔4の出口に設けられた
真空脱気装置7または膜脱気装置10と、該真空脱気装
置7または膜脱気装置10において被処理水から分離さ
れた水素を主に含むガスを上記脱酸素塔4の上流に注入
するためのライン8とからなる。
Description
する装置に関し、より具体的には、水素ガス(H2 )お
よび触媒樹脂を利用して酸素を除去する装置に関する。
して用いられている。ところが、これらの水中に酸素が
溶存していると、その水が通るボイラー水系や冷却水系
における、溶存酸素を原因とする腐食の問題が生じる。
このため、化学的方法あるいは物理的方法によって、水
中の溶存酸素を除去しなければならない。
も、溶存酸素量を極低濃度にする必要がある。すなわ
ち、半導体工業向けの超純水製造システムにおいては、
溶存酸素を100ppb以下、好ましくは20ppb以
下に低減する必要がある。
しては、(1)純水を加熱して脱気する方法、(2)水
の蒸気圧程度まで減圧して溶存気体を除去する方法、
(3)気液接触面の気体を窒素ガスのみにして、溶存酸
素を水中から気相に拡散させる方法、(4)疎水性の高
分子膜のガス透過性の差を利用する方法、(5)ある種
の金属をイオン交換樹脂の表面に担持させた触媒樹脂
で、溶存酸素を除去する方法などが行われてきた。
(4)の方法では、対象が水中に溶存しているすべての
気体(窒素を利用した(3)の方法では、窒素以外のす
べての気体)であるため、酸素以外の気体も同時に除去
される欠点がある。また、(3)の窒素を用いる方法に
おいては、処理後の水が窒素により飽和してしまう欠点
がある。
しては、例えば、特公昭59−32195号公報および
特開平2−265604号公報に記載されているよう
な、パラジウムなどの貴金属を担持した触媒を用い、水
素を添加して、溶存酸素を除去する方法がある。すなわ
ち、溶存酸素と水素とを触媒の存在下で反応させること
により、水に変化させる方法である。
0ppb以下にするためには、注入する水素は理論値の
1.1から1.3倍の量が必要である。しかも、溶存酸
素濃度に合わせて水素ガスの注入量を制御しても、0.
1〜0.3ppmの水素ガスが処理水に溶存してしま
う。また、処理中の水素ガスは、処理槽上部や配管の上
部にたまり、危険である。さらに、半導体ウェーハの洗
浄用水としては、このような処理水が気泡の発生原因と
なる問題があった。加えて、水素ガスの過剰注入によ
り、ランニングコストが高くなったり、ボイラーや熱交
換器などにおいて、金属材質の水素による脆化を起こす
可能性があるといった問題があった。
み、水素ガスの消費量を減少させるとともに、処理後の
溶存水素ガスの量を0.01ppm以下として、溶存水
素により引き起こされる問題を解決できる脱酸素装置を
提供することを目的とする。
脱酸素装置を提供する。
素から水を生成する反応を利用して水から酸素を除去す
る脱酸素装置において、水素ガスを被処理水に注入する
水素ラインと、その水素ラインの下流にあってパラジウ
ム触媒を充填した脱酸素塔と、該脱酸素塔の出口に設け
られた真空脱気装置または膜脱気装置と、該真空脱気装
置または膜脱気装置において被処理水から分離された、
水素を主に含むガスを上記脱酸素塔の上流に注入するた
めのガスラインとからなる脱酸素装置。
上記真空脱気装置または膜脱気装置へ真空を供給するた
めに、被処理水の流れにより作動し、上記ガスラインに
接続するエゼクタを、上記脱酸素塔の上流に設置するこ
とを特徴とする脱酸素装置。
上記真空脱気装置または膜脱気装置と上記エゼクタの間
の上記ガスラインに水素ガス分離膜装置を設置し、上記
エゼクタから水素ガスのみを被処理水に戻すことを特徴
とする脱酸素装置。
は、パラジウムを触媒として、処理される水中に加えら
れた水素と溶存している酸素とを反応させることにより
行われる。すなわち、溶存酸素を含有した水に過剰量の
水素ガスを添加し、パラジウム触媒の存在下において、
酸素と水素との化学反応により水を生成して、溶存酸素
を除去する。
ム、酸化パラジウム、水酸化パラジウム等のパラジウム
化合物をイオン交換樹脂やアルミナ、活性炭、ゼオライ
ト等の担体に担持させたものを使用することができる。
この場合、担持量は単体に対し外割で通常0.1〜10
重量%程度である。担体としては、特に、アニオン交換
樹脂を用いることにより、少ないパラジウム担持量で、
優れた効果を発揮させることができ、きわめて好適であ
る。
持させるには、アニオン交換樹脂をカラムに充填し、次
いで塩化パラジウムの酸性溶液を通水すればよい。もし
金属パラジウムとして担持させるのならば、さらにホル
マリンなどを加えて還元すれば良い。
ペレット状などいずれの形状でも利用できる。粉末状の
ものを使用する場合には、反応槽を脱酸素塔内に設け
て、この反応槽に適当量添加する。粒状またはペレット
状のものはカラム等に充填し、被処理水を連続的に通水
するときに有利である。もちろん、粉末状のものでも、
カラムに充填して、流動床で通水処理することができ
る。
としては、純水はもちろんのこと、例えば、ボイラー給
水、冷却水などがある。
剰の水素ガスなどのその他のガス成分を真空脱気装置ま
たは膜脱気装置により分離する。
ヒリング等の充填物を充填した装置を利用することがで
きる。この脱気塔の上部から真空を供給し、充填物上の
ノズルから被処理水を噴射して、真空脱気による水素の
除去が行われる。
ば、ケイ素樹脂またはポリフッ化エチレン等の膜を利用
した装置を使用することができる。
が必要とする真空は、真空ポンプを利用して供給するこ
ともできるが、その代わり、上記脱酸素塔の入口にエゼ
クタを設けることができる。すなわち、被処理水の流れ
を利用して、エゼクタを脱水素塔に接続する真空ライン
の真空源として利用する。エゼクタを使用することによ
り、真空供給のための別個の動力源が不要となり、設備
の簡略化を図ることができる。
置において酸素以外のガス成分を分離し、エゼクタまた
は真空ポンプを経て、水素ガスを多く含むこの分離ガス
を、上記脱酸素塔へと戻す。これにより、水素ガスの使
用量を低減することができるとともに、処理後の水に含
まれる水素ガスが下流の配管等にたまる危険を避けるこ
とができる。
ら、水素分離膜等を利用して水素ガスのみを分離し、上
記脱酸素塔に戻すことができる。これによれば、処理後
の水質をさらに高めることができる。
する。
を示す。本発明の装置による処理の対象となる水を貯蔵
するタンク1から、ポンプ2により被処理水ライン3を
通って脱酸素塔4へと被処理水が送られる。そのライン
に水素ガスライン5から水素ガスを注入する。上記脱酸
素塔4の入口の直前の被処理水ライン3にエゼクタ6が
設けられる。脱酸素塔4には、パラジウム触媒を担持し
た樹脂、例えばバイエル社製のLewatit OC1
063またはOC1045のようなパラジウム触媒をア
ニオン交換樹脂に担持したものが充填されており、水中
の過剰量の水素ガスと酸素が、この触媒により反応し
て、水となる。
去された水は、ラシヒリングや充填剤が充填された脱水
素塔7へと送られる。この脱水素塔7には上記エゼクタ
6につながる真空ライン8が接続されている。すなわ
ち、このエゼクタ6は、上記脱酸素塔4に流入する水の
流れを利用して作動し、上記脱水素塔7を真空排気す
る。エゼクタ6を使用することにより、真空脱気を行う
ための真空ポンプなどの別個の動力源が不要となる。こ
の脱水素塔7において、水素等の酸素以外のガスが物理
的に真空脱気される。脱水素塔7での処理を終了した水
は、ポンプ9により排出される。この真空脱気により、
処理された水の中の溶存水素ガス濃度を減少させること
ができ、水素ガスが配管中などにたまる危険性、半導体
ウェーハの洗浄水として使用する場合における気泡の発
生などを防止することができる。
を示す。同様な部位については、第1図と同一の参照番
号を使用し、重複した記載を省略する。第1の実施例の
場合と同様に、処理される水には水素ガスが注入され、
エゼクタ6を通って、脱酸素塔4へと流入する。第1の
実施例と同様のパラジウム触媒が充填された脱酸素塔4
において、酸素と水素の反応が起こって、酸素が取り除
かれる。その後、ケイ素樹脂またはポリフッ化エチレン
等の脱気膜を有する膜脱気装置10において、酸素が取
り除かれた水からさらに、水素、窒素等の酸素以外のガ
スが除去される。この膜脱気装置10には、エゼクタ6
につながる真空ライン8により真空が供給されている。
真空ライン8の途中には、水素ガス分離装置11があっ
て、上記膜脱気装置10において分離された各種の気体
のうちから水素のみをさらに分離する。ここで、分離さ
れた水素ガスは、エゼクタ6において、処理される水に
加えられるが、水素以外の窒素その他の気体は、上記水
素ガス分離装置11から排出される。このように水素ガ
スを回収・再利用することにより、水素ガスの使用量を
低減することができるとともに、水素ガスのみを分離し
て処理水に加えることにより、処理後の水質をさらに高
めることができる。
を20リットル、SUSカラム(直径200mm×長さ
1000mm)に充填した。このカラムからなる脱酸素
塔の入口にエゼクタおよび同脱酸素塔の後段に膜面積
0.5m2 の中空子型の膜脱気装置を設けた。この脱酸
素塔に水素ガスを1.3g/hrの流量で注入しつつ、
溶存酸素8ppmを含む純水を2.5kg/cm2 の操
作圧ものとで、1000リットル/hrの流量で通し
た。エゼクタによる減圧は、650mmHgであった。
り、その他の物理的条件を同一なものとして実験を行っ
た。
す。
の消費量を減少させるとともに、処理後の溶存水素ガス
の量を0.01ppm以下として、溶存水素により引き
起こされる問題を解決できる。本発明の脱酸素装置によ
り酸素を除去された高品質の水は、ボイラー用水や冷却
水として使用することができ、腐食の問題を生じること
がない。また、本発明の装置は、半導体工業の分野で使
用される超純水の製造装置としても好適であり、ウェー
ハの製造で問題となる気泡の発生を防ぐことができる。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 パラジウム触媒の存在下で水素と酸素か
ら水を生成する反応を利用して水から酸素を除去する脱
酸素装置において、水素ガスを被処理水に注入する水素
ラインと、その水素ラインの下流にあってパラジウム触
媒を充填した脱酸素塔と、該脱酸素塔の下流に設けられ
た真空脱気装置または膜脱気装置と、該真空脱気装置ま
たは膜脱気装置において被処理水から分離された、水素
を主に含むガスを上記脱酸素塔の上流に注入するための
ガスラインとからなる脱酸素装置。 - 【請求項2】 上記真空脱気装置または膜脱気装置へ真
空を供給するために、被処理水により作動し、上記ガス
ラインに接続するエゼクタを上記脱酸素塔の上流に設置
することを特徴とする請求項1に記載の脱酸素装置。 - 【請求項3】 上記真空脱気装置または膜脱気装置と上
記エゼクタの間の上記ガスラインに水素ガス分離膜装置
を設置し、上記エゼクタから水素ガスのみを被処理水に
戻すことを特徴とする請求項2に記載の脱酸素装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09725192A JP3224037B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 脱酸素装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09725192A JP3224037B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 脱酸素装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05269306A true JPH05269306A (ja) | 1993-10-19 |
JP3224037B2 JP3224037B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14187354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09725192A Expired - Lifetime JP3224037B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 脱酸素装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3224037B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-03-24 JP JP09725192A patent/JP3224037B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JP3224037B2 (ja) | 2001-10-29 |
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