JPS5818126B2 - 液体を脱気するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体によって吸収された酸素の実質的な部分を
除去するために液体を脱気する、特に水を脱気するため
の方法に関するものである。

地下の炭化水素を含んでいる地層に水、例えば海水を注
入し、良好な資源の回収を達成するために問題の炭化水
素を押し出すことは知られている。

吸収した酸素を含んでいる海水の注入はある欠点を引き
起こし得る。

こめ酸素は、即ち用いられる配管の腐蝕を増進し、また
更に注入される水により運ばれる望ましくない好気性細
菌の成長を惹起するだろう。

炭化水素含有地層における好気性細菌の成長は微生物の
群落を生じ、これは炭化水素含有地層を閉塞し、従って
望ましい効果は得られない。

酸素と他の気体は水を大気圧で沸騰することにより前記
水から分離又は除去し得るが、この方法は大量の水を処
理するのには適さない。

吸収された気体は気体解放によっても除去し得、これは
充填材又は多孔性トレイを含んでいる対向流脱気塔とし
て通常設置される解放ガス抜装置で行うことができる。

水はガス抜装置の頂部に導入され、また解放気体、例え
ば浄化した天然ガスは塔の底部に導入されかつ水と密接
に接触してそれを通って泡立ち、解放気体は他の吸収気
体を除去し、従って少なくとも部分的に例えば酸素のな
い水が得られる。

しかしながら気体解放はある欠薇を有する。

即ち用いられる装置は高価で重く、またかさばり、これ
は沖合の設備（リグ）では最も都合が悪く、これは場所
をとりまた望ましくない重量を意味する。

硫黄分の少ない大量の天然ガスが消費されまた使用後添
やさなければならない。

プラントの配置に関して匍」限を伴い、同様に種種の安
全処理を必要としているこのようなプラントの囲りの区
域にガスの危険がある。

液体中に吸収されたガスの量は前記液体上の前記ガスの
部分圧に比例し、吸収したガスは又前記液体上のガスの
部分圧を減少することにより除去し得る。

このため気体解放ガス抜装置と同様に構成されている普
通の種類の真空脱気装置を用い得るが、気体を底部に導
入する代りに、脱気装置の上方部は部分ガス圧を減少す
るため適当な真空ポンプに連結されるのが望ましい。

通常の真空脱気装置に関連して、所望の効果は多段脱気
装置を必要とする。

このような真空脱気装置はこうして気体解放ガス抜装置
と同じく重くかつかさばるものである。

更に、最後段で許容し得る低い酸素値を達成するため、
酸素消費薬品を添加することがしばしば必要である。

化学薬品の添加は更に高価な投入と制御装置を要し、ま
た化学薬品のコストは更に総経費を増大するだろう。

この技術分野の周知技術はＤｒ、ＣｈａｒｌｅｓＣ、ｐ
ａｔｔｏｎによりＯｉ Ｉｆｉｅｌｄ Ｗａｔｅｒ Ｓ
ｙｓ−ｔｅｍｓ” （Ｐｅｔｒｏ Ｔｅｃｈ Ｌｔｄ、
１９７７）に記載されている。

上記文献は最近の装置と方法並びに他の文献へ参照する
豊富なリストを含んでいる。

本発明は１段脱気を可能にする液体、特に水を真空脱気
するための改良した方法と装置に関するものであり、こ
れは処理水中の極めて低い残留自由酸素値を達成する。

この改良した方法は更に周知方法よりも実質的にかさば
らない方法の使用を可能にする。

本方法によれば処理すべき水は真空区域に噴射され、ま
た「泡消去」多孔性材料により覆われる１個又は数個の
面に衝突し、噴霧した水は前記材料を通って第２の区域
へ下方に流れるよう浸透し、ここで脱気した水が比較的
一定のレベルに維持される。

前記真空区域内で出来得る限り低い真空、望ましくは水
の真空圧にほぼ対応する真空が維持される。

導入した水が下にある区域□の水と衝突するのを防止す
るために、浸透し得る隔壁が前記壁と上方区域との間に
設けられる。

前記浸透し得る隔壁は噴射中水が衝突する材料と同じ材
料から作ることができる。

気体を液体から分離するための幾つかの周知方法及び装
置がある。

こうして米国特許第３．６３１，６５４号明細書は真空
脱気装置について記載してないけれども、気体と液体の
機械高混合物を分離するための装置を述べている。

フィルタは液体により湿らされ、また圧力差に基き液体
だけが前記フィルタを通過される。

同じフィルタの他の部分は液体を反発し、また気体を別
個の出口に通過させる。

米国特許第３，５２３，４０８号明細書には気体と液体
を分離することができ、また米国特許第３．６３１，６
５４号明細書記載の装置と同じ原理に基ぐ装置が述べら
れている。

米国特許第４，０３９，３’０５号明細書は油から気泡
を分離するフィルタが述哀られている。

混合物はフィルタ材料を通して押出されここで油と気体
が分離される。

英国特許第１，２９８，９２０号明細書には真空脱気装
置（ガス抜装置）が記載されている。

前記装置の目的は真空タンク内部の液体と真空との間に
大きな接触面積を与えることである。

これは前記タンク内のフィルタ要素を通して液体を押出
すことにより達成される。

英国特許願第２．０１３，５２０号明細書は真空ガス抜
装置であり得るが必ずしもそれではない装置を述べてい
る。

前記発明の目的は発泡媒体から気体を分離することであ
る。

気体は泡を通過しないフィルタ要素を通して容器の上部
を引出される。

西独特杵願第２，６４５，５６１号明細書は液体から溶
解気体を除去する真空脱気装置（ガス抜装置：を述べて
いるのではなく、液体から未溶解気体及び異物を分離す
るための装置を述べている。

このような装置はしばしばポンプの前に配置するのが望
ましい。

英国特許第１，３２３，９５７号明細書は本発明の目的
とある類似点を有する特徴を述べている。

前記英国明細書は第１の脱気又はガス抜きが第１の区域
で行なわれ、その後補助の処理液が対応している種類の
別の処理段に送られる２段装置を示している。

補助段は所望のガスレベルを与えるには）不充分である
ことは明らかであり、また液体を第２段に入れる前にこ
れを加熱する必要がある。

これは熱の使用を伴う高価な方法を意味する。

最後に述べた英国特許明細書によれば、液体は水平に配
置した多孔性材料、例えばＲａｓｃｈｉｇ ！Ｊｉング
ヘ又はそれに向って噴霧される。

本発明によれば、処理すべき液体は１つ又は幾つかのノ
ズルにより垂直に配置した面に向って噴射され、これら
の面は気泡の形成を妨げる多孔性材料で被覆される。

幾らかの液体は勿論多孔性材フ料に浸透し、かつそれを
通って移動するが、大部分の液体は長子り性材料の表面
に沿って流下し、従って可能なフィルタ作用は全く制限
されるだろう。

以下示す実験データから明らかな如く、実質的に改良さ
れた脱気は、当該技術分野で周知の方法ｉと比較して本
発明の方法により達成される。

真空区域が極めて低い圧力に維持されるところの脱気装
置に例えば水が噴射されるとき、吸収されたガスが「沸
騰核Ｊを形成し得ると仮定すれば、この囲りに蒸気又は
大きな蒸気泡が形成されかつ多孔ン性材料への衝突前あ
るいは衝突後に噴出された水から直ちに解放される。

更に普通に充填した真空ガス抜装置の低い効率は、問題
の水の表面に泡及び気泡の形成に基〈と推定される。

水の表面張力により泡内部の酸素の部分圧は前記泡の外
側の部１分圧よりも高く、その結果水の酸素含有量はこ
のような泡の接触して塔内の全圧力が包含するよりも高
いだろう。

通常の真空ガス抜装置の低い効率は、水が塔の充填物を
通って下方に流れる間、泡が形成されることに基〈と考
えられ、また前記泡；の形成がこの種のガス抜装置の効
率に制限を定めるものと考えられる。

本発明による方法を実施するために、少なくとも１つの
真空区域が設けられ、これに水が噴射され、また脱気し
た水を収集しかつ抽出するための少なくとも１つの下方
区域が設けられる装置が提供される。

前記第１の区域内に「泡消去」多孔性材料の少なぐとも
１つの衝突面が設けられ、これに対し１つ又はそれ以上
の適当なノズルにより水が噴射される。

第１と第２の区域は多孔性材料、例えば噴射される水が
打撃する衝突壁に用いられるものと同じ材料から成って
いる浸透し得る隔壁により分離される。

下方区域中の水と水が導入される区域との間の隔壁の目
的は、一部泡立ちを防止することであり、また一部はノ
ズルからの水と処理された水との間の直接々触を防止す
ることであり、これは他方装置の効率を減少するだろう
。

処理された水のレベルは、水面が２つの区域を分離して
いる多−）Ｂ隔壁内に維持されるような要領で調節され
るのが望ましい。

前記両区域は必要な真空のもとにおくことのできる適当
なケーシング内に設けられる。

前記ケーシングは外方ケーシング面に望ましくない凝縮
を防止するよう絶縁されるのが望ましい。

以上の記載による装置は、本発明の装置の望ましい実施
例を示す添付図面を参照して説明される。

示された装置はシールされた外部タンクを備え、このタ
ンクはそれが必要な真空下に据付は得るような要領で構
成される。

前記タンク１の内側に内部シェル２が設けられ、少なく
とも前記タンク１の上方部で水が外部タンク壁と接触す
るのを防止する。

前記シェル２とタンク１との間に形成される空間３は、
例えばパイプ１６を介してルーツブロワ１７の吸引側に
オリフィス４で通気される。

この結果空間３は真空下にあり、またこうして更に別の
絶縁物を不要にする熱絶縁効果を有する。

前記シェル２の内側に１つ又は１つ以上の同心の垂直壁
５と５ａが設けられる。

これらの垂直壁は多孔性材料６、例えばガラスウール又
は天然あるいは人工繊維その他から作られる織物により
、例えば５０〜１００ ｍｍ＠厚さで覆われる。

前記壁５と５ａは浴７を覆う長子り性材料の被覆１１に
及びそれを通して下方に延びる。

被覆１１及び円心の・壁５と５ａは孔明ぎ板２０その他
の上に載っている。

水は良好な分配を達成するのに十分な圧力で、即ち１５
朋の全ジェットノズルのためほぼ０．５〜０．７バール
で弁１３とパイプ８を介してノズル９を通って導入され
る。

ノズル９から水は壁５と５ａ上の多孔性材料６に向って
放出される。

被覆１１は比較的高い速度を有している水が浴７内の処
理水と接触するのを防止するだろう。

こうして酸素含有水が処理水との直接接触にもたらされ
るのが排除される。

珈１１がなければ、１０〜２０℃の水温で一段の真空脱
気に０．４０ＰＰｍ以下の残余の酸素含有量を達成する
のは困難であることが実験よりわかった。

被覆６内で水は減速され、また更にいかなる泡もなしに
分配され、また水は被覆６を通して出来得れば壁５と５
ａに沿って浴７下方に流れる。

ノズル９からの水が浴７内の水と直接接触するのが防止
され、またそれが前記多孔性被覆を通して前記浴下方に
流れるという事実により、分離した気体は浴中に再び導
入すべき水とともに運ばれ得ない。

浴７の水面が多孔性被覆と接触しているので、水面上の
泡立ちが貝１除される。

浴７の表面は図に１２で示すように被覆１１内に保持さ
れるのが望ましい。

これはフロート１４と連結される支柱２１により操作さ
れる。

制御弁１３の助けにより達成される。

水は出口１５を通って脱気装置から吸出される。

吸引気体及び蒸気は適当な真空ポンプ、例えばルーツブ
ロワ１７によりパイプ１６を通して脱気装置の頂部で吸
引される。

ルーツブロワから排出される気体／蒸気は、冷水の導入
により注入冷却器１８内で凝縮し得る。

液体リングポンプ１９が押し出さねばならない容積はこ
うして更に減じられる。

注入冷却器１８に混合される水及び得られる凝縮物はこ
うして自動的に補光される前記液体リングポンプを補充
するのに用い得る。

真空原理により操作する通常の海水脱気と上記した脱気
との間の比較は、本発明による方法と装置が実質的な利
点を有することを示した。

毎時３４０ｍ″の水の容量で次の寸法と能力が代表的な
ものである。

従来の装置 直径 ３ｍ 高 さ １０ｍ 能 力 ３０℃で残留酸素（０２）０．０５ＰＦ２０
°Ｃで残留酸素（０２）０．１０ＰＦ本発明による装置 直径 １．５ ｍ 高 さ ３．９ｍ 能 力 １３℃−ｃ：残留酸素（０２） ｏ、ｏ １
５ＰＰ”（０，０１５ＰＦが用いられた測定装置 の下限であった。

）示された結果から明らかな如く、実質的に改良された
酸素の除去は従来の装置と比較して本発明による脱気装
置により達成される。

最後に述べた装置により残留０２含有量は本装置が１３
℃の水温で試験されたという事実にもかかわらず本発明
の脱気装置による結果よりも２０°Ｃで７倍も高ぐ、こ
れは本発明の方法を実施する装置の利点を付加的に強調
する。

従来の装置の容積は本発明の装置のそれよりも約１０倍
大きく、これは重量とかさに関して後者がかなり小さい
ことを意味する。

添付図面に示された装置には壁５に１つの吸収被覆６が
設けられるけれども、壁５の反対面を対応する被覆で被
い、また後述した被覆も導入される水によって噴霧され
るような要領でノズルを配置することが可能である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による液体を脱気するための装置を一部断面
図で示している線図的な正面図である。 １・・・・・・ケーシング、２・・・・・・内部シェル
、３・・・・・・空間、４・・・・・・オリフィス、５
，５ａ・・・・・・壁、６・・・１１・・・・・・多孔
性材料の衝突面、Ｔ・・・・・・浴、８・・・・・・パ
イプ、９・・・・・・ノズル、１５・・・・・・出口、
１６・・・・・・パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）脱気すべき液体の少なくとも１つの流れを真空
   領域に向け、かつ少なくとも１つの垂直に延びている衝
   突壁に被覆される多孔性材料の表面に対して向け、多孔
   性材料が流れにおける液体の泡立ちを防止し、 （ｂ） 各々の垂直に延びている衝突壁土の多孔性材
   料に吸収される液体を多孔性材料を通して下方に流出さ
   せかつ同時に脱気させ、 （ｃ） 脱気された液体を各垂直に延びている衝突壁
   に被覆される多孔性材料の底部から水平に延びている多
   孔性隔壁に通過させ、前記ｍ１項の工程の流れからの任
   意液体が隔壁下方に直接通過するのを防止し、 （ｄ） 脱気した液体を水平に延びている多孔性隔壁
   を通して下方に通過させかつ脱気液の浴中に流し、 （ｅ） 脱気した液を脱気液の浴から抽出し、また（
   ｆ） 脱気液の浴の表面が水平に延びている多孔性隔
   壁内に配置されるような工程−の流れに液体の量を制御
   し、かくして浴の表面の泡の発生を防止することより成
   る液体を脱気するための方法。 ２ 工程（ａ）における液体の各派れが溶解空気を含む
   水から成り、また脱気液の浴が脱気した水から成る特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 各々の垂直に延びている衝突壁が環状であり、各衝
   突壁に被覆される材料がその内側に配置され、また液体
   の多数の流れが各衝突壁に被覆される長子り性材料の異
   なる部分に向かって半径方向外方に向けられる特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ４ ケーシングと、 ケーシングを上方の室と下方の室に分割するためケーシ
   ング内に配置される長子り性材料から成る水平に延びて
   いる隔壁と、 水平に延びている隔壁から上方室に延びている少なくと
   も１つの垂直に延びている衝突壁とを備え、各衝突材料
   が水平に延びている多孔隔壁の多孔性材料と接触するよ
   う下方に延びる多孔性材料の被覆を有しており、 衝突壁土の多孔性材料の被覆に向かって脱気すべき液体
   の流れを向けるため上方室に配置される少なくとも１つ
   の液体排出手段と、 上方室内に真空を発生するためケーシングに連結される
   ポンプ手段と、 下方室に浴としてたまる脱気した液を除去するためケー
   シングに連結される排水手段とを備える液体を脱気する
   ための装置。 ５ 各垂直に延びている衝突壁が環状であり、また長子
   り性材料が各環状の衝突壁の内面に被覆される特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。 ６ 各液体排出手段には、共通のパイプから脱気すべき
   液が供給され、流れ制御装置が前記共通のパイプに配置
   され、またフロート手段が下方室に配置されかつ前記流
   れ手段に連結され、ケーシングの表面が水平に延びてい
   る隔壁内に配置されるようにケーシング内の脱気液の浴
   の表面を維持する特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ７ 各垂直に延びている衝突壁土の多孔性材料が織物と
   して織られた天然又は人工繊維から成る特許請求の範囲
   第４項に記載の装置。 ８ 多孔性の支持シートが水平に延びている隔壁を支持
   するためケーシングを横切って延びる特許請求の範囲第
   ４項記載の装置。 ９ 各垂直に延びている衝突壁が多孔性の支持シート上
   に取付けられる特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０ケーシングが外方シェルと内方シェルを含み、また
   外方シェルと内方シェルとの間の空間を真空を発生する
   ポンプ手段に連結するための手段が設けられる特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。 １１ 各垂直に延びている衝突壁が環状であり、また長
   子り性材料が各環状の衝突壁の内面に被覆され、また１
   つの衝突壁がケーシングの内方シェル付近に配置される
   特許請求の範囲第１０項に記載の装置。