JPS6316086A - 液体中の溶存酸素の除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は窒素ガスを用いて自然水や純水のような液体中
に溶存している酸素を除去するための装置に係り、特に
真空脱気装置等の大掛りな設備を不要とすると共に、窒
素ガスの消費量を最少限に抑えることができるようにな
した密閉型液体貯槽を用いた液体中の溶存酸素の除去装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より液体中の溶存酸素ガスを除去する方法として真
空脱気装置が用いられてきている。

当該装置は、主に真空脱気塔と、下部貯槽及び真空ポン
プで構成されており、真空脱気塔は塔内上部に配設した
散液管と、この散液管の下方に設けた充堪層とからなり
、真空脱気塔内に入った原液は気液接触効果を高めるた
め散液管と充填物により分散され、表面積が大きくなる
構造となっている。そして、真空脱気塔の頂部から塔内
の気体を真空ポンプで吸引・排気し、通常塔内は１０乃
至６０ト一ル程度の真空状態となっている。

真空状態の塔内に原液が供給されると、原液中に溶存し
ている酸素ガスは、窒素ガスや二酸化炭素ガスと共に原
液中から分離され、真空脱気塔の頂部から真空ポンプに
よって吸引され、真空ポンプの排出口から大気中に放散
される。

一方、ガス体と分離された脱気液は真空脱気塔の下部に
設置しである貯槽内に流下し、ここに貯留される。貯槽
内に貯留された脱気液は送液ポンプで他の貯槽あるいは
各種の用途先に送られる。

第２図は従来の当該設備のフローを示す説明図であり、
流入管ｌから真空脱気塔２内に供給された原液は散液管
３で分散され、充填層４を流下し、下部の貯槽５内に貯
留される。

このとき、予め脱気塔２内は真空ポンプ６により６０）
−ル以下の真空状態となっているため、当該塔２内に入
った原液は、酸素ガス及び他のガス体と脱気液とに分離
される。そして、ガス体はガス吸入管７から真空ポンプ
６に吸引され、ガス排出管８から大気中に放散される。

貯槽５内に貯留された脱気液は脱気液ポンプ流入管９か
ら脱気液ポンプ１０に入り、送液管１１から他の貯槽ま
たは用途先に送られる。

なお、最近になって、用水中の溶存酸素を除去する機械
的手段として、用水を貯留した大型の開放型貯槽の下部
から窒素ガスを連続的に供給し、用水に窒素ガス気泡を
接触させ、用水中の溶存酸素を除去する装置が提案され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の真空脱気装置は以上説明したとおりであるが、真
空脱気塔内を常に６０トール以下の真空状態に保持する
ための真空ポンプとその排気設備が必要になると共に、
真空脱気塔はその塔内構造のため塔高が約３ｍと可成り
高くなるという問題がある。また、貯槽は脱気液ポンプ
の必要な吸込水頭を得る関係から当該ポンプより約３ｍ
以上の高さとしなければならない。従って、一般的な真
空脱気塔と貯槽は配管類との関係もあって地上約Ｉｏｎ
ものプラントとなり、その建設・設備費が嵩むうえ、保
守・点検にも多大な手間を要するという問題点があった
。

また、用水を貯留した大型の大気開放型貯槽の下部から
窒素ガスを連続的に供給して用水中の溶存酸素を除去す
る装置にあっては、常時窒素ガスを貯槽の下部から放出
させなければならず、窒素ガスは連続して大気中に放散
されてしまうので、ランニングコストが割高になるとい
う問題があるほか、この装置における貯槽はいわゆるバ
ッチ式であるから、大型貯槽とならざるを得す、設備費
の増大や設置場所についても困難を生ずるとい、う問題
がある。さらに、この従来提案の装置では、窒素ガスと
用水との接触効率が悪く、脱気に要する時間が真空脱気
装置に較べて可成り長くなるという問題もある。

本発明は前記した従来装置に伴う問題点を解決し、真空
脱気装置等の大掛りな設備を用いることなく、溶存酸素
の除去を効率的に行えるようにすると共に、酸素ガスの
方が窒素ガスよりも比重が大きい点に着目して窒素ガス
の消費量を最少限に抑えることのできるようになした溶
存酸素の除去装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を詳述すれば、液体流入管と液体流出管をそれぞ
れ付設した密閉状の液体貯槽と、この液スを供給する装
置と、前記液体流入管に連通ずるようにして液体貯槽内
の上方位置に配設した散液管と、この散液管の取付位置
より下方であって且つ前記液面制御機器で設定した高レ
ベルの液位より上方の位置に配設した集気管と、この集
気管に気体排出管を介して付設した水封器とから構成さ
れることを特徴とする液体中の溶存酸素の除去装置、で
ある。

以下、本発明の具体的構成を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明装置の実施態様の一例を示す説明図であ
り、図中２０は液体流入管２１と液体流出管２２をそれ
ぞれ付設した液体貯槽を示す。

２３は液体貯槽２０内に貯留される脱酸素液が消費と補
給を繰り返すことによって上下動する液位の変化を電気
的にコントロールする液面制御機器であり、液体流出管
２２から流出する脱酸素液の流量より、液体流入管２１
から流入する原液の流量の方が大きくなるように予め設
定しておくが、たとえば、図示の低レベルＨにまで液位
が下がったときに補給を開始し、高レベルＨＨのところ
で補給が自動的に停止するようになっている。

また、図示のＬＬは後述する脱酸素液ポンプ３２の引き
切り防止点を示し、Ｌは当該ポンプ３２の起動復帰点を
示す。

２４は窒素ガスの供給装置であり、当該供給装置２４は
窒素ガス源２５から窒素ガス供給管２６を介して貯槽２
０の上方内部に窒素ガスを送り込むもので、窒素ガス供
給管２６には減圧弁２７を挿着しである。

２８は前記液体流入管２１に連通ずるようにして液体貯
槽２０内の上方位置に配管した散液管であり、２９はこ
の散液管２８の配管位置よりも下方であって、且つ前記
液面制御機器２３で設定した高レベルＨ）（の液位より
上方の位置に配設した集気管である。なお、集気管２９
に多数穿設した集気孔は下向き、すなわち液面側を向く
ように付設するとよい。

３０は前記集気管２９に気体排出管３１を介して液体貯
槽２０の外側に付設した水封器、３２は液体流出管３２
中に挿着した脱酸素液ポンプをそれぞれ示すものである
。

〔作　用〕

窒素ガスの供給装置２４から送られてくる窒素ガスは減
圧弁２７と水封器３０によって圧力がコントロールされ
た状態で液体貯槽２０内に充満している。

液体流入管２１から液体貯槽２０内に送られてくる原液
は、散液管２８によって分散され、窒素ガスとの接触表
面積が大となり、効率良く原液中の酸素ガスと液体貯槽
２０内の窒素ガスとの交換が行われる。なお、液体貯槽
２０内への窒素ガスの供給圧力は液体貯槽２０の圧力強
度との関係で定まるので特に限定する必要はないが、通
常液体貯槽２０の耐圧は、±５００ｇ５Ａｑのものを使
用する　　。

ので、５００ｍＡｑ以下の圧力とするが、水封器３０と
の圧力制御の関連もあるので、１５０〜２００ｍＡｑ位
とするとよい。

散液管２８によって分散されなから貯槽２０内に落下す
る脱酸素液の液面は供給量に比例して上昇してくるが、
液位の上昇に従って液体貯槽２０内の圧力も上昇してく
る。そして、貯槽内圧力が予め設定しである圧力以上に
なると、窒素ガスと交換された酸素ガスが集気管２９に
穿設しである集気孔より集気管２９内に入り、気体排出
管３１を通って水封器３０より大気中に放散される。

なお、窒素ガスと酸素ガスとでは、酸素ガスの方が比重
が大きいため、集気管２９からは主に酸素ガスが入り込
み、水封器３０内の水封水の水頭圧力に打ち勝って酸素
ガスは大気中に排気され、液体貯槽２０内は常に窒素雰
囲気となっている。

一方、脱酸素液ポンプ３２を運転すると、液体貯槽２０
内の脱酸素液は液体流出管２２より各用途先へ送られて
いき、液体貯槽２０内の液位は低下してくる。液面の低
下に伴って１５０１■Ａｑ程度に減圧された窒素ガスが
供給装置２４から液体貯槽２０内に送られてくる。

液位が低下し、原液供給の設定位置、たとえば図示の低
レベルＨの位置までくると液面制御機器２３が作動して
原液が液体流入管２１より液体貯槽２０内に供給され始
め液位は徐々に上昇してくる。

液体貯槽２０内の気体部分はほぼ１００％窒素ガスであ
るため、その窒素の分圧もまた１００％であるから、散
液管２８から分散された原液中の溶存酸素ガスは液体貯
槽２０内の窒素ガスと効率良く置換され、液体貯槽２０
内の液面より上部の気体部分に脱する。そして、液面の
′上昇に伴い水封器３０で設定した水頭以上に液体貯槽
２０内の圧力が高くなると、前記したように酸素ガスを
主体とした気体が集気管２９及び気体排出管３１を経由
して水封器３０より大気中に放散される。

このように、本発明装置によれば、液体貯槽内の液面の
変化に対応して効率良く原液中の溶存酸素が連続して貯
槽外に除去されていくもので、本発明は自然水や純水以
外でも酸素ガスの除去を必要とするあらゆる用途に通用
することができるものである。

〔効　果〕

以上説明したように、本発明装置によれば真空脱気装置
等の大掛りな設備を用いることなく、液体中に溶存して
いる酸素を効率良く連続して除去することができるもの
である。

また、集気管の配管位置が、散液管の取付位置より下方
で、且つ液面制御機器で設定した高レベルの液位より上
方の位置となっているので、酸素ガスの排出に伴って窒
素ガスが液体貯槽外に排出される量がきわめて少なく、
窒素ガスの消費量を大幅に削減できるという多大な効果
を奏するものである。

以下に、本発明の効果を明確にするために実施例を説明
する。

〔実施例〕

第１図に示したフローに基づき、純水を対象として本発
明を実施した。

液体貯槽：　直径１２００ｗｍ　　直胴部高さ２１２ｎ 水封器：　水頭３００ｔａ 窒素ガス減圧弁：　　２ｋｇｆ／ｃＪから１５０ｍｍＡ
ｑ番こ減圧 窒素供給能カニ１．５ｒｒｒ／ｈ 脱酸素液ポンプ能カニ　　１ｒｄ／ｈ 液面制御機器の制御範囲： 集気管下面から１００鶴下方位置を高 レベル（ＨＨ）に設定、ＨＨで純水の 前記高レベル（ＨＨ）より下方３００ 鶴のところに設定。

散水管・集気管：　共に２０Ａ　　ＰＶＣ／々イブに小
孔を穿設したものを使用。

以上の装置を用いて、２０℃の純水を純水流入管から貯
槽に１時間当たり１．２ｎ？の割合で供給した。このと
き純水中の溶存酸素濃度は８■０／βであった。

なお、貯槽内は純水供給にあたって、窒素ガスの供給装
置から窒素ガスを送り込んで窒素雰囲気としてあった。

散水管によって純水は細かく分散され、水位の上昇によ
り貯槽内の酸素ガスを主体とした気体は集気管及び気体
排出管を通って水封器から大気中に放散され続けた。

水位がさらに上昇し、液面制御機器で設定した高レベル
ＨＨの位置まできたとき、純水の供給は停止状態となり
、水封器からの気体の排出も同時に停止した。

次に、脱酸素水ポンプを運転して純水流出管より１時間
当たりｌｒｄの割合で純水を槽外へ送り出し、貯槽内の
水位を低下させた。水位の低下に伴い窒素ガス供給装置
から減圧弁で１５０＋ｕ・Ａｑに減圧された窒素ガスが
貯槽内に流入した。

水位が液面制御機器で設定した低レベルＨの位置まで低
下すると、このときの電気信号により純水は再び流入管
より貯槽内へ供給され始め、水位が上昇すると同時に貯
槽内の気体、すなわち窒素ガスと純水中から説した酸素
ガスが集気管及び気体排出管を経由して水封器から大気
中に排出され始めた。

以上の水位の上昇・低下、純水の供給・停止を繰り返し
た貯槽内の純水、すなわち脱酸素水流出管からの純水中
の溶存酸素濃度は０．３■０／ｌであった。このことか
ら、本発明装置の脱酸素ガス能力がいかに有効であるか
が明らかとなった。

なお、本実施例に用いた溶存酸素の分析はＪＩＳ　　Ｋ
ＯＩＯＩに準拠した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施態様の一例を示すフローの説
明図、第２図は従来装置のフローの説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体流入管と液体流出管をそれぞれ付設した密閉状の液
   体貯槽と、この液体貯槽内で変化する脱酸素液の液位を
   制御する液面制御機器と、前記液体貯槽内の上方前部に
   窒素ガスを供給する装置と、前記液体流入管に連通する
   ようにして液体貯槽内の上方位置に配設した散液管と、
   この散液管の取付位置より下方であって且つ前記液面制
   御機器で設定した高レベルの液位より上方の位置に配設
   した集気管と、この集気管に気体排出管を介して付設し
   た水封器とから構成されることを特徴とする液体中の溶
   存酸素の除去装置。