JP3225571B2 - 水中の溶存酸素の真空脱気法 - Google Patents
水中の溶存酸素の真空脱気法Info
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Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水中の溶存酸素の真空脱
気法に関するものである。特に本発明は、半導体産業な
どで要求される超純水を製造する工程の一環として用い
るのに好適な、溶存酸素の除去方法に関するものであ
る。
気法に関するものである。特に本発明は、半導体産業な
どで要求される超純水を製造する工程の一環として用い
るのに好適な、溶存酸素の除去方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】水中の溶存酸素を除去することは、ボイ
ラー用水の処理などで古くから行なわれている。溶存酸
素の除去は、通常、被処理水を減圧下にさらすいわゆる
真空脱気法で行なわれることが多い。しかし最近の半導
体産業では、溶存酸素濃度が著るしく低い超純水が要求
されるようになったため、従来の単純な真空脱気法で
は、この要求を満足させることが困難となりつつある。
ラー用水の処理などで古くから行なわれている。溶存酸
素の除去は、通常、被処理水を減圧下にさらすいわゆる
真空脱気法で行なわれることが多い。しかし最近の半導
体産業では、溶存酸素濃度が著るしく低い超純水が要求
されるようになったため、従来の単純な真空脱気法で
は、この要求を満足させることが困難となりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の真空脱気法の問
題点の一つは、脱酸素水中の酸素濃度を低下させるべく
装置内の減圧度を上げると抽気量が増加し、真空源の容
量を著るしく大きくしなければならないことである。特
に最先端の半導体産業で必要とされる超純水の製造工程
で要求されるような５０ｐｐｂ以下の低濃度まで溶存酸
素濃度を低下させようとすると、抽気量が著るしく増大
し、真空源が事実上これに対応できなくなる。従って本
発明は、真空源を大容量化させずに５０ｐｐｂ以下、特
に１０ｐｐｂ以下という極低濃度にまで溶存酸素濃度を
低下させることのできる真空脱気法を提案せんとするも
のである。
題点の一つは、脱酸素水中の酸素濃度を低下させるべく
装置内の減圧度を上げると抽気量が増加し、真空源の容
量を著るしく大きくしなければならないことである。特
に最先端の半導体産業で必要とされる超純水の製造工程
で要求されるような５０ｐｐｂ以下の低濃度まで溶存酸
素濃度を低下させようとすると、抽気量が著るしく増大
し、真空源が事実上これに対応できなくなる。従って本
発明は、真空源を大容量化させずに５０ｐｐｂ以下、特
に１０ｐｐｂ以下という極低濃度にまで溶存酸素濃度を
低下させることのできる真空脱気法を提案せんとするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空脱
気により被処理水から溶存酸素を除去するに際し、内部
に充填層を備えた容器を有していて被処理水がこの充填
層を流下する間に溶存ガスを放出するようになってお
り、かつ発生したガスは充填層の下方に開口していて途
中に凝縮器を備えている抽気管を経て真空源に到達する
ようになっている真空脱気装置を用い、発生したガスは
その含有する水蒸気の大部分を凝縮させて除去し、残り
のガスを真空源を経て系外に排出することにより、小さ
な真空源で５０ｐｐｂ以下の低濃度にまで脱酸素水中の
溶存酸素濃度を低下させることができる。
気により被処理水から溶存酸素を除去するに際し、内部
に充填層を備えた容器を有していて被処理水がこの充填
層を流下する間に溶存ガスを放出するようになってお
り、かつ発生したガスは充填層の下方に開口していて途
中に凝縮器を備えている抽気管を経て真空源に到達する
ようになっている真空脱気装置を用い、発生したガスは
その含有する水蒸気の大部分を凝縮させて除去し、残り
のガスを真空源を経て系外に排出することにより、小さ
な真空源で５０ｐｐｂ以下の低濃度にまで脱酸素水中の
溶存酸素濃度を低下させることができる。
【０００５】本発明について更に詳細に説明すれば、本
発明では内部に充填層を有する真空脱気装置を用いて被
処理水の溶存酸素を除去する。被処理水は充填層の上方
に設けた散水器のような被処理水供給手段を経て装置内
に導入される。被処理水は溶存ガスを放出しつつ充填物
の表面に沿って流下し、充填層の下方の脱酸素水貯溜部
に至る。装置に導入する被処理水は、イオン交換処理や
逆浸透膜処理等を経た、いわゆる純水（電気伝導度０．
２ＭΩｃｍ以上）であるのが好ましい。被処理水は通
常、操業の安定性や不純物の溶出の観点より２０〜３５
℃のほぼ一定温度で導入される。導入時の溶存酸素濃度
は、一般に大気飽和、すなわちその温度での空気との平
衡濃度もしくは若干過飽和濃度となっていることが多い
が、所望ならば予じめ簡単な脱気を施しておいてもよ
い。
発明では内部に充填層を有する真空脱気装置を用いて被
処理水の溶存酸素を除去する。被処理水は充填層の上方
に設けた散水器のような被処理水供給手段を経て装置内
に導入される。被処理水は溶存ガスを放出しつつ充填物
の表面に沿って流下し、充填層の下方の脱酸素水貯溜部
に至る。装置に導入する被処理水は、イオン交換処理や
逆浸透膜処理等を経た、いわゆる純水（電気伝導度０．
２ＭΩｃｍ以上）であるのが好ましい。被処理水は通
常、操業の安定性や不純物の溶出の観点より２０〜３５
℃のほぼ一定温度で導入される。導入時の溶存酸素濃度
は、一般に大気飽和、すなわちその温度での空気との平
衡濃度もしくは若干過飽和濃度となっていることが多い
が、所望ならば予じめ簡単な脱気を施しておいてもよ
い。
【０００６】放出された溶存ガスは、本出願人が先に提
案（特願平３−９９１２３参照）したように、充填層の
下方の空間部に開口している抽気管を経て系外に排出さ
れる。充填層が空間部で少なくとも上下に分割されてお
り、この空間部からも抽気する様式の真空脱気装置であ
れば更に好ましい。
案（特願平３−９９１２３参照）したように、充填層の
下方の空間部に開口している抽気管を経て系外に排出さ
れる。充填層が空間部で少なくとも上下に分割されてお
り、この空間部からも抽気する様式の真空脱気装置であ
れば更に好ましい。
【０００７】得られる脱酸素水中の酸素濃度は気相の酸
素分圧により規制され、気相との平衡濃度以下とはなら
ない。従って脱酸素水貯溜部の上方の気相の酸素分圧が
脱酸素水に要求される酸素濃度との平衡分圧以下となる
ように、抽気量従って減圧度を設定する要がある。本発
明方法では抽気量を大きくしても真空源の容量を大きく
する必要がないので、装置内の最低圧力を容易に３５Ｔ
ｏｒｒ以下、更には３０Ｔｏｒｒ以下とすることができ
る。
素分圧により規制され、気相との平衡濃度以下とはなら
ない。従って脱酸素水貯溜部の上方の気相の酸素分圧が
脱酸素水に要求される酸素濃度との平衡分圧以下となる
ように、抽気量従って減圧度を設定する要がある。本発
明方法では抽気量を大きくしても真空源の容量を大きく
する必要がないので、装置内の最低圧力を容易に３５Ｔ
ｏｒｒ以下、更には３０Ｔｏｒｒ以下とすることができ
る。
【０００８】真空源としては通常は真空ポンプが用いら
れる。本発明では真空脱気装置と真空源とを結ぶ抽気管
の途中には凝縮器が設けられていて、抜出すガス中の水
蒸気の少なくとも７０％を凝縮させる。凝縮率を大きく
するほど真空源の容量を小さくできるので、１０℃以下
の冷却水を用いて８０％以上、特に９０％以上の凝縮率
になるようにするのが好ましい。前述の充填層が空間部
で上下方向に少なくとも２つに分割されており、充填層
の高さ方向に沿って複数の箇所、例えば充填層を上下に
分割する空間部と充填層の下方から抽気する様式の真空
脱気装置の場合には、空間部から抽気する第一抽気管と
充填層の下方から抽気する第二抽気管とのそれぞれの抽
気管に凝縮器を設け、それぞれの凝縮器で流入するガス
中の水蒸気の５０％以上、合わせて７０％以上を凝縮さ
せるのが好ましい。上下方向に複数の箇所から抽気する
場合には、上方の抽気管から抜出されるガス中には酸素
その他の非凝縮性ガスが相当量含まれていても、下方の
抽気管から抜出されるガス中にはこれらの非凝縮性ガス
は殆ど含まれていない。従って上方の抽気管から抜出さ
れるガス中の水蒸気の凝縮率を上げるには水温の著しく
低い冷却水を用いなければならないが、下方の抽気管か
ら抜出されるガス中の水蒸気は、水温の著しく低い冷却
水を用いなくても容易に９５％以上、所望ならば９８％
以上を凝縮させることができる。従って、このように複
数の個所から抽気する場合には、凝縮のさせ易さに従
い、上方の抽気管のガス中の水蒸気の凝縮率は５０％以
上、下方のそれは９０％以上とし、全体として７０％以
上の凝縮率となるようにするのが好ましい。
れる。本発明では真空脱気装置と真空源とを結ぶ抽気管
の途中には凝縮器が設けられていて、抜出すガス中の水
蒸気の少なくとも７０％を凝縮させる。凝縮率を大きく
するほど真空源の容量を小さくできるので、１０℃以下
の冷却水を用いて８０％以上、特に９０％以上の凝縮率
になるようにするのが好ましい。前述の充填層が空間部
で上下方向に少なくとも２つに分割されており、充填層
の高さ方向に沿って複数の箇所、例えば充填層を上下に
分割する空間部と充填層の下方から抽気する様式の真空
脱気装置の場合には、空間部から抽気する第一抽気管と
充填層の下方から抽気する第二抽気管とのそれぞれの抽
気管に凝縮器を設け、それぞれの凝縮器で流入するガス
中の水蒸気の５０％以上、合わせて７０％以上を凝縮さ
せるのが好ましい。上下方向に複数の箇所から抽気する
場合には、上方の抽気管から抜出されるガス中には酸素
その他の非凝縮性ガスが相当量含まれていても、下方の
抽気管から抜出されるガス中にはこれらの非凝縮性ガス
は殆ど含まれていない。従って上方の抽気管から抜出さ
れるガス中の水蒸気の凝縮率を上げるには水温の著しく
低い冷却水を用いなければならないが、下方の抽気管か
ら抜出されるガス中の水蒸気は、水温の著しく低い冷却
水を用いなくても容易に９５％以上、所望ならば９８％
以上を凝縮させることができる。従って、このように複
数の個所から抽気する場合には、凝縮のさせ易さに従
い、上方の抽気管のガス中の水蒸気の凝縮率は５０％以
上、下方のそれは９０％以上とし、全体として７０％以
上の凝縮率となるようにするのが好ましい。
【０００９】凝縮器としては二重管式熱交換器や多管式
熱交換器等の間接式熱交換器を用いるのが好ましい。冷
媒としては水が用いられる。通常は冷凍機で１５℃以
下、特に１０℃以下に冷却した水を用いるが、具体的に
は凝縮器で目標とする凝縮率に応じて選択する。本発明
による水中の溶存酸素除去の１例を示すと、直径１００
０ｍｍ、層高５０００ｍｍの充填層を備え、充填層の下
方に抽気管が開口している真空脱気装置（図１参照）を
用い、被処理水（２５℃、大気飽和）を５０ｍ3 ／Ｈｒ
で溶存酸素濃度５ｐｐｂまで脱酸素する場合には、表１
に示すように凝縮器を備えることにより凝縮器の無い場
合に比し約１／３０の真空源の容量ですむ。
熱交換器等の間接式熱交換器を用いるのが好ましい。冷
媒としては水が用いられる。通常は冷凍機で１５℃以
下、特に１０℃以下に冷却した水を用いるが、具体的に
は凝縮器で目標とする凝縮率に応じて選択する。本発明
による水中の溶存酸素除去の１例を示すと、直径１００
０ｍｍ、層高５０００ｍｍの充填層を備え、充填層の下
方に抽気管が開口している真空脱気装置（図１参照）を
用い、被処理水（２５℃、大気飽和）を５０ｍ3 ／Ｈｒ
で溶存酸素濃度５ｐｐｂまで脱酸素する場合には、表１
に示すように凝縮器を備えることにより凝縮器の無い場
合に比し約１／３０の真空源の容量ですむ。
【００１０】また、直径１０００ｍｍで、充填層が上部
（層高２７００ｍｍ）と下部（層高３６００ｍｍ）に分
割されていて、この中間部と充填層の下方との２箇所に
抽気管が開口している真空脱気装置（図２参照）を用
い、前記と同様に被処理水（２５℃、大気飽和）を５０
ｍ3 ／Ｈｒで溶存酸素濃度５ｐｐｂまで脱酸素する場合
には、表２に示すように凝縮器を備えることにより、凝
縮器の無い場合に比して約１／３の容量の真空源です
む。なお、表１と表２とを対比すれば明らかなように、
充填層の高さ方向に２箇所から抽気する場合には、真空
源の容量が小さくてすむと同時に冷却水量も少なくてす
むという利点がある。
（層高２７００ｍｍ）と下部（層高３６００ｍｍ）に分
割されていて、この中間部と充填層の下方との２箇所に
抽気管が開口している真空脱気装置（図２参照）を用
い、前記と同様に被処理水（２５℃、大気飽和）を５０
ｍ3 ／Ｈｒで溶存酸素濃度５ｐｐｂまで脱酸素する場合
には、表２に示すように凝縮器を備えることにより、凝
縮器の無い場合に比して約１／３の容量の真空源です
む。なお、表１と表２とを対比すれば明らかなように、
充填層の高さ方向に２箇所から抽気する場合には、真空
源の容量が小さくてすむと同時に冷却水量も少なくてす
むという利点がある。
【００１１】
【表１】 ＊１ 抽気管の開口部の圧力 ＊２ 冷却水は１０℃で入り、１５℃で排出されるとし
て算出 ＊３ 抽気管及び凝縮器での圧損は少ないので無視した
て算出 ＊３ 抽気管及び凝縮器での圧損は少ないので無視した
【００１２】
【表２】 ＊１ 抽気管の開口部の圧力 ＊２ 冷却水は１０℃で入り、１５℃で排出されるとし
て算出 ＊３ 抽気管及び凝縮器での圧損は少ないので無視した
て算出 ＊３ 抽気管及び凝縮器での圧損は少ないので無視した
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、装置から抜出されるガ
スの大部分を占める水蒸気を予じめ凝縮除去して、残余
のガスのみを真空源を経て系外に排出するので、真空源
の容量を大きくせずに高真空度で脱気することができ
る。従って本発明によれば溶存酸素濃度５０ｐｐｂ以下
の脱酸素水を得ることは容易であり、溶存酸素濃度１０
ｐｐｂ以下、例えば５ｐｐｂ程度という極低濃度の脱酸
素水を得ることもそれほど困難ではない。
スの大部分を占める水蒸気を予じめ凝縮除去して、残余
のガスのみを真空源を経て系外に排出するので、真空源
の容量を大きくせずに高真空度で脱気することができ
る。従って本発明によれば溶存酸素濃度５０ｐｐｂ以下
の脱酸素水を得ることは容易であり、溶存酸素濃度１０
ｐｐｂ以下、例えば５ｐｐｂ程度という極低濃度の脱酸
素水を得ることもそれほど困難ではない。
【図１】本発明を実施する装置の１例の概念図である。
【図２】本発明を実施する装置の他の例の概念図であ
る。
る。
１ 被処理水供給手段 ２ 真空脱気装置 ３ 充填層 ４ 抽気管 ５ 凝縮器 ６ 冷却水供給管 ７ 冷却水排出管 ８ 凝縮水排出管（大気脚） ９ 凝縮水貯槽 １０ 真空ポンプ １１ 脱酸素水貯溜部 １２ 脱酸素水抜出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−200818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−20209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 19/00 101 C02F 1/20 C02F 1/58
Claims (5)
- 【請求項１】 内部に充填層を備えた容器、容器内にお
いて充填層の上方に設けられている被処理水供給手段及
び充填層の下方に設けられている脱酸素水貯留部、並び
に容器内部と真空源とを連絡する抽気管を有しており、
かつ抽気管は充填層の下方に開口していて開口部と真空
源との途中には凝縮器が設けられている真空脱気装置
に、被処理水供給手段から被処理水を供給して溶存ガス
を放出させつつ充填層を流下させ、発生したガスは凝縮
器でその含有する水蒸気の７０％以上を凝縮させたのち
真空源を介して系外に排出させることにより、貯留部か
ら溶存酸素濃度５０ｐｐｂ以下の脱酸素水を回収するこ
とを特徴とする水中の溶存酸素の真空脱気法。 - 【請求項２】 内部に充填層を備えた容器、容器内にお
いて充填層の上方に設けられている被処理水供給手段及
び充填層の下方に設けられている脱酸素水貯留部、並び
に容器内部と真空源とを連絡する抽気管群を有してお
り、かつ抽気管群が充填層の中間部に開口していて開口
部と真空源との途中に凝縮器が設けられている第一抽気
管と、充填層の下方に開口していて開口部と真空源との
途中に凝縮器が設けられている第二抽気管との少なくと
も２本の抽気管から成っている 真空脱気装置に、被処理
水供給手段から被処理水を供給して溶存ガスを放出させ
つつ充填層を流下させ、発生したガスは抽気管群を経て
その含有する水蒸気の７０％以上を凝縮器で凝縮させた
のち真空源を介して系外に排出させることにより、貯留
部から溶存酸素濃度５０ｐｐｂ以下の脱酸素水を回収す
ることを特徴とする水中の溶存酸素の真空脱気法。 - 【請求項３】 第一抽気管及び第二抽気管の凝縮器で、
それぞれの凝縮器に流入したガスが含有する水蒸気の５
０％以上を凝縮させることを特徴とする請求項２記載の
水中の溶存酸素の真空脱気法。 - 【請求項４】 第二抽気管の凝縮器で、流入したガスが
含有する水蒸気の９５％以上を凝縮させることを特徴と
する請求項３記載の水中の溶存酸素の真空脱気法。 - 【請求項５】 貯留部から溶存酸素濃度１０ｐｐｂ以下
の脱酸素水を回収することを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載の水中の溶存酸素の真空脱気 法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01407092A JP3225571B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 水中の溶存酸素の真空脱気法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01407092A JP3225571B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 水中の溶存酸素の真空脱気法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228305A JPH05228305A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3225571B2 true JP3225571B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=11850846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01407092A Expired - Lifetime JP3225571B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 水中の溶存酸素の真空脱気法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225571B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000102702A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Erc:Kk | 真空脱気装置 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP01407092A patent/JP3225571B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228305A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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