JPH0416236B2 - - Google Patents
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- JPH0416236B2 JPH0416236B2 JP59236555A JP23655584A JPH0416236B2 JP H0416236 B2 JPH0416236 B2 JP H0416236B2 JP 59236555 A JP59236555 A JP 59236555A JP 23655584 A JP23655584 A JP 23655584A JP H0416236 B2 JPH0416236 B2 JP H0416236B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
- B01J31/08—Ion-exchange resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
- C23F11/18—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using inorganic inhibitors
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
本発明は、水性媒体から溶存酸素を除去する方
法に関する。 溶存酸素は原子力発電装置の１次及び２次冷却
系における部材の腐食に寄与することが確認され
ている。溶存酸素はたとえ非常に微量例えば
20ppb又はそれ以下であつても、装置の銅合金部
材の孔食、くぼみ及び酸化に寄与することが示さ
れている。１次及び２次冷却系共に多数の水貯蔵
タンクがあり、例えば凝縮水貯蔵タンク、補助供
給タンク、脱イオン水貯蔵タンク、原子炉用補充
水用タンク、及び交換燃料用給水貯蔵タンクであ
る。これらのタンクは通常蒸気発生器系へ導入さ
れる静止し通気した水を含んでおり、従つて酸素
が溶存した水を蒸気発生器系へ導入することにな
る。このような貯蔵タンクは往々にして蒸気発生
系の囲いの外側の低温部の場所に位置し、貯蔵タ
ンク中の酸素が溶存した水を脱酸素する必要があ
る。 水中に溶存した酸素の存在に起因する問題及び
このような酸素の種々の物理的及び化学的除去方
法がエフ・マーテイノーラ（F.Martinola）によ
る論文「セイビング・エナジー・バイ・カタリス
テイツク・リダクシヨン・オブ・オキシジエン・
イン・フイードウオータ（Saving Energy by
Catalitic Reduction of Oxygen in
Feedwater）」（インターナシヨナル・ウオータ
ー・コンフアレンス（International Water
Conference）第41回例会、ピツツバーグ、ペン
シルバニア）において議論されている。
Martinolaの論文は、水性媒体に添加した水素と
水性媒体中に溶存した酸素との反応を援助するた
めに、パラジウムを含有するポリスチレン系陰イ
オン交換樹脂の使用方法について議論している。
この論文に記載された方法においてはプレキシグ
ラス（熱可塑性ポリメチルメタクリレート型ポリ
マーの商品名、ローム・アンド・ハース社製）の
リングを備えた混合タンクを通過する、酸素
8ppmを含む水に水素を添加し、次いで得られた
混合物をパラジウム触媒を含有する反応器（カラ
ム）に導入する。この触媒カラムを通過した後の
水中に残存した酸素は0.025ppm（25ppb）であつ
た。水素とパラジウム触媒を使用した他の方法の
場合の残存酸素は0.015ないし0.025ppm（15ない
し25ppb）であつた。 水素を使用して溶存酸素を水から除去する方法
は、従来から他にも行なわれている。米国特許第
1725925号は、水中の酸素を水素又は窒素などの
ようにガスによつて洗気する装置が記載されてお
り、この装置はプロセス流からの酸素を不活性ガ
スで置換する。米国特許第3052527号は触媒含有
吸収床及びこの触媒含有床中に水素ガス雰囲気を
間欠的に保持する別の水素ガス源を使用する方法
が開示されている。この特許に記載された方法は
触媒の存在下で水素を酸素と再結合させるために
使用しているが、この方法はパラジウム触媒を保
持するための支持媒体として活性炭を使用してお
り、水素は触媒床に注入され、触媒床の水素がな
くなるまで限られた量の酸素溶存水が処理され
る。次いでこのサイクルを繰り返すが装置は間欠
的に作動されるにすぎない。水素を非連続的に添
加することは、明らかに水素を溶解する能力が限
られていて遅いためである。米国特許第3294644
号明細書には、水の放射線分解により発生した酸
素の再結合を水素を使用して放射線束により促進
することによつて、水冷した原子炉における腐食
状態を水素の添加により減少する方法が記載され
ている。 従つて本発明は、水性媒体供給源からの水性媒
体流を排出し、排出した水性媒体流に水素ガスを
注入し、水性媒体と水素とを緊密に混合し、緊密
に混合した水性媒体流を4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ
圧（60〜150psig）の圧力に加圧し、加圧し且つ
緊密に混合した水性媒体流を15〜40℃で安定な担
体物質上に分散した有効量のパラジウム又は白金
と、水素と溶存酸素が反応し溶存酸素量が10ppb
（重量）以下の脱酸素水性媒体となるのに十分な
時間接触させることを特徴とする、水性媒体供給
源から溶存酸素を除去する方法に存する。 本発明方法は、循環水性媒体中の溶存酸素量を
非常に低い量に保たなければならない場合、蒸気
発生装置に使用する種々の貯蔵タンクに含まれる
水から溶存酸素を除去するのに特に有用である。 本発明の一実施態様において、溶存酸素を含む
水性媒体の流れに水素ガスを注入により添加し、
この水素ガスを水性媒体中の溶存酸素と反応させ
る。水性媒体流に添加される水素ガスの量は、溶
存酸素と反応する化学量論量にほぼ等しくすべき
であるが、好ましくは化学量論量より僅かに過剰
にする。水素ガス：溶存酸素の比は1.1：１ない
し1.5：１が好適である。水性媒体に水素ガスを
添加した後、複数のガラスビーズ又は他の固体粒
状物質を含む管又はカラムからなる前カラムに水
性媒体流を通過させて水性媒体流を前カラム内を
曲がりくねつて流れさせ、水素ガスと水性媒体中
の溶存酸素との緊密な混合を行なわせる。 緊密な混合を行つた後、水素ガスを含む水性媒
体を加圧下で触媒カラムに注入する。水性媒体の
加圧は、水性媒体を加圧し且つ触媒と接触させる
ためのカラムの加圧した水性媒体流を供給する可
変速度ポンプを使用することにより好適に行なわ
れる。水性媒体中の多量の溶存酸素を除去するた
めに多量の水素を溶解させる必要がある場合、水
素ガスと水性媒体とを緊密に混合した水性媒体流
は4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ圧（60〜150psig）の範
囲の圧力、好適には約7.0Kg／cm2ゲージ圧
（100psig）の圧力に加圧すべきである。例えば、
1ppmのように溶存酸素が少ない水の脱酸素には、
4.2Kg／cm2ゲージ圧（60psig）の圧力の使用で十
分である。溶存酸素が飽和している場合即ち溶存
酸素量約8ppmの場合は、より高い圧力例えば約
7.0Kg／cm2ゲージ圧（100psig）が必要である。こ
のように加圧することは触媒カラムに導入する前
に水性媒体流に添加した水素ガスを迅速に溶解さ
せるために必要である。 水素ガスを含む加圧された水性媒体は、固体担
体上に配置されたパラジウム又は白金を含む触媒
床と接触される。固体担体は水に不溶性であり、
本発明方法の条件下で物理的に安定であり、微細
に配置されたパラジウム又は白金の支持体となる
ものでなければならない。有用な固体担体はポリ
スチレン系イオン交換樹脂、特にポリスチレン系
陰イオン交換樹脂である。商業的に入手可能なこ
のようなポリスチレン系陰イオン交換樹脂の例
は、例えばモービルケミカル社販売の商品名
「Lewatit 0C 1045」及び「Lewatit 0C 1040」
である。 パラジウム又は白金触媒は好適にはカラム中に
保持され、ガス状水素を含む加圧水性媒体流は該
触媒と14〜40℃、好適には約25℃の環境温度で接
触する。水素ガスを含む加圧された水性媒体と触
媒との接触時間は、水性媒体中の溶存酸素量を約
10ppb以下に減少させるのに十分な時間である。
この接触時間は水性媒体中の初期溶存酸素量、添
加した水素ガス濃度、担体上のパラジウム又は白
金の量、及び他の因子に依存して異なる。接触時
間は0.5ないし２分間で十分なことが見出だされ
ている。この接触時間で水性媒体中の溶存酸素量
を10ppb以下、好適には2ppb以下に減少させるこ
とが見出だされている。 最高の効率を得るために、触媒床は水素ガスで
飽和しておくべきである。水素で飽和した触媒床
の酸素除去量に対する影響は以下のように要約す
ることができる。酸素除去の程度は、再結合が起
こる水素の飽和した部位が得られるか否かに依存
する。すなわち添加した水素が酸素に再結合して
触媒床が水素で不飽和となると若干の水素量は触
媒床を飽和するのに使用され水素量に当量の酸素
の再結合は起こらない。触媒床における平衡状態
は水素添加の速度が、再結合よる接触水素部位か
ら水素の消費速度に等しいときに達成される。平
衡状態下では、添加水素1ppmは酸素8ppmと再結
合することができる。触媒床が予め水素で飽和さ
れていれば、水素添加量が所要化学量論量以下に
減少しても、水素で飽和された触媒の水素が枯渇
するまで予測される酸素除去量以上の酸素の除去
が行なわれる。このことは、水素添加が一時的に
停止してさえも酸素除去がほぼ連続的に行なわれ
る本発明の能力を示している。 図は貯蔵タンク１に含まれる水の供給源から溶
存酸素を除去するための本発明方法の実施に使用
する装置の概略図を示す。水の流れはは貯蔵タン
ク１から管２を通りポンプ３に排出され、次いで
水の流れは流量計５を備えた管４を通過する。管
４中の水の流れは前カラム６に導入され、この前
カラムには水素ガス供給源８から管７を通り水素
ガスが注入される。水素ガス及び水は前カラム６
中で緊密に混合され、混合物は管９を通り、混合
物を4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ圧（60〜150psig）の
範囲の圧力に加圧するポンプ１０例えば可変速度
ポンプに導かれる。加圧された混合物はポンプ１
０から管１１に排出され、この管１１には酸素含
有量分析器１２及び水素含有量分析器１３が接続
する。次で加圧された混合物は触媒カラム１４を
通過する。触媒カラム１４は固体支持担体上にパ
ラジウム又は金属白金を含む。混合物は触媒に接
触した後、脱酸素水管１５を通過し、排水ポンプ
１６に導入され、管１７を通つて排出される。管
１７において、水中の残留酸素の量を決定するた
めに酸素分析器１８を使用し、一方、水素分析器
１９を水中に残留することがある水素の量を決定
するために使用する。次いで管１７は脱酸素した
水をバルブ２０に供給し、脱酸素した水を管２１
を通して貯蔵タンク１に戻すか、又は所望により
管２２を通して脱酸素水の使用地点に供給する。 以下実施例に基づき本発明を説明する。部は特
に指示がない限り重量部を示す。実施例中の溶存
酸素量は精度±1ppbのデジタル溶存酸素分析計
「Orbisphere 2713」型を使用して決定した。 実施例 １ 溶存酸素量が7.5（ppm）である水流を、長さ23
cm（９インチ）、内径5.1（２インチ）であり直径
３mmのガラスビーズを充填したステンレススチー
ルパイプからなる前カラムに導入し、同時にこの
前カラムに1.17ppmの量となる量の水素ガスを添
加する。前カラムにおいて1.05Kg／cm2ゲージ圧
（15psig）の圧力で緊密に混合した水流を、可変
速度ポンプにより5.6Kg／cm2ゲージ圧（80psig）
に加圧する。ポリスチレン系パラジウム含有陰イ
オン交換樹脂である「Lewatit 0C 1045」1000ml
の触媒床を含むカラムに、23℃で5.6Kg／cm2ゲー
ジ圧に加圧した水流を導入する。陰イオン交換樹
脂との接触時間を１分間とするために水の流速を
100ml／分とする。触媒カラムからの水流の出口
圧力は2.1Kg／cm2ゲージ圧（30psig）であつた。
触媒カラムを出る水の初期水素含有量は
0.005ppmであり、初期酸素含有量は2.4ppmであ
つた。水流を触媒カラムに44分間過通した後に、
カラム入口水素含有量は1.325ppm、カラム入口
酸素含有量は7.85ppmであり、一方、触媒カラム
を出た水の水素含有量は0.019ppmであり、同じ
く水の酸素含有量は僅か0.029ppm（2.9ppb）であ
つた。 実施例 ２ 実施例１の操作に従つて一連の試験を行つた。
初期水流の圧力は1.1Kg／cm2ゲージ圧（16psig）、
触媒カラム入口では4.2Kg／cm2ゲージ圧
（60psig）、触媒カラム出口では0.77Kg／cm2ゲージ
圧（11psig）であつた。水流の温度は24℃であつ
た。種々の時間経過後の触媒カラムの入口及び出
口の水素含有量並びに触媒カラム入口及び出口の
酸素含有量を第１表にまとめて示した。
法に関する。 溶存酸素は原子力発電装置の１次及び２次冷却
系における部材の腐食に寄与することが確認され
ている。溶存酸素はたとえ非常に微量例えば
20ppb又はそれ以下であつても、装置の銅合金部
材の孔食、くぼみ及び酸化に寄与することが示さ
れている。１次及び２次冷却系共に多数の水貯蔵
タンクがあり、例えば凝縮水貯蔵タンク、補助供
給タンク、脱イオン水貯蔵タンク、原子炉用補充
水用タンク、及び交換燃料用給水貯蔵タンクであ
る。これらのタンクは通常蒸気発生器系へ導入さ
れる静止し通気した水を含んでおり、従つて酸素
が溶存した水を蒸気発生器系へ導入することにな
る。このような貯蔵タンクは往々にして蒸気発生
系の囲いの外側の低温部の場所に位置し、貯蔵タ
ンク中の酸素が溶存した水を脱酸素する必要があ
る。 水中に溶存した酸素の存在に起因する問題及び
このような酸素の種々の物理的及び化学的除去方
法がエフ・マーテイノーラ（F.Martinola）によ
る論文「セイビング・エナジー・バイ・カタリス
テイツク・リダクシヨン・オブ・オキシジエン・
イン・フイードウオータ（Saving Energy by
Catalitic Reduction of Oxygen in
Feedwater）」（インターナシヨナル・ウオータ
ー・コンフアレンス（International Water
Conference）第41回例会、ピツツバーグ、ペン
シルバニア）において議論されている。
Martinolaの論文は、水性媒体に添加した水素と
水性媒体中に溶存した酸素との反応を援助するた
めに、パラジウムを含有するポリスチレン系陰イ
オン交換樹脂の使用方法について議論している。
この論文に記載された方法においてはプレキシグ
ラス（熱可塑性ポリメチルメタクリレート型ポリ
マーの商品名、ローム・アンド・ハース社製）の
リングを備えた混合タンクを通過する、酸素
8ppmを含む水に水素を添加し、次いで得られた
混合物をパラジウム触媒を含有する反応器（カラ
ム）に導入する。この触媒カラムを通過した後の
水中に残存した酸素は0.025ppm（25ppb）であつ
た。水素とパラジウム触媒を使用した他の方法の
場合の残存酸素は0.015ないし0.025ppm（15ない
し25ppb）であつた。 水素を使用して溶存酸素を水から除去する方法
は、従来から他にも行なわれている。米国特許第
1725925号は、水中の酸素を水素又は窒素などの
ようにガスによつて洗気する装置が記載されてお
り、この装置はプロセス流からの酸素を不活性ガ
スで置換する。米国特許第3052527号は触媒含有
吸収床及びこの触媒含有床中に水素ガス雰囲気を
間欠的に保持する別の水素ガス源を使用する方法
が開示されている。この特許に記載された方法は
触媒の存在下で水素を酸素と再結合させるために
使用しているが、この方法はパラジウム触媒を保
持するための支持媒体として活性炭を使用してお
り、水素は触媒床に注入され、触媒床の水素がな
くなるまで限られた量の酸素溶存水が処理され
る。次いでこのサイクルを繰り返すが装置は間欠
的に作動されるにすぎない。水素を非連続的に添
加することは、明らかに水素を溶解する能力が限
られていて遅いためである。米国特許第3294644
号明細書には、水の放射線分解により発生した酸
素の再結合を水素を使用して放射線束により促進
することによつて、水冷した原子炉における腐食
状態を水素の添加により減少する方法が記載され
ている。 従つて本発明は、水性媒体供給源からの水性媒
体流を排出し、排出した水性媒体流に水素ガスを
注入し、水性媒体と水素とを緊密に混合し、緊密
に混合した水性媒体流を4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ
圧（60〜150psig）の圧力に加圧し、加圧し且つ
緊密に混合した水性媒体流を15〜40℃で安定な担
体物質上に分散した有効量のパラジウム又は白金
と、水素と溶存酸素が反応し溶存酸素量が10ppb
（重量）以下の脱酸素水性媒体となるのに十分な
時間接触させることを特徴とする、水性媒体供給
源から溶存酸素を除去する方法に存する。 本発明方法は、循環水性媒体中の溶存酸素量を
非常に低い量に保たなければならない場合、蒸気
発生装置に使用する種々の貯蔵タンクに含まれる
水から溶存酸素を除去するのに特に有用である。 本発明の一実施態様において、溶存酸素を含む
水性媒体の流れに水素ガスを注入により添加し、
この水素ガスを水性媒体中の溶存酸素と反応させ
る。水性媒体流に添加される水素ガスの量は、溶
存酸素と反応する化学量論量にほぼ等しくすべき
であるが、好ましくは化学量論量より僅かに過剰
にする。水素ガス：溶存酸素の比は1.1：１ない
し1.5：１が好適である。水性媒体に水素ガスを
添加した後、複数のガラスビーズ又は他の固体粒
状物質を含む管又はカラムからなる前カラムに水
性媒体流を通過させて水性媒体流を前カラム内を
曲がりくねつて流れさせ、水素ガスと水性媒体中
の溶存酸素との緊密な混合を行なわせる。 緊密な混合を行つた後、水素ガスを含む水性媒
体を加圧下で触媒カラムに注入する。水性媒体の
加圧は、水性媒体を加圧し且つ触媒と接触させる
ためのカラムの加圧した水性媒体流を供給する可
変速度ポンプを使用することにより好適に行なわ
れる。水性媒体中の多量の溶存酸素を除去するた
めに多量の水素を溶解させる必要がある場合、水
素ガスと水性媒体とを緊密に混合した水性媒体流
は4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ圧（60〜150psig）の範
囲の圧力、好適には約7.0Kg／cm2ゲージ圧
（100psig）の圧力に加圧すべきである。例えば、
1ppmのように溶存酸素が少ない水の脱酸素には、
4.2Kg／cm2ゲージ圧（60psig）の圧力の使用で十
分である。溶存酸素が飽和している場合即ち溶存
酸素量約8ppmの場合は、より高い圧力例えば約
7.0Kg／cm2ゲージ圧（100psig）が必要である。こ
のように加圧することは触媒カラムに導入する前
に水性媒体流に添加した水素ガスを迅速に溶解さ
せるために必要である。 水素ガスを含む加圧された水性媒体は、固体担
体上に配置されたパラジウム又は白金を含む触媒
床と接触される。固体担体は水に不溶性であり、
本発明方法の条件下で物理的に安定であり、微細
に配置されたパラジウム又は白金の支持体となる
ものでなければならない。有用な固体担体はポリ
スチレン系イオン交換樹脂、特にポリスチレン系
陰イオン交換樹脂である。商業的に入手可能なこ
のようなポリスチレン系陰イオン交換樹脂の例
は、例えばモービルケミカル社販売の商品名
「Lewatit 0C 1045」及び「Lewatit 0C 1040」
である。 パラジウム又は白金触媒は好適にはカラム中に
保持され、ガス状水素を含む加圧水性媒体流は該
触媒と14〜40℃、好適には約25℃の環境温度で接
触する。水素ガスを含む加圧された水性媒体と触
媒との接触時間は、水性媒体中の溶存酸素量を約
10ppb以下に減少させるのに十分な時間である。
この接触時間は水性媒体中の初期溶存酸素量、添
加した水素ガス濃度、担体上のパラジウム又は白
金の量、及び他の因子に依存して異なる。接触時
間は0.5ないし２分間で十分なことが見出だされ
ている。この接触時間で水性媒体中の溶存酸素量
を10ppb以下、好適には2ppb以下に減少させるこ
とが見出だされている。 最高の効率を得るために、触媒床は水素ガスで
飽和しておくべきである。水素で飽和した触媒床
の酸素除去量に対する影響は以下のように要約す
ることができる。酸素除去の程度は、再結合が起
こる水素の飽和した部位が得られるか否かに依存
する。すなわち添加した水素が酸素に再結合して
触媒床が水素で不飽和となると若干の水素量は触
媒床を飽和するのに使用され水素量に当量の酸素
の再結合は起こらない。触媒床における平衡状態
は水素添加の速度が、再結合よる接触水素部位か
ら水素の消費速度に等しいときに達成される。平
衡状態下では、添加水素1ppmは酸素8ppmと再結
合することができる。触媒床が予め水素で飽和さ
れていれば、水素添加量が所要化学量論量以下に
減少しても、水素で飽和された触媒の水素が枯渇
するまで予測される酸素除去量以上の酸素の除去
が行なわれる。このことは、水素添加が一時的に
停止してさえも酸素除去がほぼ連続的に行なわれ
る本発明の能力を示している。 図は貯蔵タンク１に含まれる水の供給源から溶
存酸素を除去するための本発明方法の実施に使用
する装置の概略図を示す。水の流れはは貯蔵タン
ク１から管２を通りポンプ３に排出され、次いで
水の流れは流量計５を備えた管４を通過する。管
４中の水の流れは前カラム６に導入され、この前
カラムには水素ガス供給源８から管７を通り水素
ガスが注入される。水素ガス及び水は前カラム６
中で緊密に混合され、混合物は管９を通り、混合
物を4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ圧（60〜150psig）の
範囲の圧力に加圧するポンプ１０例えば可変速度
ポンプに導かれる。加圧された混合物はポンプ１
０から管１１に排出され、この管１１には酸素含
有量分析器１２及び水素含有量分析器１３が接続
する。次で加圧された混合物は触媒カラム１４を
通過する。触媒カラム１４は固体支持担体上にパ
ラジウム又は金属白金を含む。混合物は触媒に接
触した後、脱酸素水管１５を通過し、排水ポンプ
１６に導入され、管１７を通つて排出される。管
１７において、水中の残留酸素の量を決定するた
めに酸素分析器１８を使用し、一方、水素分析器
１９を水中に残留することがある水素の量を決定
するために使用する。次いで管１７は脱酸素した
水をバルブ２０に供給し、脱酸素した水を管２１
を通して貯蔵タンク１に戻すか、又は所望により
管２２を通して脱酸素水の使用地点に供給する。 以下実施例に基づき本発明を説明する。部は特
に指示がない限り重量部を示す。実施例中の溶存
酸素量は精度±1ppbのデジタル溶存酸素分析計
「Orbisphere 2713」型を使用して決定した。 実施例 １ 溶存酸素量が7.5（ppm）である水流を、長さ23
cm（９インチ）、内径5.1（２インチ）であり直径
３mmのガラスビーズを充填したステンレススチー
ルパイプからなる前カラムに導入し、同時にこの
前カラムに1.17ppmの量となる量の水素ガスを添
加する。前カラムにおいて1.05Kg／cm2ゲージ圧
（15psig）の圧力で緊密に混合した水流を、可変
速度ポンプにより5.6Kg／cm2ゲージ圧（80psig）
に加圧する。ポリスチレン系パラジウム含有陰イ
オン交換樹脂である「Lewatit 0C 1045」1000ml
の触媒床を含むカラムに、23℃で5.6Kg／cm2ゲー
ジ圧に加圧した水流を導入する。陰イオン交換樹
脂との接触時間を１分間とするために水の流速を
100ml／分とする。触媒カラムからの水流の出口
圧力は2.1Kg／cm2ゲージ圧（30psig）であつた。
触媒カラムを出る水の初期水素含有量は
0.005ppmであり、初期酸素含有量は2.4ppmであ
つた。水流を触媒カラムに44分間過通した後に、
カラム入口水素含有量は1.325ppm、カラム入口
酸素含有量は7.85ppmであり、一方、触媒カラム
を出た水の水素含有量は0.019ppmであり、同じ
く水の酸素含有量は僅か0.029ppm（2.9ppb）であ
つた。 実施例 ２ 実施例１の操作に従つて一連の試験を行つた。
初期水流の圧力は1.1Kg／cm2ゲージ圧（16psig）、
触媒カラム入口では4.2Kg／cm2ゲージ圧
（60psig）、触媒カラム出口では0.77Kg／cm2ゲージ
圧（11psig）であつた。水流の温度は24℃であつ
た。種々の時間経過後の触媒カラムの入口及び出
口の水素含有量並びに触媒カラム入口及び出口の
酸素含有量を第１表にまとめて示した。
【表】
実施例 ３
溶存酸素濃度が低い水流を使用して実施例１の
操作を繰り返した。試験１において、水温は22℃
であり、圧力は初期水流が1.05Kg／cm2ゲージ圧
（15psig）；触媒カラム導入地点で7.0Kg／cm2ゲー
ジ圧（100psig）；触媒カラム出口地点で3.5Kg／
cm2ゲージ圧（50psig）である。試験２において、
水温は23.4℃であり、圧力は初期水流が0.84Kg／
cm2ゲージ圧（12psig）；触媒カラム導入地点で5.6
Kg／cm2ゲージ圧（80psig）；触媒カラム出口地点
で2.1Kg／cm2ゲージ圧（30psig）である。各試験
における種々の時間経過後の触媒カラムの入口及
び出口の水素含有量並びに触媒カラム入口及び出
口の酸素含有量を第２表にまとめて示した。
操作を繰り返した。試験１において、水温は22℃
であり、圧力は初期水流が1.05Kg／cm2ゲージ圧
（15psig）；触媒カラム導入地点で7.0Kg／cm2ゲー
ジ圧（100psig）；触媒カラム出口地点で3.5Kg／
cm2ゲージ圧（50psig）である。試験２において、
水温は23.4℃であり、圧力は初期水流が0.84Kg／
cm2ゲージ圧（12psig）；触媒カラム導入地点で5.6
Kg／cm2ゲージ圧（80psig）；触媒カラム出口地点
で2.1Kg／cm2ゲージ圧（30psig）である。各試験
における種々の時間経過後の触媒カラムの入口及
び出口の水素含有量並びに触媒カラム入口及び出
口の酸素含有量を第２表にまとめて示した。
【表】
【表】
実施例 ４
この実施例では触媒カラム入口への供給水流を
十分加圧する必要があることを示すために、流速
を1800ml／分として実施例１と同様な装置を用い
て行つた。試験３において、圧力は初期水流が
0.84Kg／cm2（12psig）；触媒カラム導入地点で4.2
Kg／cm2（60psig）；触媒カラム出口地点で0.84
Kg／cm2（12psig）とした。水温は25.3℃である。
水素及び酸素それぞれ接触カラム入口及び出口含
有量を第３表にまとめた。操作80分後に触媒区域
上部に蓄積したガスは、カラム上端から5.1cm
（２インチ）の深さになつた。このガスをカラム
から放出しさらに70分間操作を続けるとガスはカ
ラム上部に5.1cm（12インチ）ガスが蓄積したの
で操作を中止した。これとは異なつて、試験４に
おいては圧力を初期水流が0.84Kg／cm2ゲージ圧
（12psig）；触媒カラム導入地点で5.6Kg／cm2ゲー
ジ圧（80psig）；触媒カラム出口地点で2.1Kg／cm2
ゲージ圧（30psig）とし、水温を26℃とした。溶
存酸素を除去した後の残留酸素量は0.0053ppm
（第３表）であり、カラムにほとんどガスは蓄積
しなかつた。
十分加圧する必要があることを示すために、流速
を1800ml／分として実施例１と同様な装置を用い
て行つた。試験３において、圧力は初期水流が
0.84Kg／cm2（12psig）；触媒カラム導入地点で4.2
Kg／cm2（60psig）；触媒カラム出口地点で0.84
Kg／cm2（12psig）とした。水温は25.3℃である。
水素及び酸素それぞれ接触カラム入口及び出口含
有量を第３表にまとめた。操作80分後に触媒区域
上部に蓄積したガスは、カラム上端から5.1cm
（２インチ）の深さになつた。このガスをカラム
から放出しさらに70分間操作を続けるとガスはカ
ラム上部に5.1cm（12インチ）ガスが蓄積したの
で操作を中止した。これとは異なつて、試験４に
おいては圧力を初期水流が0.84Kg／cm2ゲージ圧
（12psig）；触媒カラム導入地点で5.6Kg／cm2ゲー
ジ圧（80psig）；触媒カラム出口地点で2.1Kg／cm2
ゲージ圧（30psig）とし、水温を26℃とした。溶
存酸素を除去した後の残留酸素量は0.0053ppm
（第３表）であり、カラムにほとんどガスは蓄積
しなかつた。
【表】
＊：触媒床上部にガスが溢れ出た。
比較例 この実施例では、十分な加圧が必要でありパラ
ジウムと接触させる前に水素と水性媒体とを緊密
に混合する必要があることを示すために、前カラ
ム及びポンプを使用せず実施例１と同様の操作を
行つた。圧力を初期水流が1.7Kg／cm2ゲージ圧
（24psig）；触媒カラム導入地点で2.1Kg／cm2ゲー
ジ圧（30psig）；触媒カラム出口地点で1.3Kg／cm2
ゲージ圧（18psig）とした以外は、実施例１と同
様の条件で行つた。水素及び酸素それぞれ入口及
び出口での含有量を測定し、第４表にその値を示
した。操作30分後、触媒カラム上部に5.1cm（２
インチ）のガスが蓄積した。42分後、蓄積したガ
スは10.2cm（４インチ）に増加した。50分後、蓄
積したガスはカラムから溢れ出した。この時ポン
プを作動させ、圧力を初期水流が1.8Kg／cm2ゲー
ジ圧（26psig）；触媒カラム導入地点で2.8Kg／cm2
ゲージ圧（40psig）；触媒カラム出口地点で0.91
Kg／cm2ゲージ圧（13psig）に増加した。この条件
で操作を続けたところ、脱酸素水中最低酸素含有
量0.37ppm（37ppb）の値を示した。
比較例 この実施例では、十分な加圧が必要でありパラ
ジウムと接触させる前に水素と水性媒体とを緊密
に混合する必要があることを示すために、前カラ
ム及びポンプを使用せず実施例１と同様の操作を
行つた。圧力を初期水流が1.7Kg／cm2ゲージ圧
（24psig）；触媒カラム導入地点で2.1Kg／cm2ゲー
ジ圧（30psig）；触媒カラム出口地点で1.3Kg／cm2
ゲージ圧（18psig）とした以外は、実施例１と同
様の条件で行つた。水素及び酸素それぞれ入口及
び出口での含有量を測定し、第４表にその値を示
した。操作30分後、触媒カラム上部に5.1cm（２
インチ）のガスが蓄積した。42分後、蓄積したガ
スは10.2cm（４インチ）に増加した。50分後、蓄
積したガスはカラムから溢れ出した。この時ポン
プを作動させ、圧力を初期水流が1.8Kg／cm2ゲー
ジ圧（26psig）；触媒カラム導入地点で2.8Kg／cm2
ゲージ圧（40psig）；触媒カラム出口地点で0.91
Kg／cm2ゲージ圧（13psig）に増加した。この条件
で操作を続けたところ、脱酸素水中最低酸素含有
量0.37ppm（37ppb）の値を示した。
【表】
＊：カラムからガスが溢れ出た。
以上のように本発明方法は、脱酸素水の残留酸
素濃度が10ppb以下、さらに2ppb以下を達し、処
理した脱酸素水は系の部材を腐食することなく蒸
気発生系に使用することができる。
以上のように本発明方法は、脱酸素水の残留酸
素濃度が10ppb以下、さらに2ppb以下を達し、処
理した脱酸素水は系の部材を腐食することなく蒸
気発生系に使用することができる。
図は本発明方法の実施に使用する装置の概略図
である。図中、 １……貯蔵タンク、２，４，７，９，１１，１
５，１７，２１，２２……管、３……ポンプ、５
……流量計、６……前カラム、８……水素ガス供
給源、１０……ポンプ、１２……酸素含有量分析
器、１３……水素含有量分析器、１４……触媒カ
ラム、１６……排出ポンプ、１８……酸素分析
器、１９……水素分析器、２０……バルブ。
である。図中、 １……貯蔵タンク、２，４，７，９，１１，１
５，１７，２１，２２……管、３……ポンプ、５
……流量計、６……前カラム、８……水素ガス供
給源、１０……ポンプ、１２……酸素含有量分析
器、１３……水素含有量分析器、１４……触媒カ
ラム、１６……排出ポンプ、１８……酸素分析
器、１９……水素分析器、２０……バルブ。
Claims (1)
- １ 水性媒体供給源からの水性媒体流を排出し、
排出した水性媒体流に水素ガスを注入し、水性媒
体流と水素とを緊密に混合し、緊密に混合した水
性媒体流を4.2〜10.5Kg／cm2ゲージ圧の圧力に加
圧し、加圧し且つ緊密に混合した水性媒体流を15
〜40℃で安定な担体物質上に分散した有効量のパ
ラジウム又は白金と、水素と溶存酸素が反応し溶
存酸素量が10ppb以下の脱酸素水性媒体となるの
に十分な時間接触させることを特徴とする、水性
媒体供給源から溶存酸素を除去する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US55066083A | 1983-11-10 | 1983-11-10 | |
| US550660 | 1983-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175596A JPS60175596A (ja) | 1985-09-09 |
| JPH0416236B2 true JPH0416236B2 (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=24198087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59236555A Granted JPS60175596A (ja) | 1983-11-10 | 1984-11-09 | 水性媒体から溶存酸素を除去する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0145262B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60175596A (ja) |
| KR (1) | KR920002057B1 (ja) |
| DE (1) | DE3469679D1 (ja) |
| ES (1) | ES537470A0 (ja) |
| GB (1) | GB2149391B (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3617273A1 (de) * | 1986-05-23 | 1987-11-26 | Bayer Ag | Katalysatorharze fuer die katalytische reduktion von sauerstoff in waessrigen medien, herstellung der katalysatorharze und neue katalysatorharze |
| IT1202425B (it) * | 1987-01-26 | 1989-02-09 | Giuseppe Bianchi | Processo elettrochimico di deossigenazione per il controllo della corrosione in acque deionizzate |
| DE3735758A1 (de) * | 1987-10-22 | 1989-05-03 | Degussa | Verfahren zur katalytischen reduktion von sauerstoff in waessrigen medien |
| NO880893L (no) * | 1988-03-01 | 1989-09-04 | Norsk Energi | Sentralvarmeanlegg for romoppvarming i bygninger. |
| US5130080A (en) * | 1990-04-02 | 1992-07-14 | General Electric Company | Method of providing extended life expectancy for components of boiling water reactors |
| US5130081A (en) * | 1990-04-02 | 1992-07-14 | General Electric Company | Operation life of on-life boiling water reactors |
| US5135709A (en) * | 1991-05-13 | 1992-08-04 | General Electric Company | Method for reducing corrosion of components exposed to high-temperature water |
| US5147602A (en) * | 1991-05-20 | 1992-09-15 | General Electric Company | Corrosion resistant high chromium stainless steel alloy |
| US5164152A (en) * | 1991-08-02 | 1992-11-17 | General Electric Company | Method for reducing flow assisted corrosion of carbon steel components |
| DE4315520A1 (de) * | 1993-05-10 | 1994-11-17 | Steag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum katalytischen Entfernen von Sauerstoff aus Wasser |
| JP2005296939A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-10-27 | Japan Organo Co Ltd | 活性酸素除去水の製造方法および製造装置 |
| US7329346B2 (en) * | 2005-02-23 | 2008-02-12 | Dionex Corporation | Ion chromatography system using catalytic gas elimination |
| GB0605232D0 (en) * | 2006-03-16 | 2006-04-26 | Johnson Matthey Plc | Oxygen removal |
| GB0612092D0 (en) | 2006-06-20 | 2006-07-26 | Johnson Matthey Plc | Oxygen removal |
| GB0704107D0 (en) * | 2007-03-05 | 2007-04-11 | Johnson Matthey Plc | Oxygen removal |
| KR100941176B1 (ko) * | 2007-06-12 | 2010-02-10 | 한국화학연구원 | 팔라듐 첨착 음이온교환수지와 이의 제조방법 및 이를이용한 용존산소 제거방법 |
| US7585679B1 (en) | 2008-02-22 | 2009-09-08 | Dionex Corporation | Ion chromatography system with flow-delay eluent recycle |
| US8414685B2 (en) * | 2010-09-08 | 2013-04-09 | Westinghouse Electric Company Llc | System and method for removal of dissolved gases in makeup water of a water-cooled nuclear reactor |
| JP5871652B2 (ja) | 2012-02-23 | 2016-03-01 | オルガノ株式会社 | アルコール中の溶存酸素除去方法、アルコール供給装置並びに洗浄液供給装置 |
| JP5919960B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-05-18 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有水の処理方法 |
| CN103033591B (zh) * | 2012-12-20 | 2015-02-18 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种催化剂消氢性能的测试系统及测试方法 |
| US11090606B2 (en) | 2013-12-05 | 2021-08-17 | Dionex Corporation | Gas-less electrolytic device and method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE565365A (ja) * | 1957-04-03 | |||
| DE1642494A1 (de) * | 1967-10-12 | 1972-02-17 | Maerkische Steinkohlengewerksc | Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von in Wasser geloestem Sauerstoff,insbesondere im Zuge der Speisewasseraufbereitung |
| JPS6039436B2 (ja) * | 1982-04-02 | 1985-09-05 | 興和化学工業株式会社 | 給水の脱酸素方法及びその装置 |
-
1984
- 1984-10-19 GB GB08426505A patent/GB2149391B/en not_active Expired
- 1984-11-07 DE DE8484307667T patent/DE3469679D1/de not_active Expired
- 1984-11-07 ES ES537470A patent/ES537470A0/es active Granted
- 1984-11-07 EP EP84307667A patent/EP0145262B1/en not_active Expired
- 1984-11-09 KR KR1019840007021A patent/KR920002057B1/ko not_active Expired
- 1984-11-09 JP JP59236555A patent/JPS60175596A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60175596A (ja) | 1985-09-09 |
| DE3469679D1 (en) | 1988-04-14 |
| GB2149391A (en) | 1985-06-12 |
| EP0145262A2 (en) | 1985-06-19 |
| EP0145262B1 (en) | 1988-03-09 |
| GB2149391B (en) | 1987-10-07 |
| ES8603340A1 (es) | 1985-12-16 |
| KR920002057B1 (ko) | 1992-03-10 |
| EP0145262A3 (en) | 1985-07-03 |
| ES537470A0 (es) | 1985-12-16 |
| KR850003328A (ko) | 1985-06-17 |
| GB8426505D0 (en) | 1984-12-27 |
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