專利名稱：催化加氫除氧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水處理除氧設(shè)備，特別是一種以鈀型樹脂為催化劑的加氫除氧設(shè)備。
水中的溶解氧嚴(yán)重腐蝕鋼鐵表面，使鍋爐、管道等的壽命大為縮短。目前工業(yè)鍋爐給水除氧常見的方法有熱力除氧、真空除氧、氧化還原樹脂除氧等幾種。但從實(shí)際情況看，除氧一直未能很好解決，缺點(diǎn)、問(wèn)題很多，除氧效果遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)國(guó)外提出一種樹脂除氧法，該樹脂以堅(jiān)實(shí)骨架結(jié)構(gòu)的樹脂為載體，將金屬鈀牢固吸附在其表面，經(jīng)催化活性處理后具有高效催化作用。能在常溫下使水中溶解的氧與氫迅速反應(yīng)生成水。國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家根據(jù)這一原理，提出一種除氧器，主要由飽合器、中間水箱、中間水泵和催化樹脂罐等組成。該設(shè)備存在如下不足1．飽和器裝的是填料，靠氫氣的擴(kuò)散溶入流經(jīng)的水中，這樣不但溶氫的速度慢，效率低，而且很不穩(wěn)定。但溶氫量的多少對(duì)除氧效果有直接影響。用填料法吸收氫氣還會(huì)使一部分沒(méi)有溶解的氫氣以氣泡形式進(jìn)入水中，被中間水泵送到樹脂罐內(nèi)，大量氣泡的存在會(huì)影響水中溶解氧和樹脂的接觸，最終影響除氧效果。2．中間水箱的存在使整個(gè)設(shè)備體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難。3．樹脂的利用率較低。該設(shè)備只利用了鈀型樹脂70~75％的交換容量，因此該設(shè)備樹脂用量較大，運(yùn)行成本較高。4．該設(shè)備必須采用中間水泵，水泵頻繁啟動(dòng)易生成明火。該設(shè)備氫氣源和中間水泵安裝在一起，存在不安全因素。
本實(shí)用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種除氧效果穩(wěn)定可靠、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樹脂利用率高的催化加氫除氧器，可省去中間水箱和中間水泵。
本實(shí)用新型的解決方案是將催化加氫除氧器的氫氣分配器和溶氫器連接于一體；氫氣分配器處在溶氫器入口端，有含氧水管和氫氣管通入；氫氣分配器內(nèi)有均勻分配氣流的均布裝置；溶氫器內(nèi)裝填有多個(gè)氣水混合單元，經(jīng)連通管路通入催化反應(yīng)器頂部；催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有均勻布水裝置、收水器和鈀型催化樹脂。
上述溶氫器內(nèi)的氣水混合單元可以是金屬波紋折片或異型傾斜疊片。
上述催化反應(yīng)器的上部裝有安全閥、氫氣釋放管和排空閥；催化反應(yīng)器下部裝有出水管路和出水閥。
以下結(jié)合附圖
詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
附圖是催化加氫除氧器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
參見附圖，催化加氫除氧器主要由氫氣分配器7、溶氫器8和催化反應(yīng)器17等組成。其中氫氣分配器7和溶氫器8連接為一體，既可以是立式，也可以是臥式。含氧水經(jīng)供水管3、截止閥4與氫氣管5首先進(jìn)入氫氣分配器7。氫氣分配器內(nèi)有均勻分配氣流的裝置，使氫氣均勻分部于水中，之后進(jìn)入上部的溶氫器8。為了準(zhǔn)確控制加氫量，在氫氣管路上裝有氫氣流量計(jì)6。溶氫器8內(nèi)部裝填有數(shù)個(gè)氣水混合單元9，可以是不銹鋼異型傾斜疊片或金屬波紋折片等，以使氣液高度混合。溶氫器8上端經(jīng)連通管路10通入催化反應(yīng)器17頂端的布水裝置16，該裝置使溶氫水均勻噴灑分散在鈀型催化樹脂18上，在流經(jīng)樹脂床層時(shí)，水中的氫和氧便可迅速化合生成水。
如圖所示，催化反應(yīng)器內(nèi)除了布水裝置16、收水器19和鈀型催化樹脂18外，在其上部還裝有安全閥14、氫氣釋放管15和排空閥13等。在催化反應(yīng)器下部裝有出水閥25及取樣閥26等。
本催化加氫除氧器中還設(shè)有一套反洗通路。如圖，供水管1和催化反應(yīng)器17的出水管24經(jīng)反洗管路21相連，其上裝有截止閥2、反洗進(jìn)水閥23，并與收水器19、布水器16、連通管路10和反洗排水管路11、反洗排水閥12組成反洗通路；由管路22、回水閥20組成反洗回水通路。
工作時(shí)，含氧水經(jīng)供水管1、3和截止閥4進(jìn)入氫氣分配器7，與氫氣均勻混合后進(jìn)入溶氫器8。在溶氫器中氫氣充分溶解于水。溶解有足夠氫氣的水進(jìn)入催化反應(yīng)器17，通過(guò)鈀型催化樹脂床層，在其催化作用下氫與氧迅速化合生成水，從而除去水中的溶解氧。
在反應(yīng)器工作半年后，需對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的鈀型催化樹脂床層進(jìn)行反洗。反洗水經(jīng)供水管1、截止閥2、反洗進(jìn)水閥23、出水管24流入催化反應(yīng)器底部對(duì)樹脂床層反洗、松層。水量大小由反洗進(jìn)水閥23控制。此時(shí)出水閥25及取樣閥26關(guān)閉。多余水經(jīng)回水管路22、回水閥20回流到含氧水源。反洗后的水經(jīng)布水器16、連通管路10、反洗排水管路11及反洗排水閥12排出。
本催化加氫除氧器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、無(wú)論是間歇工作方式，還是連續(xù)工作方式，除氧效果穩(wěn)定可靠，殘余含氧量最低可達(dá)5ppb。正常工作時(shí)穩(wěn)定在20ppb，明顯低于國(guó)家鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的含氧量50ppb。
2、取消了中間水箱和中間水泵，因此體積、重量大為減少，消耗原材料少，制造成本低。正常工作和反洗時(shí)只使用一臺(tái)泵，降低了能耗和一次性投入成本。
3、提高了鈀型催化樹脂的利用效率，比國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品提高效率20~30％，減少了樹脂用量，成本降低20％左右。
4、設(shè)備安全可靠。氫氣源遠(yuǎn)離水泵、電氣柜等可能產(chǎn)生明火的設(shè)備。本設(shè)備裝有安全閥和氫氣釋放管路，多余未溶的氫氣可安全排出室外。
5、由于采用溶氫器和氫氣分配器，能確保水中溶解足夠量的氫，采用氫氣流量計(jì)可控制加氫量，保證了除去水中溶解氧所需氫氣的準(zhǔn)確量，控制更方便，更節(jié)約氫氣。
6、催化加氫除氧器在除氧過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)物為水，催化劑可反復(fù)使用，無(wú)需再生，無(wú)污染。
7、本設(shè)備廣泛適用于工業(yè)鍋爐、化肥、發(fā)電廠、電子和食品等行業(yè)。
權(quán)利要求1.催化加氫除氧器，包括氫氣分配器(7)、溶氫器(8)和催化反應(yīng)器(17)，其特征在于所說(shuō)的氫氣分配器(7)和溶氫器(8)連接于一體；氫氣分配器(7)處在溶氫器入口端，有含氧水管(3)和氫氣管(5)通入；氫氣分配器內(nèi)有均勻分配氣流的均布裝置；溶氫器(8)內(nèi)裝填有多個(gè)氣水混合單元(9)，經(jīng)連通管路(10)通入催化反應(yīng)器(17)頂部；催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有均勻布水裝置(16)、收水器(19)和鈀型催化樹脂(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的除氧器，其特征在于溶氫器(8)內(nèi)的氣水混合單元(9)是金屬波紋折片或異型傾斜疊片。
3.如權(quán)利要求1或2所述的除氧器，其特征在于催化反應(yīng)器(17)上部裝有安全閥(14)、氫氣釋放管(15)和排空閥(13)；催化反應(yīng)器下部裝有出水管路(24)和出水閥(25)。
4.如權(quán)利要求1所述的除氧器，其特征在于供水管(1)和催化反應(yīng)器(17)的出水管(24)經(jīng)管路(21)相連，其上裝有截止閥(2)、反洗進(jìn)水閥(23)，并與收水器(19)、布水器(16)、連通管路(10)和反洗排水管路(11)、反洗排水閥(12)組成反洗通路；由管路(22)、回水閥(20)組成反洗回水通路。
專利摘要催化加氫除氧器涉及水處理設(shè)備。它的氫氣分配器和溶氫器連接為一體。溶氫器內(nèi)裝填有多個(gè)氣水混合單元。催化反應(yīng)器內(nèi)部裝有布水裝置等,外部裝有氫氣釋放管和排空閥等。并且裝有反洗通路。該設(shè)備能確保水中溶解足夠量的氫,除氧效果穩(wěn)定可靠,殘余含氧量穩(wěn)定在20ppb,明顯低于國(guó)家鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的50ppb。取消了中間水箱和中間水泵,體積重量大為減少。提高了鈀型催化樹脂的利用效率,成本降低20%左右。設(shè)備安全可靠,便于進(jìn)行反洗。
文檔編號(hào)C02F1/58GK2344393SQ9823298
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1998年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月7日
發(fā)明者駱幼龍, 張利民, 方新文, 李鵬 申請(qǐng)人:西安宇航工業(yè)水處理新技術(shù)有限公司