一种循环流化常温除氧的方法技术

本发明专利技术公开了一种在常温下利用还原性滤料除去水中的氧气的循环流化常温除氧方法。利用循环泵在反应室的进出口之间制造循环水流，需除氧的水从循环泵入口与循环水流混合进入反应室，并与其中的还原性滤料反应除去氧气，经除氧的水从反应室出口引出。反应室的进口在底部，出口在顶部，水流进入反应室时滤料处于流化或悬浮状态，既避免滤料结块，又能增强传质加快反应速度。由于循环的存在，即使需除氧的水量很小，也能保证滤料的流化或悬浮，因而获得良好的除氧效果。

Circulating fluidized bed method for removing oxygen at normal temperature

The present invention discloses a circulating fluidized bed normal temperature deoxygenation method for removing oxygen in water by reducing filter material under normal temperature. Between import and export by circulating pump in the reaction chamber of the manufacturing cycle water flow, need oxygen water from the circulating pump entrance and circulating water mixed into the reaction chamber, and reducing the response of the filter to remove oxygen, the oxygen of water from the reaction chamber exit. The inlet of the reaction chamber is at the bottom, and the outlet is at the top. When the water flows into the reaction chamber, the filter material is in a fluidized or suspended state, so as to avoid the agglomeration of the filter material, to enhance the mass transfer and to accelerate the reaction speed. Because of the existence of the circulation, even if the amount of water needed for deoxygenation is very small, the filter material can be fluidized or suspended, thus good deoxygenation effect can be obtained.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在常温下除去溶解于水中的氧气的工艺。
技术介绍
除去水中的氧气，一般有物理和化学两种方式。物理方式有常见的热力除氧和真空除氧。热力除氧即将水加温，降低氧气在水中的溶解度而除氧，如常压下，25°C的水中氧气的饱和溶解度为8. ;3mg/l，10(TC时几近0，因此只需把水的温度升至100°C就可除去其中绝大部分的氧气。真空除氧则通过改变流体压力，降低其沸点，使之在常温下达到沸点而除去氧气。热力除氧和真空除氧的缺点是需要消耗大量的蒸汽或动力，尤其在油田注水除氧或换热设备冷却水除氧等场合，由于水温升高，不适用热力除氧。化学方式除氧有添加化学药品和使用还原滤料等方式。前者如添加联胺或亚硫酸钠等，此类多作为热力除氧或其他除氧方式的辅助，一般不单独使用；后者使用还原铁粉或者海绵铁等，无论还原铁粉还是多孔的海绵铁，都具有很大的表面积，常温下很容易与氧气发生反应，因此作为滤料充装在设备中可以与流经设备的流体中的氧气反应，而达到除氧的目的。本专利技术所涉及的常温除氧工艺即以还原铁粉或海绵铁等还原材料作为滤料的除氧方式。目前常温除氧工艺有两种，一是固定床运行工艺，二是浮动床(或流动床)运行工艺。固定床运行工艺，含氧气的水自除氧罐体的顶部进入，流经还原性滤料，其中的氧气与滤料反应，经除氧的水从底部流出，滤料处于固定状态。浮动床(或流动床)工艺正好相反， 自底部进顶部出，滤料处于浮动或者流动状态。由于常温除氧使用的还原滤料都是表面积都很大的颗粒状材料，容易粘合在一起，从而影响除氧效果。为克服这个问题，CN2004100356^公开了一种固定床的常温除氧工艺，采用空气反洗的办法清洗还原滤料，减轻还原滤料结块。CN200520010452公开了一种常温除氧设备， 采用浮动床串联方式除氧，防止还原滤料结块。前一种固定床的运行工艺存在显著的缺陷首先，滤料与氧气反应后，絮状反应产物被滤料本身吸附，附着在滤料表面，阻碍氧气继续与滤料继续反应，这种现象从一开始就存在，所以除氧效果仅在反洗后很短时间内较好；其次，因反应产物附着在滤料中，滤料需反洗，将反应产物洗出，但反洗需停止产水，所以无法连续产水；再次，固定床运行的滤料在水流压力和自身重量作用下，容易结块，结块的料层因表面积变小将无法有效地与氧气反应。浮动床运行工艺克服了上述固定床的缺点，但滤料的比重都比较大，欲使滤料处于浮动或流动状态，流速要求高，流速高则意味着水在料层中停滞的时间短，反应时间不足，为解决这个问题，必须用多个除氧设备串联使用，以保证充足的反应时间。除氧效果要求越高，串联的设备越多，造成系统复杂并且消耗的动力过多。综上所述，如能克服浮动床(或流动床)系统复杂动力消耗大的缺点，以还原性滤料为反应介质的常温除氧工艺将有显著的改善。
技术实现思路
为了克服现有常温除氧设备在工艺及动力消耗方面的不足，本专利技术提供一种常温除氧的方法，该方法不但可以解决固定床运行常温除氧工艺的缺陷，还能解决浮动(流动) 床常温除氧工艺系统复杂、动力消耗大的不足，获得良好的除氧效果。本专利技术采取的技术方案如下循环泵在反应室的进口和出口之间制造循环水流，需除氧的水在循环泵入口与循环水混合，经循环泵输送进入反应室，并与其中的还原性滤料反应除去氧气，经除氧的水从反应室出口引出。需除氧的水由循环泵输送至反应室，从反应室底部进，顶部出，反应室内的还原性滤料在水流作用下呈悬浮或流化、沸腾状态，同时与水中的氧气反应，水从反应室顶部出来后进入过滤器，将携带的反应产物和细小还原性滤料过滤，过滤器出来的水分两部分，一部分作为除氧水外送，另一部分返回循环泵入口，与补充的含氧水流混合，重新进入反应室。 外送的除氧水与补充的含氧水流量相等，循环泵出口的流量与补充的含氧水流量之比成为循环倍率。除氧之前，暂停补充含氧水和外送的除氧水，先启动循环泵将反应室和过滤器内的水循环，让其中的氧气与还原性滤料充分反应。开启外送和补充水后，含有氧气的补充水被循环的除氧流体稀释，氧气浓度降低，由前段定义知，循环倍率越大，进入流化反应室的氧气浓度也越低。反应室内填充海绵铁、钢屑或其他还原性滤料。反应室可以采用两个或两个以上并联运行。反应室和循环泵之间设置过滤设备。对于一定的补充水流量(外送除氧水流量)，其流经流化反应室的时间T是一定的，也就是说氧气与还原性滤料接触的时间T是一定的。如上所述，循环倍率越大，进入流化反应室的氧气浓度越低，氧气浓度越低，反应所需要的时间越短，当反应所需要的时间与 T 一样时，就能充分除去氧气。换言之，为了保证除氧效果，一定的补充水流量(外送除氧水流量)对应一个最低的循环倍率。同时，即使外送的除氧水流量不大，较高的循环倍率也能使流化反应室内的还原性滤料处于悬浮或流化、沸腾状态，避免滤料粘结在一起导致反应效率降低，且克服串联浮动床工艺造成的工艺复杂动力消耗大的缺点。本专利技术的有益效果是利用循环流经反应室的水流，一方面降低进水的氧气浓度， 利于缩短反应时间，另一方面保证滤料处于悬浮或流化、沸腾状态，既避免滤料结块，又能增强传质加快反应速度。由于循环的存在，即使需除氧的水量很小，也能保证滤料的流化或悬浮，因而获得良好的除氧效果。附图说明图1是本专利技术循环流化常温工艺图。图中1.进口，2.循环泵，3.流化反应室，4.过滤器，5.出口。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图1中，补充水流从进口 1进入，与循环的水流混合由循环泵2打入流化反应室 3，与其中的还原性滤料反应后进入过滤器4，过滤反应产物和跟随水流流出的滤料，过滤器出口 5部分水流作为除氧水外送，部分进入循环泵的入口重新回到流化室，如此循环。由于上述循环的存在，即使产水量(补充水量)不大，也能保证流化室内的滤料处于悬浮或流化、沸腾状态，在这种状态下滤料不会结块；流化室内的还原性滤料处于悬浮或流化、沸腾状态，利于传质，加速反应；也由于循环的存在，降低进入流化室水流的氧气浓度，同等的进水量，在整个循环的停留时间是一样的，当提高循环倍率，进入反应室浓度将会降低，这将缩短反应时间，保证停留时间大于或等于反应时间，就可以保证除氧效果。通过实验得知，含氧浓度为10mg/l的水以20米/小时的流速流经1. 0米的滤料层时，出水含氧量为Omg/1，可推算出单位浓度含氧量的水与滤料的反应时间为18秒。设补充水流量为a，循环泵出口流量为x*a，即循环倍率为X，循环部分流量为 x*a_a，流化反应室的截面积为S，料层高度为h，进水的含氧浓度为C。将整个系统分为两部分一部分为补充水a，另一部分为循环体X*a-a，在补充水a 通过系统的时间t内，补充水a把其中的氧气传给循环体X*a-a，并由循环体循环反应完全。由上述定义知，t (秒)=3600S*h/a循环体的浓度为a*c/(x*a_a)=c/(x_l)根据实验知，循环体氧气完全反应需要的时间为18c/(x-1)如上所述，当18c/(x-1) ^ t时，可保证补充水a流经流化反应室后除氧完全，即18c/(x_l)彡 3600S*h/aχ ^ l+a*c/200s*h以下通过实施例说明。实施例1 补充水量为5吨/小时，补充水氧气浓度为8. :3mg/l，要求出水含氧量0. 01mg/l。流化室仅设一个，流化室截面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种循环流化常温除氧的方法，其特征是：循环泵在反应室的进口和出口之间制造循环水流，需除氧的水在循环泵入口与循环水混合，经循环泵输送进入反应室，并与其中的还原性滤料反应除去氧气，经除氧的水从反应室出口引出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：麻克栋，
申请(专利权)人：麻克栋，
类型：发明
国别省市：45