專利名稱：鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法
技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明屬于水處理方法，尤其是涉及一種鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法。
背景技術(shù)：
在常溫常壓下，水中會(huì)溶有一定量的氧氣(溶解氧)，其濃度一般為8～10mg/L，對(duì)于飲用水而言，水中溶解氧濃度越高，說(shuō)明水質(zhì)越好，但是對(duì)許多工業(yè)用水而言，高濃度的溶解氧會(huì)造成設(shè)備的腐蝕或產(chǎn)品的質(zhì)量下降。比如，鍋爐給水中溶解氧的存在，會(huì)加重系統(tǒng)的腐蝕，從而縮短管道和設(shè)備的使用壽命，因此在“低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”(GB1576-96)，要求蒸發(fā)量大于6t/h的蒸汽鍋爐和額定功率≥4.2MW的熱水鍋爐必須裝設(shè)給水除氧裝置；電力工業(yè)部1985年頒布的“火力發(fā)電廠水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定，中壓鍋爐給水系統(tǒng)(壓力為3.82～5.78MPa)的溶解氧≤15μg/L；凝結(jié)水含氧量≤50μg/L；高壓鍋爐(壓力為5.88～18.62MPa)給水含氧量≤7μg/L。在半導(dǎo)體工業(yè)中，溶解氧含量同樣是一個(gè)需要嚴(yán)格控制的指標(biāo)，這是因?yàn)樗械娜芙庋跏闺娮泳砻嫔梢粚友趸?，這層氧化物的導(dǎo)電性能將影響產(chǎn)品的性能，所以生產(chǎn)用水中的溶解氧要控制在10μg/L。
傳統(tǒng)的溶解氧去除方法有熱力除氧、真空除氧、解吸除氧、化學(xué)除氧等，但是無(wú)論哪種方法，都由于自身的缺陷而存在一定的局限性，如處理成本或基建費(fèi)用過高，或者處理效果不好，無(wú)法將水中的溶解氧去除到10μg/L左右，因此不能滿足特種用水的需求。20世紀(jì)60年代，西德Bayer公司首先合成了Lewatit-OC1045觸媒型除氧樹脂，它是以聚苯乙烯系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂為載體，在表面上覆蓋一層金屬鈀微粒，然后經(jīng)活化處理而制成的。但這種工藝采用載體為陰離子型，樹脂上的鈀是以金屬單質(zhì)的形式并采用特殊工藝加工而成，工藝過程復(fù)雜，制作成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
a、取氯化鈀(PdCl2)溶于蒸餾水中，攪拌使其完全溶解，然后將氯化鈀溶液以1～20m/h的流速通過裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，待交換完畢后，以同樣的流速用水清洗，除去氯離子(Cl-)以及被置換下來(lái)的鈉離子(Na+)，在室溫下干燥樹脂，然后向干燥后的樹脂中通入氫氣還原0.5～4小時(shí)，b、將含有溶解氧的水自填料塔頂部進(jìn)入，通過液體分布裝置均勻噴灑到整個(gè)斷面上，c、填料塔中裝有拉西環(huán)，底部設(shè)有氫氣布?xì)庋b置，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，并在拉西環(huán)表面實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)，完成氫氣向水中溶解，d、將在填料塔中溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中，使水以5～40m/h的流速通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低為7～100μg/L。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明適用于溫度范圍廣，可在常溫下除氧，反應(yīng)速度快，可在1.0～2.9min(分)的接觸時(shí)間內(nèi)，能將水中的溶解氧從8～10mg/L降至7～100μg/L，溶解氧去除率達(dá)99.9％；2、本發(fā)明適用的pH值范圍廣；3、本發(fā)明適用于不同的原水水質(zhì)，即可用于軟化水，也可用于一般的自來(lái)水，水中的氫氣和氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是水，無(wú)其它副反應(yīng)，不生成任何鹽類，也不會(huì)帶入任何雜質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)不良影響；4、本工藝方法，鈀離子型催化樹脂在系統(tǒng)中只起催化作用，不需要還原或再生，因而不存在再生液的污染問題；5、本工藝方法中的鈀離子型催化樹脂為球體，接觸塔內(nèi)的水力特性好，可使用較高的運(yùn)行流速，其流速為5～40m/h，單位體積樹脂處理水量大。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
a、取氯化鈀(PdCl2)溶于蒸餾水中，攪拌使其完全溶解，然后將氯化鈀溶液以1～20m/h的流速通過裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，待交換完畢后，以同樣的流速用水清洗，除去氯離子(Cl-)以及被置換下來(lái)的鈉離子(Na+)，在室溫下干燥樹脂，然后向干燥后的樹脂中通入氫氣還原0.5～4小時(shí)，b、將含有溶解氧的水自填料塔頂部進(jìn)入，通過液體分布裝置均勻噴灑到整個(gè)斷面上，c、填料塔中裝有拉西環(huán)，底部設(shè)有氫氣布?xì)庋b置，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，并在拉西環(huán)表面實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)，完成氫氣向水中溶解，d、將在填料塔中溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中，使水以5～40m/h的流速通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低為7～100μg/L。
所述的接觸塔中鈀離子型催化樹脂的裝填高度為0.5～1.5m。
所述的拉西環(huán)的尺寸(直徑×高×壁厚)為10～80mm×10～80mm×1～9.5mm。
所述的液體分布裝置為管式噴淋器或多孔管式噴淋器或蓮蓬頭式噴淋器。
所述的氫氣分布裝置為進(jìn)氣管伸入到填料塔的中心線位置，管端為向下的喇叭口或45°向下的切口。
實(shí)施例1取20克PdCl2溶于10升蒸餾水中，攪拌使其完全溶解，然后將氯化鈀溶液以5m/h的流速通過裝有4升強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，待交換完畢后，以5m/h的流速用水清洗，除去Cl-以及被置換下來(lái)的Na+，在室溫下干燥樹脂，然后向干燥后的樹脂中通入氫氣還原2.5小時(shí)。
將含有溶解氧的水從裝有拉西環(huán)的填料塔頂部輸入并通過液體分布裝置將水均勻噴灑到整個(gè)橫斷面上，氫氣從填料塔底部安設(shè)的氫氣布?xì)庋b置進(jìn)入塔內(nèi)部并向塔上部流動(dòng)，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，并在拉西環(huán)表面實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)，完成氫氣向水中溶解。將在填料塔中溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中使其以20m/h的流速通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低到10μg/L。
實(shí)施例2取200克PdCl2溶于100升蒸餾水中，攪拌使其完全溶解，然后將氯化鈀溶液以10m/h的流速通過裝有40升強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，待交換完畢后，以10m/h的流速用水清洗，除去Cl-以及被置換下來(lái)的Na+，在室溫下干燥樹脂，然后向干燥后的樹脂中通入氫氣還原4小時(shí)。
將含有溶解氧的水從裝有拉西環(huán)的填料塔頂部輸入并通過液體分布裝置將水均勻噴灑到整個(gè)橫斷面上，氫氣從填料塔底部安設(shè)的氫氣布?xì)庋b置進(jìn)入塔內(nèi)部并向塔上部流動(dòng)，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，并在拉西環(huán)表面實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)，完成氫氣向水中溶解。將在填料塔中溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中使其以10m/h的流速通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低到10μg/L。
權(quán)利要求
1.一種鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，其特征在于a、取氯化鈀(PdCl2)溶于蒸餾水中，攪拌使其完全溶解，然后將氯化鈀溶液以1～20m/h的流速通過裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，待交換完畢后，以同樣的流速用水清洗，除去氯離子(Cl-)以及被置換下來(lái)的鈉離子(Na+)，在室溫下干燥樹脂，然后向干燥后的樹脂中通入氫氣還原0.5～4小時(shí)，b、將含有溶解氧的水自填料塔頂部進(jìn)入，通過液體分布裝置均勻噴灑到整個(gè)斷面上，c、填料塔中裝有拉西環(huán)，底部設(shè)有氫氣布?xì)庋b置，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，并在拉西環(huán)表面實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)，完成氫氣向水中溶解，d、將在填料塔中溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中，使水以5～40m/h的流速通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，使水中的溶解氧降低為7～100μg/L。
2.按照權(quán)利要求1所述的鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，其特征在于所述的接觸塔中鈀離子型催化樹脂的裝填高度為0.5～1.5m。
3.按照權(quán)利要求1所述的鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，其特征在于所述的拉西環(huán)的直徑×高×壁厚為10～80mm×10～80mm×1～9.5mm。
4.按照權(quán)利要求1所述的鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，其特征在于所述的液體分布裝置為管式噴淋器或多孔管式噴淋器或蓮蓬頭式噴淋器。
5.按照權(quán)利要求1所述的鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，其特征在于所述的氫氣分布裝置為進(jìn)氣管伸入到填料塔的中心線位置，進(jìn)氣管末端為向下的喇叭口或成45°角向下的切口。
全文摘要
一種鈀離子型催化樹脂加氫除氧工藝方法，取氯化鈀溶于蒸餾水中，攪拌溶解，將氯化鈀溶液通過裝有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的接觸塔，交換后用水清洗，在室溫下干燥，然后向樹脂中通入氫氣還原，將含有溶解氧的水自填料塔頂部進(jìn)入，通過液體分布裝置均勻噴灑到整個(gè)斷面上，填料塔中裝有拉西環(huán)，底部設(shè)有氫氣布?xì)庋b置，從頂部噴灑的水與從底部通入的氫氣逆向接觸，完成氫氣向水中溶解，將溶解氫氣后的水用泵提升并注入至裝有鈀離子型催化樹脂的接觸塔中，使水通過鈀離子型催化樹脂，水中的溶解氧和溶解氫在鈀離子催化樹脂的吸附和催化作用下生成水，去除溶解氧。本發(fā)明適用于溫度范圍廣，可在常溫下除氧，反應(yīng)速度快，能將溶解氧從8～10mg/L降至7～100μg/L。
文檔編號(hào)C02F1/20GK1699195SQ20041001376
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者于水利, 時(shí)文歆 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)