[發(fā)明專利]一種液體脫氧的系統(tǒng)裝置與應用

在審

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• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107661643A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 初廣文;羅勇;陳秋韻;陳建峰;孫寶昌;鄒海魁
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;C02F1/20
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎,趙曉丹

技術領域

本發(fā)明涉及氣液分離過程的化工領域。更具體地，涉及一種液體脫氧的系統(tǒng)裝置及應用。

背景技術

氧是自然界分布最廣、含量最高的一種元素，動物呼吸、燃燒和一切氧化過程都消耗氧氣，但是液體中溶解氧氣在工業(yè)上卻帶來許多負面影響。水中含氧量高易造成鐵質(zhì)的管路或設備的電化學腐蝕，嚴重影響生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全性。在飲料及食品行業(yè)中，氧氣的存在容易造成食物的氧化，從而影響食品口感、質(zhì)量，以及縮短產(chǎn)品保質(zhì)期。油田注水含氧量高易導致注水網(wǎng)管及注水井套腐蝕變形，而大量腐蝕雜質(zhì)也隨液體進入油層也容易造成油層堵塞，嚴重降低原油的采收率。所以在工業(yè)應用中，液體中氧氣的脫除是亟需解決的問題。

工業(yè)上除氧的方式分為化學法和物理法兩大類，化學法主要是利用化學反應消耗氧氣來達到脫除氧的目的，雖然操作簡單且高效，但是容易帶來二次污染。而解吸除氧法和真空除氧法是工業(yè)應用常用的物理脫氧方法，具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。解吸除氧法指的是將不含氧的惰性氣體與含氧液體強烈混合接觸，使溶解在水中的氧被惰性氣體帶出。而真空除氧法是根據(jù)亨利定律，降低氣相中氧的分壓，從而使水中溶解的氧氣解吸出來以平衡分壓，達到去除液體中溶氧的目的。

氣體解吸體系設備簡單，運行費用低，但是需要大量惰性氣體，所以更適用于處理中小量的液體；真空除氧系統(tǒng)原理簡單，處理量大，在常溫下即可獲得滿意的除氧效果，但真空泵更容易發(fā)生故障，運行管理要求較高。所以單一的解吸除氧系統(tǒng)或者真空除氧系統(tǒng)不僅在應用領域都具有一定局限性，且一旦設備遇到故障會嚴重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此一種兼具高效脫氧與應急儲備的液體脫氧體系需要被提出。

此外，傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中的脫氧裝置填料塔與產(chǎn)品儲罐通常為分離的體系，通過各種管道連接與輸送，所以存在管道復雜、液體泄漏、設備占據(jù)空間大等問題。

因此，需要提供一種高效安全且占地小、操作簡單、安裝成本低的液體脫氧的系統(tǒng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種液體脫氧的系統(tǒng)裝置。本發(fā)明的系統(tǒng)裝置占地面積小，操作簡單，安裝成本低，可實現(xiàn)廣泛的液體處理范圍，資源的有效利用以及設備故障的應急處理。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種液體脫氧的系統(tǒng)裝置的應用。該系統(tǒng)裝置可以單獨或同時采用氣體解吸除氧法、真空除氧法來去除原料液中的氧氣，操作簡單、在大大提高處理效率的同時，為突發(fā)故障的處置提供了保障。

為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

一種液體脫氧的系統(tǒng)裝置，所述系統(tǒng)裝置包括：

液體供應模塊，用于提供待脫氧處理的原料液；

脫氧模塊，包括超重力設備和液體儲罐，所述超重力設備和液體儲罐集成為一體；

輔助模塊，包括氣體供應裝置和真空裝置，兩種裝置可單獨或同時使用；

以及智能控制模塊，用于實現(xiàn)各模塊的轉(zhuǎn)速、溫度、壓強、流量、液位、PH值、溶氧、電流、電壓的檢測和控制，匹配和協(xié)調(diào)各連接模塊之間的參數(shù)，以及實現(xiàn)脫氧裝置及系統(tǒng)的最優(yōu)化操作。

超重力設備由于對液體強烈的剪切能力，極大的強化了微觀混合和傳質(zhì)過程，所以達到同樣的生產(chǎn)效率的情況下，超重力設備的體積比傳統(tǒng)填料塔小1～2個數(shù)量級。故考慮將超重力設備引入液體脫氧裝置的應用并進行系統(tǒng)優(yōu)化，以解決傳統(tǒng)填料塔帶來的問題。

優(yōu)選地，所述原料液為含氧的純?nèi)軇┗蛉芤骸?/p>

優(yōu)選地，所述液體供應系統(tǒng)包括原料儲罐、進液泵、閥門以及液體流量計。

優(yōu)選地，所述氣體供應裝置包括充滿惰性氣體的氣柜以及風機；所述惰性氣體為可以為N₂，CO₂等一種或多種不溶于原料液的氣體。

進一步地，所述超重力設備包括除沫器、外殼、轉(zhuǎn)子和傳動系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述超重力設備外殼與液體儲罐一體化；超重力設備外殼上設有真空接口、氣體出口、氣體進口以及除沫器；所述真空接口和氣體出口分別位于外殼上方兩側(cè)，其中真空接口位于鄰近輔助模塊一側(cè)，氣體出口位于鄰近液體供應模塊一側(cè)；所述除沫器裝載絲網(wǎng)填料，位于外殼內(nèi)部的真空接口以及氣體出口一側(cè)。除沫器的設置可以有效地去除氣體夾帶的液沫。

超重力設備與產(chǎn)品儲罐的一體集約化設計便于系統(tǒng)各操作參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制，使整體系統(tǒng)結(jié)構緊湊，具有節(jié)省空間，簡化流程，防止管道漏液的優(yōu)點。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子上蓋，所述轉(zhuǎn)子上蓋的內(nèi)緣設有若干個孔洞。設置該孔洞的目的是便于含氧惰性氣體或者氧氣逃逸。