Удаление растворенного кислорода из воды в

УДК 530.1(06) Молекулярно-селективные и нелинейные явления и процессы
И.А. РОМАНОВА1, И.В. ПЕТРОВА2, В.И. ЛЕБЕДЕВА2,
В.В. ВОЛКОВ2
1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет),
2
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва
УДАЛЕНИЕ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА ИЗ ВОДЫ
В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ КАТАЛИТИЧЕСКОМ
ОДНОВОЛОКОННОМ МЕМБРАННОМ
КОНТАКТОРЕ/РЕАКТОРЕ
В данной работе исследовался процесс удаления из воды растворенного кислорода с помощью одноволоконного каталитического мембранного реактора. Использование Pd-содержащей половолоконной полипропиленовой мембраны в
герметичной системе позволило снизить содержание растворенного кислорода в
воде с 8 ppm до 90 ppb при комнатной температуре. Исходные и полученные палладированные мембраны охарактеризованы методами динамической десорбционной порометрии, газопроницаемости и оптической микроскопии.
Степень очистки технологических вод от растворенного кислорода является одним из определяющих факторов во многих современных широкомасштабных производствах, одними из которых являются фармацевтика и пищевая промышленность. Особую роль очищенная от растворенного кислорода вода играет в энергетической промышленности и микроэлектронике.
Традиционные физические методы удаления растворенного в воде
кислорода являются крайне энергоемкими и часто не позволяют достигать
необходимых технологических показателей. Альтернативные им химические методы также имеют ряд недостатков, таких как токсичность используемых в технологическом процессе веществ и нежелательное присутствие взвешенных твердых частиц в конечном продукте [1]. Перспективным неэнергоемким, экологически чистым методом глубокой очистки
воды от растворенного кислорода является процесс каталитического восстановления растворенного кислорода водородом на палладиевом катализаторе с образованием воды. Существующие каталитические методы требуют проведения процесса в две стадии: предварительное растворение
водорода в воде и последующее восстановление кислорода на палладиевом катализаторе.
В работе применен одностадийный процесс каталитического удаления
кислорода из воды в каталитическом мембранном контакторе/реакторе на
30
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 9
УДК 530.1(06) Молекулярно-селективные и нелинейные явления и процессы
основе палладированных пористых гидрофобных полипропиленовых половолоконных мембран [2].
Метод нанесения палладия на внешнюю поверхность полипропиленовых волокон основан на реакции восстановления палладиевых солей алифатическими спиртами.
Для изучения исходных и Pd-содержащих мембран применялись методы динамической десорбционной порометрии, газопроницаемости и оптической микроскопии.
Ранее авторами были представлены результаты изучения возможности
удаления растворенного кислорода из воды с помощью палладированных
половолоконных мембран в негерметичном стационарном каталитическом
реакторе [3, 4]. В данной работе разработан герметичный мембранный
котактор/реактор, представляющий собой стеклянный капилляр, внутри
которого находится половолоконная мембрана, на внешнюю поверхность
которой нанесен металлический палладий в качестве катализатора (единичный половолоконный модуль). Используемый в качестве восстановителя водород подается внутрь полого волокна, в то время как вода, содержащая растворенный кислород, омывает мембрану с внешней стороны.
Процесс очистки воды, проведенный описанным методом при комнатной
температуре, позволил снизить содержание растворенного кислорода в
воде с 8 ppm до 90 ppb.
Список литературы
1. Jeon-Soo Moon, Kwang-Kyu Park, Jong-Ho Kim, Gon Seo; Applied Catalysis A: General
184. 41–48. 1999.
2. Грязнов В.М., Лебедева В.И., Елизарова А.В., Ван Р. дер Ваарт. Труды всероссийской
научной конференции «Мембраны – 2001». 2–5 октября. 2001. Москва. 145.
3. Петрова И.В. Труды научной сессии МИФИ 2004. T.9. 33–34. 2004.
3. Петрова И.В., Лебедева В.И., Волков В.В., Терещенко Г.Ф., Плясова Л.М., Кочубей Д.И., Van R. Der Vaart, E.L.J. Van Soest-Vercammen. Труды научной сессии МИФИ 2005.
T.9. 29–30. 2005.
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 9
31