[发明专利]用以减少催化海水脱氧单元的结垢的系统

说明书

背景技术

本发明涉及用以减少催化海水脱氧单元的结垢的系统以及方法。具体来说，本发明涉及使用纳滤膜系统或反渗透膜系统以便在脱氧进行之前去除经溶解无机盐以及有机成分的系统以及方法，该经溶解无机盐以及有机成分来自海水导致发生结垢。本发明还涉及使用微滤或超滤以便在脱氧进行之前去除有机成分的系统以及方法，该有机成分来自海水导致发生结垢。

基于催化剂床的海水脱氧单元通过使经溶解氧气与氢气发生反应来从海水去除经溶解氧气。此反应在催化剂床的开放区域上进行。然而，海水内的某些经溶解无机盐可以通过从溶液沉淀且在该床上形成沉积物而使催化剂床结垢。这些被称为水垢的沉积物减少了在可以进行脱氧反应的床上的开放区域的量。海水中的有机成分中的一些也可能聚集在催化剂上，从而进一步减少了该床的反应区域。因此，脱氧单元的处理能力降低，催化脱氧系统必须更频繁地离线以用于清洁，并且催化剂使用寿命减少。

多介质过滤或筒式过滤器都不能够去除来自海水导致发生结垢的成分的全部。去除结垢的典型的方式是使系统离线并且用一种或多种化学清洁剂洗涤催化剂。柠檬酸通常用于水垢，而次氯酸钠可以用于控制有机成分。然而，使用次氯酸钠还导致氯气的产生，氯气像氧气一样与供应到脱氧单元中的氢气发生反应。因此，需要更多的氢气以及更大的催化剂体积来实现相同水平的氧气去除。氢氧化钠或杀生物剂等其它化学清洁剂也可以用于从催化剂去除有机成分。然而，使用任何化学清洁剂都增加化学消耗、操作成本以及系统停工时间。在化学处理操作、储存操作以及处置操作、特别地在离岸操作中可能出现其它问题。另外，因为试剂不能始终去除水垢以及有机成分的全部，所以催化剂不可能完全再生。在催化剂上结垢的量还随时间推移而增加。为了补偿用于结垢的催化剂损耗，催化脱氧系统可以经设计以具有比所需用于待处理的水的数量以及质量更多的催化剂。或者，可以更频繁地更换催化剂。这两种选择方案都导致了操作上的挑战、处理效率降低以及成本增加。

因此，需要可以在海水进入脱氧单元之前从海水去除无机以及有机结垢的主要组分的系统以及方法。这些系统以及方法将基本上消除催化剂的水垢以及有机结垢，从而形成脱氧单元更长的运行时间以及更加可靠的操作。其它优点包含增加催化剂使用寿命、减少催化剂体积连同在处理容器大小以及成本上的对应减少、以及减少化学清洁剂的消耗。

发明内容

一种用于减少在基于催化床的脱氧单元中的结垢的系统，所述系统包含具有多个可选择性渗透膜的过滤系统，所述可选择性渗透膜经布置以接触未经处理海水供给。所述未经处理海水供给穿过可选择性渗透膜以提供由海水供给的一部分组成的膜渗透物，经溶解无机盐以及有机成分等污染物已经从所述一部分去除。所述系统还包含接收所述膜渗透物的基于催化剂床的脱氧单元。所述过滤系统可以是纳滤膜系统、微滤膜系统、超滤膜系统或反渗透膜系统。所述过滤系统可以具有一级或两级。

一种用于减少在基于催化床的脱氧单元中的结垢的方法包含以下步骤：提供具有多个可选择性渗透膜的过滤系统，所述可选择性渗透膜经布置以接触未经处理海水供给；使所述未经处理海水供给的一部分穿过所述可选择性渗透膜以产生膜渗透物，污染物已经从所述膜渗透物去除；并且将所述膜渗透物导引到基于催化剂床的脱氧单元。所述过滤系统可以是纳滤膜系统、微滤膜系统、超滤膜系统或反渗透膜系统，并且所述污染物可以是经溶解无机盐和/或有机成分。所述过滤系统可以具有一级或两级。

附图说明

图1示出了根据本发明用于减少在基于催化床的脱氧单元中的结垢的系统的优选实施例。图1中的过滤系统是两级纳滤膜系统。

图2示出了根据本发明用于减少在基于催化床的脱氧单元中的结垢的系统的优选实施例。图2中的过滤系统是单级反渗透膜系统。

图3示出了根据本发明用于减少基于催化床的脱氧单元的有机结垢的系统的优选实施例。图3中的过滤系统是单级微滤膜系统或超滤膜系统。

图式以及具体实施方式中使用的元件以及元件编号

10  过滤系统

20  两级纳滤膜系统

30  基于催化剂床的脱氧单元

40  未经处理海水供给

50  第一级纳滤膜单元

60  第一级纳滤膜单元

70  膜渗透物

80  膜废弃物

90  膜渗透物

95  来自第一级的组合膜渗透物流

98  来自第一级以及第二级的组合膜渗透物流

100 膜废弃物