特開2018-192443(P2018-192443A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2018-192443アニオン樹脂及びカチオン樹脂の再生方法及び復水脱塩装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-192443(P2018-192443A)
(43)【公開日】2018年12月6日
(54)【発明の名称】アニオン樹脂及びカチオン樹脂の再生方法及び復水脱塩装置
(51)【国際特許分類】
   B01J 49/09 20170101AFI20181109BHJP
   B01J 39/04 20170101ALI20181109BHJP
   B01J 39/18 20170101ALI20181109BHJP
   B01J 41/12 20170101ALI20181109BHJP
   B01J 47/04 20060101ALI20181109BHJP
   B01J 49/53 20170101ALI20181109BHJP
   B01J 49/57 20170101ALI20181109BHJP
   B01J 49/60 20170101ALI20181109BHJP
【FI】
   B01J49/00 114
   B01J39/04
   B01J39/18
   B01J41/12
   B01J47/04
   B01J49/00 161
   B01J49/00 162
   B01J49/00 170
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2017-99997(P2017-99997)
(22)【出願日】2017年5月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000004400
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
【住所又は居所】東京都江東区新砂1丁目2番8号
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】余田 充
【住所又は居所】東京都江東区新砂1丁目2番8号 オルガノ株式会社内
(57)【要約】
【課題】設備のコストの削減が容易で、かつ逆再生が生じにくい樹脂の再生方法を提供する。
【解決手段】復水脱塩塔2に混床充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂Mを、復水脱塩塔2から再生塔4に移送し、再生塔4に移送された混合樹脂Mを、アニオン交換樹脂からなる上層Aと、カチオン交換樹脂からなる下層Cと、上層Aと下層Cとの間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層Tと、に分離し、上層Aのアニオン交換樹脂を再生し洗浄し、再生及び洗浄されたアニオン交換樹脂を復水脱塩塔2に移送し、中間樹脂層Tを樹脂貯蔵槽6に移送し、下層Cのカチオン交換樹脂を再生し洗浄し、再生及び洗浄されたカチオン交換樹脂を復水脱塩塔2に移送し、復水脱塩塔2内のカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を混合する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
復水脱塩塔に混床充填されるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法であって、
前記復水脱塩塔に混床充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂を、前記復水脱塩塔から再生塔に移送することと、
前記再生塔に移送された前記混合樹脂を、アニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、前記上層と前記下層との間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層と、に分離することと、
前記上層のアニオン交換樹脂を再生し洗浄することと、
再生及び洗浄された前記アニオン交換樹脂を前記復水脱塩塔に移送することと、
前記アニオン交換樹脂の移送後、前記中間樹脂層を樹脂貯蔵槽に移送することと、
前記中間樹脂層の移送後、前記下層のカチオン交換樹脂を再生し洗浄することと、
再生及び洗浄された前記カチオン交換樹脂を前記復水脱塩塔に移送することと、
前記復水脱塩塔内のカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を混合させることと、
を有する、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法。
【請求項2】
前記上層の上方から前記アニオン交換樹脂の再生薬液を供給し、前記中間樹脂層から前記アニオン交換樹脂の再生薬液を回収することによって、前記上層のアニオン交換樹脂が再生される、請求項1に記載の再生方法。
【請求項3】
前記上層の上方から洗浄液を供給し、前記中間樹脂層から前記洗浄液を回収することによって、前記上層のアニオン交換樹脂が洗浄される、請求項2に記載の再生方法。
【請求項4】
前記アニオン交換樹脂の再生薬液または前記洗浄液が供給されるときに前記下層の下方から水が供給され、前記中間樹脂層から、前記アニオン交換樹脂の再生薬液または前記洗浄液とともに、前記水が回収される、請求項3に記載の再生方法。
【請求項5】
前記樹脂貯蔵槽として、前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂の樹脂ホッパ、または前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂の樹脂キャッチャが用いられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の再生方法。
【請求項6】
前記カチオン交換樹脂の移送後、前記樹脂貯蔵槽内の中間樹脂を、前記再生塔に移送する、請求項1から5のいずれか1項に記載の再生方法。
【請求項7】
前記復水脱塩塔に移送された前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂はスクリーンの上に保持され、前記スクリーンの下方から空気流を供給することによって混床状態となる、請求項1から6のいずれか1項に記載の再生方法。
【請求項8】
アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が混床充填された復水脱塩塔と、
前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂を収容する再生塔と、
前記復水脱塩塔に混床充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂を前記再生塔に移送する混合樹脂移送ラインと、
前記再生塔に移送された前記混合樹脂を、アニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、前記上層と前記下層との間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層と、に分離する混合樹脂分離手段と、
前記上層のアニオン交換樹脂を再生し洗浄する手段と、
前記再生塔の前記上層が形成される領域と前記復水脱塩塔とを接続し、再生され洗浄された前記アニオン交換樹脂を前記復水脱塩塔に移送するアニオン交換樹脂移送ラインと、
前記中間樹脂層を一時的に貯蔵する樹脂貯蔵槽と、
前記再生塔の前記中間樹脂層が形成される領域と前記樹脂貯蔵槽とを接続し、前記中間樹脂層を前記樹脂貯蔵槽に移送する第1の中間樹脂層移送ラインと、
前記下層のカチオン交換樹脂を再生し洗浄する手段と、
前記再生塔の前記下層が形成される領域と前記復水脱塩塔とを接続し、再生され洗浄された前記カチオン交換樹脂を前記復水脱塩塔に移送するカチオン交換樹脂移送ラインと、
前記復水脱塩塔に移送されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混合する手段と、を有する、復水脱塩装置。
【請求項9】
前記カチオン交換樹脂を移送後、前記中間樹脂を前記樹脂貯蔵槽から前記再生塔に移送する第2の中間樹脂層移送ラインを有する、請求項8に記載の復水脱塩装置
【請求項10】
前記アニオン交換樹脂を再生し洗浄する手段は、前記再生塔の内部の前記上層の上方に位置し、前記アニオン交換樹脂の再生薬剤と洗浄液とを選択的に供給する供給配管と、
前記再生塔の内部の前記中間樹脂層が形成される領域に設けられ、前記アニオン交換樹脂の再生薬剤と前記洗浄液とを回収する集水管と、を有する、請求項8または9に記載の復水脱塩装置。
【請求項11】
前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂の樹脂ホッパと、
前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂の樹脂キャッチャと、を有し、
前記樹脂ホッパと前記樹脂キャッチャのいずれかが前記樹脂貯蔵槽として用いられる、請求項8から10のいずれか1項に記載の復水脱塩装置。
【請求項12】
前記復水脱塩塔に移送されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混合する手段は、前記復水脱塩塔に設けられ、前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂とを保持するスクリーンと、前記スクリーンの下方から空気流を供給する空気供給手段と、を有する、請求項8から11のいずれか1項に記載の復水脱塩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アニオン樹脂及びカチオン樹脂の再生方法及び復水脱塩装置に関し、特に復水脱塩塔に混床充填されるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発電所では復水の脱塩のために復水脱塩塔が用いられている。復水脱塩塔にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が充填され、Cl等のアニオン成分とNa等のカチオン成分が除去される。復水脱塩塔には通常、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混床で充填されている。アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂のいずれかが飽和状態に達すると、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は再生塔に移送され、薬液で再生されて再び復水脱塩塔に戻される。
【0003】
特許文献1には、復水脱塩塔に混床充填されるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法が開示されている。まず、復水脱塩塔に充填されているアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂がカチオン再生塔に移送される。次に、カチオン再生塔内で、混合樹脂がアニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との間に位置し、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層と、に分離される。次に、上層のアニオン交換樹脂がアニオン再生塔に移送され、中間樹脂層が中間樹脂貯蔵槽に移送される。アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂はそれぞれアニオン再生塔とカチオン再生塔で再生される。再生されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は樹脂貯蔵槽に移送され、混合された状態で貯蔵される。樹脂貯蔵槽に貯蔵されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は、次のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生のために空となった復水脱塩塔に混床充填される。中間樹脂貯蔵槽に移送された中間樹脂層はカチオン再生塔に移送され、次にカチオン再生塔に移送された樹脂とともに分離される。
【0004】
特許文献2にも、復水脱塩塔に混床充填されるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法が開示されている。まず、復水脱塩塔に充填されているアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂が再生塔に移送される。次に、混合樹脂がアニオン交換樹脂の上層とカチオン交換樹脂の下層とに分離される。次に、上層の上方からアニオン交換樹脂の再生薬剤が供給される。この際、下層のカチオン交換樹脂にアニオン交換樹脂の再生薬剤が入り込むことを防止するため、下方から支持水を供給する。アニオン交換樹脂の再生薬剤と支持水は上層の下部に設けられた集水管で回収される。次に、下層の下方からカチオン交換樹脂の再生薬剤が供給される。この際、上層のアニオン交換樹脂にカチオン交換樹脂の再生薬剤が入り込むことを防止するため、上方から支持水を供給する。カチオン交換樹脂の再生薬剤と支持水は上記集水管で回収される。その後、再生されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は樹脂貯蔵槽に移送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−128128号公報
【特許文献2】特開平5−317729号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に開示された樹脂の再生方法は、カチオン再生塔とアニオン再生塔と樹脂貯蔵槽と中間樹脂貯蔵槽とを必要とするため、設備のコストや設置スペースを削減することが難しい。また、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂をそれぞれ専用の再生塔に移送するため、樹脂の移送時間も長くなる。
【0007】
特許文献2に開示された樹脂の再生方法によれば、中間樹脂層にアニオン交換樹脂の再生薬剤とカチオン交換樹脂の再生薬剤が入り込む。このため、アニオン交換樹脂がカチオン交換樹脂の再生薬剤で逆再生され、あるいはカチオン交換樹脂がアニオン交換樹脂の再生薬剤で逆再生される可能性がある。
【0008】
本発明は設備のコストの削減が容易で、かつ樹脂の逆再生が生じにくいアニオン樹脂及びカチオン樹脂の再生方法と復水脱塩装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、復水脱塩塔に混床充填されるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法に関する。本再生方法は、復水脱塩塔に混床充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂を、復水脱塩塔から再生塔に移送することと、再生塔に移送された混合樹脂を、アニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、上層と下層との間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層と、に分離することと、上層のアニオン交換樹脂を再生し洗浄することと、再生及び洗浄されたアニオン交換樹脂を復水脱塩塔に移送することと、アニオン交換樹脂の移送後、中間樹脂層を樹脂貯蔵槽に移送することと、中間樹脂層の移送後、下層のカチオン交換樹脂を再生し洗浄することと、再生及び洗浄されたカチオン交換樹脂を復水脱塩塔に移送することと、復水脱塩塔内のカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を混合させることと、を有する。
【0010】
本発明の他の態様は復水脱塩装置に関する。復水脱塩装置は、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が混床充填された復水脱塩塔と、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を収容する再生塔と、復水脱塩塔に混床充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂を再生塔に移送する混合樹脂移送ラインと、再生塔に移送された混合樹脂を、アニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、上層と下層との間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層と、に分離する混合樹脂分離手段と、上層のアニオン交換樹脂を再生し洗浄する手段と、再生塔の上層が形成される領域と復水脱塩塔とを接続し、再生され洗浄されたアニオン交換樹脂を復水脱塩塔に移送するアニオン交換樹脂移送ラインと、中間樹脂層を一時的に貯蔵する樹脂貯蔵槽と、再生塔の中間樹脂層が形成される領域と樹脂貯蔵槽とを接続し、中間樹脂層を樹脂貯蔵槽に移送する第1の中間樹脂層移送ラインと、下層のカチオン交換樹脂を再生し洗浄する手段と、再生塔の下層が形成される領域と復水脱塩塔とを接続し、再生され洗浄されたカチオン交換樹脂を復水脱塩塔に移送するカチオン交換樹脂移送ラインと、復水脱塩塔に移送されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混合する手段と、を有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、再生塔に移送された混合樹脂が、再生塔の内部でアニオン交換樹脂からなる上層とカチオン交換樹脂からなる下層と中間樹脂層とに分離され、さらに再生塔の内部でアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が再生される。このため、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂専用の再生塔やこれらの樹脂を移送するための設備を設ける必要がない。先に再生されたアニオン交換樹脂は復水脱塩塔に移送されるため、再生されたアニオン交換樹脂の受槽を設ける必要がない。下層のカチオン樹脂は、アニオン樹脂の再生、中間樹脂の移送後に再生されるため、仮に前工程で逆再生したとしても、最終的に再生される。従って、本発明によれば、設備のコストの削減が容易で、かつ樹脂の逆再生が生じにくいアニオン樹脂及びカチオン樹脂の再生方法と復水脱塩装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】樹脂の再生塔への移送が行われる直前の復水脱塩装置の状態を示す図である。
図2】樹脂の再生塔への移送が行われるときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図3】混合樹脂をアニオン交換樹脂からなる上層と、カチオン交換樹脂からなる下層と、中間樹脂層と、に分離するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図4】アニオン交換樹脂を再生するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図5】アニオン交換樹脂を洗浄するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図6】アニオン交換樹脂を脱塩塔に移送するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図7】中間樹脂層を樹脂貯蔵槽に移送するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図8】カチオン交換樹脂を再生するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図9】カチオン交換樹脂を洗浄するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図10】カチオン交換樹脂を脱塩塔に移送するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図11】中間樹脂層を再生塔に移送するときの復水脱塩装置の状態を示す図である。
図12】復水脱塩塔のスクリーンの斜視図である。
図13図12の部分拡大図である。
図14】空気供給手段の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る復水脱塩装置と、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生方法について説明する。本発明の復水脱塩装置は主に発電所で用いられる。図1は本発明の復水脱塩装置1の概略構成を示している。復水脱塩装置1は、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が混床充填され復水を脱塩する復水脱塩塔2と、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を再生する再生装置3と、を有している。再生装置3はアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生及び洗浄を行う再生塔4と、後述する中間樹脂層を一時的に貯蔵する樹脂貯蔵槽6と、を有している。タービン(図示せず)で仕事を行った蒸気は復水器(図示せず)で凝縮されて復水となり、復水ろ過装置(図示せず)等でろ過された後、復水脱塩塔2で脱塩され、ボイラー(図示せず)等の蒸気発生装置に供給される。
【0014】
図1はアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の再生塔4への移送が行われる直前の復水脱塩装置1を示している。復水脱塩塔2にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が混床充填されている。すなわち、復水脱塩塔2にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が混合された混合樹脂Mが充填されている。混合樹脂Mはスクリーン10によって保持されている。復水脱塩塔2のスクリーン10の直上の位置に、混合樹脂Mを再生塔4に移送するための混合樹脂移送ラインL1が接続されている。混合樹脂移送ラインL1の弁V1は閉じられている。復水脱塩塔2の上部には再生されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を充填するための樹脂充填ラインL2が接続されている。樹脂充填ラインL2は樹脂の移送方向における上流側でアニオン交換樹脂取り出しラインL3とカチオン交換樹脂取り出しラインL4に接続されている。樹脂充填ラインL2の弁V2は閉じられている。再生塔4の底部には前回の再生処理で残存した中間樹脂層Tが貯蔵されている。中間樹脂層Tは逆再生されたカチオン交換樹脂を含んでいる可能性がある。
【0015】
次に、図2に示すように、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を再生塔4に移送する。なお、図2〜11において、樹脂、再生薬剤、水等が流通するラインを太線で示している。具体的には混合樹脂移送ラインL1の弁V1を開き、復水脱塩塔2の混合樹脂Mを、混合樹脂移送ラインL1を通して再生塔4に移送する。樹脂は水と空気によって移送される。一般に、水は樹脂のルージング(ほぐし)とスラリー濃度の調整に用いられ、空気は移送元の塔内の加圧に用いられる。図示は省略しているが、移送先の塔はドレン/ベントを開放することによって移送元の塔に対し減圧される。混合樹脂Mは再生塔4に貯蔵されている中間樹脂層Tと一体化して新たな混合樹脂Mとなる。混合樹脂Mの移送が終わると混合樹脂移送ラインL1の弁V1を閉じる。
【0016】
次に、図3に示すように、再生塔4の底部に接続された水供給ラインL5の弁V5を開き、水供給ラインL5から再生塔4に水を供給する。混合樹脂Mは水によって攪拌される。比重の大きいカチオン樹脂と比重の小さいアニオン樹脂の沈降速度の違いによって、カチオン樹脂が下部に、アニオン樹脂が上部に分離される。アニオン樹脂とカチオン樹脂の境界にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層Tが形成される。このようにして、再生塔4に移送された混合樹脂Mは、アニオン交換樹脂からなる上層Aと、カチオン交換樹脂からなる下層Cと、上層Aと下層Cとの間に位置しアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含む中間樹脂層Tと、に分離される。水供給ラインL5は、混合樹脂Mをアニオン交換樹脂からなる上層Aと、カチオン交換樹脂からなる下層Cと、中間樹脂層Tと、に分離する混合樹脂分離手段を構成する。
【0017】
次に、図4に示すように、アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6の弁V6を開き、アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6からアニオン交換樹脂からなる上層Aにアニオン交換樹脂再生薬液を供給する。再生薬液はポンプまたはエゼクタ(図示せず)によってアニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6に注入される。アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6は共通ラインL13を介して、再生塔4の内部のアニオン樹脂からなる上層Aの上方に位置する供給配管8に接続されている。なお、共通ラインL13には、アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6の他に、カチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7と、洗浄液供給ラインL8とが合流している。このため、共通ラインL13と供給配管8は、アニオン交換樹脂の再生薬剤と、カチオン交換樹脂の再生薬剤と、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の洗浄液とを選択的に供給する機能を有している。アニオン交換樹脂再生薬液としては例えばNaOHが用いられる。アニオン交換樹脂再生薬液を供給するのと同時に、アニオン交換樹脂再生薬液の回収ラインL9の弁V9を開く。回収ラインL9は、再生塔4の内部の中間樹脂層Tが形成される領域に設けられた集水管9に接続されている。集水管9の表面には多数の開口が形成されている。開口はアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を通過させず、薬液などの液体だけを通過させる。アニオン交換樹脂再生薬液はアニオン交換樹脂からなる上層Aと中間樹脂層Tを通り、集水管9で集められ、回収ラインL9から回収される。これによって、アニオン交換樹脂からなる上層Aが再生される。この際、水供給ラインL5の弁V5を開き、水供給ラインL5から水を供給する。水は上向き流となってカチオン交換樹脂からなる下層Cと中間樹脂層Tを通り、集水管9で集められ、回収ラインL9から回収される。水はアニオン交換樹脂再生薬液が下層Cのカチオン交換樹脂に入り込み、カチオン交換樹脂を逆再生することを防止する。この工程は省略することも可能である。仮に下層Cのカチオン交換樹脂が逆再生されても、後工程でカチオン交換樹脂再生薬液によって再生されることで、カチオン交換樹脂がNa形からH形に変化し、逆再生が解消されるためである。アニオン交換樹脂の再生が終了したら、アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6の弁V6を閉じる。供給配管8と、共通ラインL13と、アニオン交換樹脂再生薬液供給ラインL6と、集水管9と、回収ラインL9はアニオン交換樹脂の再生手段を構成する。
【0018】
次に、図5に示すように、洗浄液供給ラインL8の弁V8を開き、洗浄液供給ラインL8からアニオン交換樹脂からなる上層Aに洗浄液を供給する。洗浄液としては例えば純水が用いられる。回収ラインL9の弁V9は開いたままである。洗浄液はアニオン交換樹脂再生薬液と同様の経路を通り、回収ラインL9から回収される。これによって、アニオン交換樹脂が洗浄される。水供給ラインL5から水が供給されるため、アニオン交換樹脂再生薬液を含んだ洗浄水が下層Cのカチオン交換樹脂に入り込み、カチオン交換樹脂が逆再生されることが防止される。上述の理由によって、水供給ラインL5からの水の供給を省略することも可能である。アニオン交換樹脂の洗浄が終了したら、洗浄液供給ラインL8の弁V8と回収ラインL9の弁V9を閉じる。供給配管8と、共通ラインL13と、洗浄液供給ラインL8と、集水管9と、回収ラインL9はアニオン交換樹脂の洗浄手段を構成する。
【0019】
次に、図6に示すように、アニオン交換樹脂取り出しラインL3と樹脂充填ラインL2の弁V3,V2を開き、再生及び洗浄されたアニオン交換樹脂を復水脱塩塔2に移送する。アニオン交換樹脂取り出しラインL3の一端は、再生塔4のアニオン交換樹脂からなる上層Aが形成される領域の下部に接続されており、他端は樹脂充填ラインL2に接続されている。アニオン交換樹脂取り出しラインL3と樹脂充填ラインL2はアニオン交換樹脂移送ラインを構成する。再生及び洗浄されたアニオン交換樹脂はアニオン交換樹脂取り出しラインL3と樹脂充填ラインL2を通り、復水脱塩塔2に再充填される。アニオン交換樹脂の移送が終了したらアニオン交換樹脂取り出しラインL3と樹脂充填ラインL2の弁V3,V2を閉じる。このとき、再生塔4内では中間樹脂層Tが露出している。
【0020】
次に、図7に示すように、第1の中間樹脂層移送ラインL10の弁V10を開き、中間樹脂層Tを樹脂貯蔵槽6に移送する。第1の中間樹脂層移送ラインL10は再生塔4の中間樹脂層Tが形成される領域の下部と樹脂貯蔵槽6とを接続している。ここで、復水脱塩装置1は、新品のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を充填するための樹脂ホッパ6を供えている。樹脂ホッパ6は上部が開放された開放容器である。第1の中間樹脂層移送ラインL10の弁V10を開き、新品のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を樹脂ホッパ6に投入することで、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が再生塔4に充填される。アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は再生塔4で計量された後、カチオン交換樹脂取り出しラインL4と樹脂充填ラインL2を経由して復水脱塩塔2に充填される。本実施形態では樹脂貯蔵槽6として樹脂ホッパ6が用いられている。樹脂ホッパ6は従来の復水脱塩装置にも一般的に備えられているものであるため、樹脂貯蔵槽6を設けることで設備数が増加することはない。また、復水脱塩装置は通常、復水脱塩塔2や再生塔4から塔外に漏れ出すアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を捕捉する樹脂キャッチャ7を備えている。樹脂キャッチャ7は図示のとおり、再生塔4の頂部のベントラインL12に接続されており、図示は省略するが、復水脱塩塔2の頂部のベントラインにも接続されている。ベントラインL12の弁V12の開放時にベントラインL12に漏れ出したアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は樹脂キャッチャ7で捕捉される。樹脂貯蔵槽6として樹脂キャッチャ7を用いることもできる。なお、本実施形態では樹脂ホッパ6と樹脂キャッチャ7は一体化されており、コスト低減に寄与している。中間樹脂層Tの移送が終了したら第1の中間樹脂層移送ラインL10の弁V10を閉じる。このとき、再生塔4内にはカチオン交換樹脂からなる下層Cだけが残存している。
【0021】
次に、図8に示すように、カチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7の弁V7を開き、カチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7からカチオン交換樹脂からなる下層Cにカチオン交換樹脂再生薬液を供給する。再生薬液はポンプまたはエゼクタ(図示せず)によってカチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7に注入される。カチオン交換樹脂再生薬液としては例えばHClが用いられる。これと同時に、再生塔4の底部に接続されたカチオン交換樹脂再生薬液の回収ラインL14の弁V14を開く。アニオン交換樹脂を洗浄したときと同様にしてカチオン交換樹脂が再生される。アニオン交換樹脂はすでに復水脱塩塔2に移送されているため、水供給ラインL5から水を供給する必要はない。なお、アニオン交換樹脂の再生時に万が一カチオン交換樹脂の一部が逆再生された場合でも、カチオン交換樹脂はカチオン交換樹脂再生薬液によってH形に戻る。カチオン交換樹脂の再生が終了したら、カチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7の弁V7を閉じる。供給配管8と、共通ラインL13と、カチオン交換樹脂再生薬液供給ラインL7と、回収ラインL14はカチオン交換樹脂の再生手段を構成する。
【0022】
次に、図9に示すように、洗浄液供給ラインL8の弁V8を開き、洗浄液供給ラインL8からカチオン交換樹脂の下層Cに洗浄液を供給する。アニオン交換樹脂を洗浄したときと同様にして下層Cのカチオン交換樹脂が洗浄される。回収ラインL14の弁V14は開いたままである。カチオン交換樹脂の洗浄が終了したら、洗浄液供給ラインL8の弁V8と回収ラインL14の弁V14を閉じる。供給配管8と、共通ラインL13と、洗浄液供給ラインL8と、回収ラインL14はカチオン交換樹脂の洗浄手段を構成する。
【0023】
次に、図10に示すように、カチオン交換樹脂取り出しラインL4と樹脂充填ラインL2の弁V4,V2を開き、再生及び洗浄されたカチオン交換樹脂を復水脱塩塔2に移送する。カチオン交換樹脂取り出しラインL4の一端は再生塔4のカチオン交換樹脂からなる下層Cが形成される領域の下部に接続されており、他端は樹脂充填ラインL2に接続されている。カチオン交換樹脂取り出しラインL4と樹脂充填ラインL2はカチオン交換樹脂移送ラインを構成する。再生及び洗浄されたカチオン交換樹脂はカチオン交換樹脂取り出しラインL4と樹脂充填ラインL2を通り、復水脱塩塔2に再充填される。カチオン交換樹脂の移送が終了したらカチオン交換樹脂取り出しラインL4と樹脂充填ラインL2の弁V4,V2を閉じる。このとき、再生塔4内には樹脂がない状態となる。
【0024】
次に、図11に示すように、第2の中間樹脂層移送ラインL11の弁V11を開き、中間樹脂層Tを樹脂貯蔵槽6から再生塔4に移送する。中間樹脂層Tの移送が終了したら中間樹脂層移送ラインL11の弁V11を閉じる。これによって、再生塔4は図1に示す状態に戻り、次に再生塔4に新たなアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が供給されるまで待機する。
【0025】
一方、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は別々のタイミングで復水脱塩塔2に移送されるため、この時点では図11に示すように、アニオン交換樹脂の上にカチオン交換樹脂が積層された複床充填の状態にある。これを混床状態にするため、スクリーン10の下方から空気流を供給する。図12は復水脱塩塔2のスクリーン10の斜視図を、図13図12の破線で示した部分の拡大図を示している。
【0026】
スクリーン10はアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を保持する円板状の部材であり、同じく円形のスクリーン保持板11に保持されている。スクリーン10の上面10aは水平面となっている。スクリーン10は互いに間隔をおいて一方向に延びる複数のワイヤ部材10bと、ワイヤ部材10bと直交する方向に延び、複数のワイヤ部材10bを保持する複数のサポートロッド10cと、から構成されている。ワイヤ部材10b及びサポートロッド10cは金属または樹脂で作成され、金属で作成されている場合は溶接等の、樹脂で作成されている場合は接着剤等の適宜の手段で、相互に固定されている。ワイヤ部材10bとサポートロッド10cは直交していなくてもよく、ワイヤ部材10bを固定できる限り、任意の角度で交差することができる。
【0027】
ワイヤ部材10bの断面形状は特に限定されないが、上側に一辺が位置する三角形断面、上側に長辺が位置する台形断面などが特に好ましい。ワイヤ部材10bの間隔は上側で狭く、下側で広くなっているため、下向き流で流れる復水に含まれる異物がワイヤ部材10b間の隙間に捕捉されることが防止される。ワイヤ部材10bの断面形状としては他にも、ホームベース状の断面、円または楕円の半部に相当する断面等が挙げられる。ワイヤ部材10bの上面の間隔dは、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が流出しないように選択される。
【0028】
スクリーン保持板11は複数の開口11aを備えている。スクリーン10に保持されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を通過した復水は、図13に矢印で示すように、互いに隣接するワイヤ部材10bの間の間隙10dを通過し、次に、互いに隣接するサポートロッド10cの間の空間10eに入り、その後スクリーン保持板11の開口11aに流入し、下側空間13(図14参照)に流出する。互いに隣接するサポートロッド10cで囲まれる空間10eは、必ずいずれかの開口11aと連通しており、サポートロッド10cで囲まれる空間10eに流入した復水が下側空間13に排出されるようになっている。
【0029】
図14はスクリーン10の下方に設けられる空気供給手段の断面を示している。空気供給手段は以下に述べる空気供給ノズル12と複数の管14とからなる。空気供給ノズル12は復水脱塩塔2の側面に設けられ、下側空間13に開口している。複数の管14はスクリーン保持板11に取り付けられ、下側空間13を延びている。各々の管14の側面には開口14aが設けられている。
【0030】
複床充填のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混床状態とするため、空気供給ノズル12から下側空間13に空気が供給される。下側空間13は残留水、シャワリング水等の水で満たされており、供給された空気はスクリーン保持板11の下面11b付近に滞留する。空気流量を適切に選択することによって、スクリーン保持板11の下面11bのほぼ全面と接する空気層15が形成される。空気層15の空気は各管14の開口14aを通して管14の内部に流入し、スクリーン10の上面から上昇流となって排出される(図14の矢印参照)。複床充填のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂はこの空気流によって攪拌され、混床状態となる。
【0031】
従来の復水脱塩装置では、アニオン再生塔で再生されたアニオン交換樹脂はカチオン再生塔に移送され、カチオン再生塔で再生されたカチオン交換樹脂ととともに混床状態にして復水脱塩塔に移送している。しかし、従来の復水脱塩塔は上述の空気供給手段を備えていないため、本実施形態に従ってアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を再生しても、別々に復水脱塩塔に送られて複床状態となったアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混床状態にすることが困難であった。本実施形態では、空気供給手段を備えた復水脱塩塔と上述した再生方法とを組み合わせることで、再生されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混床状態にすることが可能となっている。
【符号の説明】
【0032】
1 復水脱塩装置
2 復水脱塩塔
3 再生装置
4 再生塔
6 樹脂貯蔵槽(樹脂ホッパ)
7 樹脂キャッチャ
8 供給配管
9 集水管
10 スクリーン
11 スクリーン保持板
12 空気供給ノズル
14 管
A 上層(アニオン樹脂層)
C 下層(カチオン樹脂層)
M 混合樹脂
T 中間樹脂層
L1 混合樹脂移送ライン
L2 樹脂充填ライン
L3 アニオン交換樹脂取り出しライン
L4 カチオン交換樹脂取り出しライン
L5 水供給ライン
L6 アニオン交換樹脂再生薬液供給ライン
L7 カチオン交換樹脂再生薬液供給ライン
L8 洗浄液供給ライン
L9 アニオン交換樹脂再生薬液及び洗浄液の回収ライン
L10 第1の中間樹脂層移送ライン
L11 第2の中間樹脂層移送ライン
L12 ベントライン
L13 共通ライン
L14 カチオン交換樹脂再生薬液の回収ライン
図1
図2
図3
図4
図5
図6
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図8
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図10
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図14