JPH0471123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボイラ起動時および停止時におけるヒ
ドラジンを多量に含有する復水の処理方法に関す
るものである。

化石燃料を用いる通常火力発電所においては高
圧蒸気を得るために、一般に超臨界圧あるいは亜
臨界圧ボイラが用いられている。

これらのボイラにおいては配管、機器などの腐
蝕防止のために、ボイラ給水中にアンモニアおよ
び小量のヒドラジンが添加されているが、ヒドラ
ジンは加熱によりアンモニアに分解されるので、
通常のボイラ腹水中にはアンモニウムイオンが多
量に含有されているもののビトラジンはほとんど
含まれていない。

このような腹水を再度ボイラ給水とするために
は、クラツドや復水中の不純物イオンを除去する
ために復水脱塩塔で処理する必要がある。

当該復水中には前述のごとくアンモニウムイオ
ンが多量に含有しているが、ナトリウムイオンや
塩化物イオンの不純物イオンの含有量は小さく、
したがつて従来ではNH₄形強酸性カチオン交換
樹脂とOH形強塩基性アニオン交換樹脂の混合樹
脂層を用いる、いわゆるアンモニア形復水脱塩塔
が用いられている。すなわち当該アンモニア形復
水脱塩塔を用いることにより、復水中のアンモニ
ウムイオンを除去せずに他の不純物イオンを除去
できるので、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とOH
形強塩基性アニオン交換樹脂の混合樹脂層を用い
る、いわゆるＨ−OH形復水脱塩塔よりランニン
グコストを大巾に低下せしめることができる。

なお、当該アンモニア形復水脱塩塔を使用する
場合、まず前記Ｈ−OH形復水脱塩塔で復水を処
理しつつ、復水中のアンモニウムイオンを利用し
てカチオン交換樹脂をＨ形からNH₄形に変換し、
ひきつづいてアンモニア形復水脱塩塔として通水
を続行することが広く採用されている。

一方、近年になつて原子力発電所のベースロー
ド化に伴ない、通常火力発電所は週末停止などの
ボイラの運転停止が多発する傾向にあり、これに
よりボイラ起動時および停止時においては多量の
ヒドラジンが復水脱塩塔に通水されることとな
る。

すなわちボイラを停止するにあたり、水管の腐
蝕を防止するために、保管水中にヒドラジンを多
量に添加するためであり、停止時においてはヒド
ラジンが分解せぬようボイラの温度が低下してか
ら給水中に添加するためそのまま復水中に移行し
てくるのと、起動時においてはボイラに存在する
ヒドラジンを多量に含有する保管水が押出されて
くることに起因している。

従来においてはこのような多量のヒドラジンを
含む復水を復水脱塩塔で処理する場合、復水脱塩
塔をＨ−OH形復水脱塩塔とし、処理水にヒドラ
ジンがリークしない内に通水をとめ、次いでカチ
オン交換樹脂はアンモニア水と酸で、またアニオ
ン交換樹脂はカ性ソーダで再生するというような
運転方法が採用されていた。しかしながらボイラ
の起動、停止が多発するような場合、このような
運転方法を採用すると、アンモニア形復水脱塩塔
としての経済的メリツトが薄れ、ランニングコス
トが増大し、はなはだ不経済である。

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、ヒド
ラジンを含む復水を経済的に処理することを目的
とするものである。

すなわち本発明は火力発電所のボイラ起動時お
よび停止時に流出するヒドラジンを多量に含む復
水を処理するにあたり、当該復水をNH₄形カチ
オン交換樹脂とOH形アニオン交換樹脂の混合樹
脂層に通水してヒドラジンを吸着させ、処理水に
ヒドラジンがリークするまで通水を続行し、しか
る後にヒドラジンを吸着した混合樹脂をアンモニ
ア水のみで再生し、再生後の混合樹脂を通水に供
することを特徴とするボイラ起動時および停止時
の復水の処理方法である。

以下に本発明を詳細に説明する。

前述したようにボイラの停止時においてはボイ
ラの温度が低下した後に給水中にヒドラジンを多
量に添加するので、復水脱塩塔に流入する復水中
のヒドラジンの量は増加し、ヒドラジン濃度が
1000ppb程度、あるいはそれ以上に達する。一方
ボイラの起動時においてはボイラ中に存在するヒ
ドラジンを多量に含む保管水が押出されてくるた
め、ヒドラジン濃度が1000ppb程度、あるいはそ
れ以上の復水が復水脱塩塔に流入し、時間の経過
とともにヒドラジン濃度が低下し、ついには通常
の復水すなわちヒドラジンをほとんど含まない復
水となる。

従来ではこのようなヒドラジンを多量に含む復
水を処理するにあたり、Ｈ−OH形復水脱塩塔を
用い、また処理水にヒドラジンがリークしない内
に通水をとめ再生していた。

ヒドラジンはアンモニウムイオンと同様にボイ
ラにとつて有害な物質でなく、逆にボイラ給水中
に小量であるが添加する物質である。したがつて
ヒドラジンのリーク量が小量であれば除去する必
要がない。しかしＨ−OH形復水脱塩塔の場合
は、通水を続行するとヒドラジンが急激なピーク
を形成して一時的に多量リークし、給水管理が困
難となるのでヒドラジンがリークしない内に通水
をとめて再生せざるを得なかつた。そのため再生
後の復水脱塩塔はその処理水に再度アンモニアを
添加する必要があつた。

本発明者等はヒドラジンを多量に含有する復水
をアンモニア形復水脱塩塔に通水すると以下のよ
うな挙動を示すことを知見した。

すなわち当該復水をアンモニア形腹水脱塩塔に
通水するとヒドラジンの貫流容量はＨ−OH形復
水脱塩塔と比較すると小さいが、通水の当初はヒ
ドラジンをよく吸着し、その処理水中にヒドラジ
ンがほとんどリークせず、さらに通水を続行する
とヒドラジンが徐々にリークする。またヒドラジ
ンのリークの状態はＨ−OH形復水脱塩塔のよう
な急激なピークを形成することなく、時間の経過
とともに徐々にリーク量が増加する。

このようにアンモニア形復水脱塩塔でもその吸
着容量が小さいとは云え、十分にヒドラジンを吸
着し得ることができ、かつ通水を続行した際のヒ
ドラジンのリークが緩慢なので、ボイラ起動ある
いは停止時の復水の処理においてはアンモニア形
復水脱塩塔の方がむしろ優れている。その理由
は、第１にボイラ起動および停止時の際に流出す
るヒドラジンを多量に含有する復水は一時的なも
ので、ヒドラジンの吸着容量が小さくとも十分に
実用に供し得ること。第２にヒドラジンのリーク
の状態が前述したごとく急激なピークを形成せ
ず、徐々に増加するのでボイラ給水の管理が容易
であり、かつそのリーク量が許容値以内の間はそ
のまま通水を続行することが可能であること。第
３に処理水にアンモニアを添加する必要がないな
どによる。なお、アンモニア形復水脱塩塔でヒド
ラジン含有復水を処理した場合、その処理水には
ヒドラジンの相当するアンモニウムイオンが増加
し、その増加分だけPHが上昇する。しかしボイラ
の停止、起動時のヒドラジン濃度では、当該PHが
許容範囲に入ることが多く実用上問題はほとんど
ない。

また通常、復水脱塩塔出口に約50ppbのヒドラ
ジンを添加しているので、処理水のヒドラジンが
50ppb以上の値になつたら、ヒドラジンリークし
ている脱塩塔を後述するように再生する。

本発明は前述した通水によりヒドラジンを吸着
した復水脱塩塔を再生するにあたり、アンモニア
水のみで再生することも大きな特徴のひとつであ
る。

すなわちボイラの起動あるいは停止時に復水脱
塩塔に流入する復水はヒドラジンおよびアンモニ
アを多量に含有しているものの、ナトリウムイオ
ンや塩化物イオンなどの不純物イオンをほとんど
含有しておらず、したがつてナトリウムイオンを
脱着するためのカチオン交換樹脂の酸再生や、塩
化物イオンを脱着するためのアニオン交換樹脂の
カ性ソーダ再生は全く必要でなくカチオン交換樹
脂に吸着したヒドラジンのみを脱着すればよい。

カチオン交換樹脂に吸着したヒドラジンはアン
モニア水で効果的に脱着することができる。

本発明では前記通水に供した混合イオン交換樹
脂を再生塔に移送し、常法によりクラツドを除去
した後、カチオン交換樹脂にアンモニア水を通液
してヒドラジンを脱着する。なおアンモニア水を
通液するにあたつては、カチオン交換樹脂とアニ
オン交換樹脂の混合イオン交換樹脂にそのままア
ンモニア水を通液してもよいし、あるいは常法に
よりカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を逆洗
分離し、両イオン交換樹脂に一貫してアンモニア
水を通水してもよいし、またはカチオン交換樹脂
のみにアンモニア水を通液してもよい。

このような再生によりカチオン交換樹脂から効
果的にヒドラジンを脱着できるので、常法により
洗浄した後、再生塔から混合イオン交換樹脂を移
送して通水系列にもどし、ふたたびアンモニア形
復水脱塩塔として通水に供する。

以上説明したように本発明においては火力発電
所のボイラ起動時、および停止時に流出するヒド
ラジンを多量に含む復水をアンモニア形復水脱塩
塔で処理するので、その処理水にアンモニアを添
加する必要がなく、またヒドラジンのリークが緩
慢なのでヒドラジンが小量リークするまで通水が
続行でき、かつ通水に供した混合イオン交換樹脂
をアンモニア水のみで再生し、ふたたびアンモニ
ア形復水脱塩塔として使用できるので、ランニン
グコストが安価であり、かつ操作が簡単で再生時
間も短縮できる。しかも再生にあたつて酸・カ性
ソーダを一切用いないので、カチオン交換樹脂の
カ性ソーダ再生剤による汚染およびアニオン交換
樹脂の酸再生剤による汚染が生ずることもない。

以下に本発明の効果を明確にするために実施例
を説明する。

実施例 保管中のボイラを起動することにより発生する
ヒドラジンを多量に含む復水を、２のNH₄形
強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト（登録商
標、以下同様）200Cと１のOH形強塩基性アニ
オン交換樹脂アンバーライトIRA−900からなる
混合イオン交換樹脂を充填した樹脂層高１ｍの復
水脱塩塔ＡおよびＢにそれぞれLV80ｍ／Ｈで通
水したところ、第１図に示したように復水脱塩塔
Ａ、Ｂ共に通水の当初はヒドラジンが全くリーク
しなかつた。なお通水開始後約16時間で流入復水
のヒドラジン濃度が5ppb as CaCO₃以下となり、
また復水脱塩塔Ａの処理水のヒドラジン濃度が
30ppbとなつたので、復水脱塩塔Ａの通水をと
め、常法によりクラツドを除去した後、特にカチ
オン交換樹脂とアニオン交換樹脂の逆洗分離をす
ることなく、そのまま0.2％アンモニア水６を
カチオン交換樹脂に対してSV8で通液し、十分に
洗浄し、再び通水を再開したところヒドラジンリ
ーク1.5〜2ppb as CaCO₃の処理水が得られた。

一方復水脱塩塔Ｂについてはヒドラジンのリー
クの状態を観察するために通水を続行した。第１
図に示すようにヒドラジンのリークは通水の経過
とともに徐々に増加することが確認され、ヒドラ
ジンリークが800ppb as CaCO₃に達したところ
で前述と同じような条件で0.2％アンモニア再生
を行なつたところ、再生後の処理水のヒドラジン
は約2ppb as CaCO₃となつた。

また復水脱塩塔Ａ、Ｂとも全サイクルの通水に
おいてナトリウムイオンあるいは塩化物イオンな
どの不純物イオンは全くリークせず、復水脱塩塔
Ａのアンモニア通液後の処理水のPHは9.4以下で
あつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例における通水結果を示すグラフ
で、縦軸にヒドラジン、あるいはアンモニアの含
有量および処理水のPHを示し、横軸に通水時間を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 火力発電所のボイラ起動時および停止時に流
   出するヒドラジンを多量に含む復水を処理するに
   あたり、当該復水をNH₄形カチオン交換樹脂と
   OH形アニオン交換樹脂の混合樹脂層に通水して
   ヒドラジンを吸着させ、処理水にヒドラジンがリ
   ークするまで通水を続行し、しかる後にヒドラジ
   ンを吸着した混合樹脂をアンモニア水のみで再生
   し、再生後の混合樹脂を通水に供することを特徴
   とするボイラ起動時および停止時の復水の処理方
   法。