JPS5811089A - 復水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ボイラやタービンなどのスケール生成および
腐食を防止するために、復水中に存在する不純物をイオ
ン交換樹脂を充填した脱塩塔によって除去し復水を浄化
する処理方法に関するものである。

一般に火力発電所においては、ボイラで生成された高温
高圧の水蒸気によって発電用タービンを回転させ、使用
後の水蒸気は復水器で凝縮させたのちに再びボイラ給水
として使用するという水循環を行なっているが、配管の
腐食などによって生成する金属酸化物粒子（クラッド）
や復水器冷却水のリーク（コンデンサーリーク）などに
よって系内に侵入する塩類やシリカなどの不純物が循環
水中に蓄積されるのを防ぐために、大型ユニットでは復
水処理装置を設けるのが普通である。復水処理装置には
種々の方式があるが、従来から多く用いられているのけ
水素形（Ｈ形）の強酸性カチオン交換樹脂（以下ＣＲと
する）と水酸形（ＯＨ形）の強塩基性アニオン交換樹脂
（以下ＡＲとする）を混合して（以下ＣＲと鉦の混合物
をＭＢ　　とする）充填した脱塩塔である。

一方、給水のｐＨを調整することにより配管の腐食を防
ぐことは広く行なわれており、この目的のため給水中に
はアンモニアが注入される。

復水処理装置の目的は先に示したような不純物を除去す
ることであるが、その機能からして除去されるべき不純
物ではないアンモニウムイオン（ＮＨ４”　）もＨ形の
ＣＲに吸着されるため、これがＣＲの負荷となシ結局脱
塩塔の再生頻度が高くなるという問題が生ずる。再生頻
度が高くなるということはそれだけ高価な再生剤を多量
に使用することになり不経済なので、再生頻度を低く抑
えるために従来アンモニアブレークの時点で通水を停止
して再生していたところをアンモニアブレーク以後も通
水を続けるいわゆる「アンモニアサイクル、」方式を採
用することが提唱されている。これに対してアンモニア
ブレークの時点で通水を停止する方法を「■サイクル」
などとよぶ。

さて、ボイラやタービンの起動時には多量のクラッドが
復水中に含まれることがあシ、定常時においても１０〜
５０μｉｆ／ｌａ、ｑ　Ｆｅ程度のクラッドが含まれる
。初めに記したように、こうしたクラッドを除去するこ
とも復水処理装置の役割であるが、樹脂がこのクラッド
による鉄汚染を受けることもまた事実である。樹脂の鉄
による過度の汚染は樹脂のイオン交換性能の劣化や処理
水中へのＦｅリークの増大をもたらすので望ましいこと
ではない。ＣＲは再生のたびに酸と接触するのでこの鉄
の蓄積量はあまシ大きくならなりが、皿は次第に鉄の蓄
積量が増大する傾向にある。

したがって皿に対するクラッドの接触を防止することが
重要である。

、■とクラッドの接触を防止する方法としては、脱塩塔
の前にクラッドを除去する何らかのフィルタを設置する
ことが考えられるが、現在こうした方法としては高勾配
電磁フィルタ、プレコート型フィルタ、カチオンフィル
タの３種類の方法が知られている。このうちカチオンフ
ィルタとはＣＲ単独層によって復水中のクラッドを除去
し後段の脱塩塔内の副をクラッドによる鉄汚染から保護
しようとするものであるが、処理水質の安定性や脱塩塔
と組み合わせた場合の合理性といった点ですぐれた特徴
をもっている。

本発明は、このカチオンフィルタと脱塩塔とを組み合わ
せた場合に、塔および樹脂の使用の効率化を図るべく、
本発明者らが検討を重ねた末に完成されたものであり、
復水の通水方法および樹脂の再生方法にその特徴がある
。

本発明の方法を用いる復水処理装置は複数基（又は１基
）の脱塩塔（以下ＤＴとする）、好捷しくけそれと同数
基の復水ｒ過兼分離再生塔（以下ＦＲＴとする）、１基
（又は複数基）のアニオン再生塔（以下ＡＲＴとする）
、および付属機器、配管、制御装置などから構成される
（第１図参照）。

本発明の第１の特徴は復水の通水方法にある。

即ち、採水時には復水をＣＲが充填されたＦＲＴ。

ＭＢが充填されたＤＴの順に通水する。この場合、ＦＲ
Ｔがカチオンフィルタとして働くことになる。

本発明の第２の特徴は樹脂の再生方法にある。

従来の再生方法では、カチオンフィルタの有無にかかわ
らず、採水工程を終了した樹脂は再生塔（第１再生塔）
に移送され、水で逆洗されて下層に比重の大きなＣＲ，
上層に比重の小さな球がくるように２層に分離される。

ここで上層のＡＲはさらに別の再生塔（第２再生塔）に
移送され、そこで苛性ソーダによって再生される。第１
再生塔に残ったＣＲも同時に塩酸あるいは硫酸で再生さ
れる。再生後に両樹ＪＪｌｔを混合塔に移送して混合し
、他の脱塩塔の樹脂の採水工程が終わるまで混合塔内で
待機させる。」−記の方法のほか、ＣＲと址を逆洗分離
したのちＡＲを移送せずに同一の塔内でＣＲとＡｌｚを
再生ずる方法もある。

以上に記した従来法では再生のための塔が３塔（あるじ
は２塔）必要であった。また、脱塩塔の数よシ１バッチ
多くの樹脂が存在し、各脱塩塔には全バッチの樹脂が代
わるかわる充填されていた。そのため樹脂の管理や樹脂
量の調整に際して煩雑な問題があった。

本発明では上記問題点に鑑みて、カチオンフィルタを脱
塩塔の前段に設けた場合の長所を生かし、再生に必要な
塔数を減らすことと、他バッチの樹脂との混合を避ける
ために各バッチはなるべく別浴で再生することを考えに
入れて、ＣＲとＡＲの分離およびＣＲの再生をＦＲＴで
行うものとしている。

即ち、本発明では採水工程終了時に樹脂を再生する場合
、まずＤＴ内のＭＢ　を全量前段のＦＲＴＫ移送する。

次にＦＲＴ底部より逆洗水を導入し、Ｈ浄萱御→→”ｌ
　　　−Ｆ’ＲＴ内の樹脂を逆洗分離する。このとき上
層には皿層、下層にはＣＲ層が成層する。次に上層の黛
層をＡＲＴに移送する。ＦＲＴ内のＣＲには酸を通液し
、ＡＲＴ内の址にはアルカリを通液する。その後ＡＲＴ
内の鉦を再びＦＲＴに戻す。この結果、ＦＲＴ内では上
部にＡＲ層、下部にＣＲ層が形成される。ここで下層の
ＣＲ層の中間から空気を導入してＣＲ層上部の樹脂とＡ
Ｒ層の樹脂を混合する。との混合した部分の樹脂をＤＴ
に戻せばＦＲＴ内にはＣＲ層が残り、ＤＴ内にはＭＢ層
が形成される。これで再生は終了し、採水工程を待つと
とＫなるわけである。

以上のように、本発明でｆｄ　ＦＲＴがカチオンフィル
タとして働く以外に、樹脂の分離、ＣＲの再生、再生後
の樹脂の貯蔵を行なう塔としても働くととになる。した
がって、従来の方法で必要であった第１再生塔（カチオ
ン再生塔）、樹脂貯槽（樹脂混合塔）は不要になる。

後段（ＤＴ）のＭＢ　をアンモニアザイクルで運転する
場合には本発明の変法を用いる必要がある。

よく知られているように、アンモニアサイクル運転は脱
塩塔の再生から次の再生までの通水縦続時間を長くとれ
るので経済的であるが、アンモニアブレーク以後の処理
水質を良好に保つととが難しく、この問題を解決するこ
とがアンモニアサイクル運転の鍵であるといっても過言
ではない。即ち、アンモニアサイクルで通水中の樹脂に
不純物イオン（Ｎａ＋＋　Ｃ１＋　８０４２−など）を
吸着した樹脂（それぞれＮａ形、Ｃｔ形、ＳＯ４形など
と呼ばれる）が混入していると、不純物イオンのリーク
をひきおこすことになるのである。したがって、アンモ
ニアサイクルで通水する樹脂層にはこうした不純物イオ
ンを吸着した樹脂の混入を極力防ぐようにしなければな
らない。またコンデンサーリーク時の復水をアンモニア
サイクルで運転することは不適当であるので、コンデン
サーリークが生じたときには即時にＨサイクルによる完
全脱塩方式に切り換えられるシステムとなっていること
が望ましい。

本発明らは、アンモニアサイクル運転のための数々の方
法を考案し、その有効性を確認しているので（たとえば
特願昭５３−１０５８９６　、特願昭５５−０１７２９
５など）、そうした方法と本発明を組み合わせることに
よりアンモニアサイクル運転に適した本発明による復水
処理方法とすることができる。以下にその一例を図面を
用いて説明する。

第１図は３系列採水、１系列待機の場合の塔構成および
復水のフローを示したものである。

第１図において、１，２，３．４はＩｉ’ＲＴ、　　５
　。

６．７．８はＤＴ、　　９はＡＲＴである。１，２．３
のＦＲＴ、５，６．７のＤＴは通水中であることを示し
、４のＦＲＴ１８のＤＴは待機中（または再生中）であ
ることを示してしる。また図中の実線は復水の流路を示
し、破線は樹脂の移送方法を示している。

第２図は本発明を用いてアンモニアサイクル運転を行な
う場合の脱塩塔の構造の一例を示したものである。第２
図において、１０は脱塩塔本体、１１は復水流入用の塔
頂ディストリビュータ、１２は復水流入用の中間ディス
ｌ−ＩＪピユータ、１３は処理水流出用の塔底コレクタ
を示している。

ＭＢは２段構成となっており、下層は不純物イオン吸着
形の樹脂を殆ど含まないＭＢ　（ＭＢ、とする）、上層
は不純物イオン吸着形の樹脂を含むＭＢ　（ＭＥｌとす
る）となっている。このときＭＢ。

は中間ディストリビュータ１２よりも上方まで層厚がな
ければならない。通常時、アンモニアサイクル運転を行
なう場合には、ＦＲＴからの復水Ａは中間ディストリビ
ュータ１２からＤＴ内に流入し、ＭＥｌ層だけを通過し
、塔底コレクタ１３を通り処理水Ｂとして系外へ流出す
る。中間ディストリビュータ１２より上方のＭｌｌの一
部およびＭＢ、には通常時はまったく通水しないので、
ＭＨＩの中の不純物イオンがリークしてくることはない
。中間ディストリビュータ１２より上方のＭＢｉの層厚
はＭＢ、と復水Ａとの接触を防ぐ意味からは大きい方が
よく、通水中のＭＨＩの収縮を考慮すると１０α以上必
要である。

一方、アンモニアサイクルで運転中に大きなコンデンサ
ーリークが生じた場合には復水Ａの流入を中間ディス）
　ＩＪピユータ１２から塔頂ディストリビュータ１１に
切シ換えることにより、即時に中間ディス）　ＩＪピユ
ータ１２より上方の未通水層を利用することができる。

未通水層にはＨ形ＣＲとＯＨ形黛が再生直後のままで存
在するので、この部分でコンデンサーリーク時の復水Ａ
を処理することによシ、下方のアンモニアサイクル部に
はコンデンサーリークの影響を及ぼさずにすみ、水質の
悪化をまねかずに処理を続けることができるのである。

第３図は第２図に示しだ脱塩塔な用いてアンモニアサイ
クルを行なう場合の再生手順の一例を示したものである
。採水工程を終了したＦＲＴ　。

房は復水流路からはずされ、再生工程に入る。

まず頁内のＭＢ　は全量ＦＲＴ内に移送される。移送後
のＦＲＴ内、ＡＲＴ内の樹脂層の状態を（ａ）に示した
。次にＦＲＴ内の全樹脂は水で逆洗され、ＣＲと黛とに
分離される。逆洗分離後の状況を（ｂ）に示した。逆洗
分離後、ＦＲＴ内の皿は分離界面付近の一部のＣＲを伴
ってＡＲＴ内に移送され、続いてＡＲＴ内で逆洗される
。ＡＲＴにおける逆洗が終了した段階ではＦＲＴおよび
ＡＲＴ内の樹脂層構成は（ｃ）のようになっている。こ
こで（ｅ）に示すようにＦＲＴ　内のＣＲに酸Ｃを、Ａ
ＲＴ内の臘にアルカリＤを通液するが、ＡＲＴの方は（
ｅ）に示すようにＯＲと屁の界面より上方に中間コレク
タ１４を設け、再生廃液Ｅはその中間コレクタ１４から
流出させるようにすることが好ましい。通薬、押出、洗
浄の稜、ＡＲＴ内の皿はＦＲＴに戻すが、そのとき底部
の分離界面付近のＣＲと紐はＡＲＴ内に残し、池層の上
部だけをＦＲＴに戻す。凪をＦＲＴに戻した後の樹脂層
構成の状態を（ｄ）に示した。次に（、）に示すように
ＦＲＴ内のＣＲ層の中間部から空気を吹き込んでそれよ
シ上部の樹脂を混合しくＭＢＩ）、またＡＲＴ内に残し
た樹脂も混合する（ＭＢＩ）。

その後、ＭＢＩをＤＴに移送し、続いてＭＢ、を黄に移
送する。これによシ再生は終了する。再生終了後、採水
工程に入ったときの状態を（ｆ）に示す。

上記実施態様は本発明を用いた復水処理装置の脱塩塔の
ＭＢをアンモニアサイクル運転する場合の一例を示した
ものであシ、アンモニアサイクル運転が可能な通水（あ
るいは再生）方法を本発明と併用することによシ同様の
効果をあげることができる。たとえば、上記実施態様で
ＭＢＩを先にＭに充填しその上に■■を充填して２ＦＲ
Ｔを通った復水をＤＴの塔頂部よ勺流入させ、ＭＢＩと
ＭＢＩの界面よりも上方に設けたコレクタから流出させ
るようなプロセスとすることも可能である。

本発明はその主目的がカチオンフィルタを前段にそなえ
た脱塩塔（ＭＢを充填）において樹脂および塔の使用の
効率化を図ることであるから、アンモニアサイクル運転
を行なわない復水処理装置にも用いることができること
は勿論である。

本発明はこれらの変法の一切をも含むものである。

以上述べたととから明らかガように、本発明を用いた復
水処理方法の第１の利点はカチオンフィルタというクラ
ッド除去装置な脱塩塔の前段に設けているため脱塩塔内
のＡＲの鉄汚染が大幅に減少することである、。

＠２の利点はカチオンフィルタ部分な脱塩塔とは別塔と
して備えているため、カチオンフィルタだけのエアスク
ラビングや薬品再生が可能となシ、場合によっては畑を
艮期間再生せずに用いることができることである。

第３の利点はカチオンフィルタと再生塔を共通の塔とし
たため、カチオンフィルタを別塔としてもつにもかかわ
らず全体の塔数がカチオンフィルタ無しの場合にくらべ
てそれほど増えないことである。

第４の利点はカチオンフィルタと脱塩塔とを１つの系列
として考えたときに、各系列ごとに充填される樹脂のバ
ッチが決まっており、また他のバッチの樹脂との混合が
殆ど考えられないため、樹脂の管理や樹脂量調整に煩雛
さがなくなることである。このことはアンモニアサイク
ル運転のように樹脂量調整に正確さと精度が要求される
場合には大きなメリットとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示し、第１図は復水処理装置
の系統説明図、第２図は脱塩塔の断面図、第３図はアン
モニアサイクルを行なう場合の再生手順の説明図である
。 １．２，３．４・・・復水ｆ過兼分離再生塔（ＦＲＴ　
）、５．６，７，８・・・脱塩塔（ＤＴ　）　、９・・
・アニオン再生塔（ＡＲＴ）　、１０・・・脱塩塔本体
、１１・・・塔頂ディストリビュータ、１２・・・中間
ディストリビュータ、１３・・・塔底コレクタ、１４・
・・中間コレクタ、Ａ・・・復水、Ｂ・・・処理水、Ｃ
・・・酸、Ｄ・・・アルカＩＪ、Ｅ・・・再生廃液、Ｃ
Ｒ・・・強酸性カチオン交換樹脂、ＡＲ−・・強塩基性
アニオン交換樹脂、■・・・ＣＲ，！：ＡＲの混合物。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　千　　１）　　　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　復水を強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオ
   ン交換樹脂を充填した１基又は複数基の混床式脱塩塔に
   通水して復水中の不純物を除去し再びボイラー給水とし
   て使用する方法において、前記各脱塩塔の前段に強酸性
   カチオン交換樹脂を充填した沢過兼分離再生塔を設け、
   これらとは別にアニオン再生塔を配設し、採水時には復
   水を前記ｒ過兼分離再生塔から前記脱塩塔へ直列に通水
   し、樹脂の再生時には前記脱塩塔内の樹脂をその前段の
   ｆ過兼分離再生塔に移送したのち逆洗によって該樹脂を
   上下層に分離し、上層の強塩基性アニオン交換樹脂を前
   記アニオン再生塔へ移送し、これら各樹脂をそれぞれ再
   生したのち、前記アニオン再生塔内の樹脂を前記濾過兼
   分離再生塔内の強酸性カチオン交換樹脂の上部に移送し
   、該強酸性カチオン交換樹脂の中間部から上部の樹脂を
   混合し、該混合された樹脂を前記脱塩塔に充填すること
   を特徴とする復水処理方法。 ２　前記樹脂再生時において、前記濾過兼分離再生塔内
   の強塩基性アニオン再生塔内を前記アニオン再生塔へ移
   送するとき、強塩基性アニオン交換樹脂に接する一部の
   強酸性カチオン交換樹脂を共に移送したのち逆洗によっ
   て該樹脂を上下層に分離し、これら各樹脂をそれぞれ再
   生し、前記アニオン再生塔内の強酸性カチオン交換樹脂
   と該層に接する一部の強塩基性アニオン交換樹脂を核塔
   内に残して強塩基性アニオン交換樹脂のみを前記濾過兼
   分離再生塔内の強酸性カチオン交換樹脂の上部に移送し
   、該強酸性カチオン交換樹脂の中間部から上部の樹脂を
   混合して混合樹脂細を形成せしめると共に、前記アニオ
   ン再生塔内に残した塩基性アニオン交換樹脂と強酸性カ
   チオン交換樹脂を混合して混合樹脂ＭＢ’を形成せしめ
   、これら二つの混合樹脂を前記脱塩塔へ充填する特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、　前記混合樹脂の充填操作を、前記混合樹脂ＭＢ　
   が下層、前記混合樹脂ＭＢ’が上層となるように行なう
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記混合樹脂の充填操作を、前記混合樹脂邸が上層
   、前記混合樹脂ＭＢ’が下層となるように行なう特許請
   求の範囲第２項記載の方法。 ５、　前記採水処理において、前記ｆ過兼分離再生塔か
   らの流出水を前記混合樹脂ＭＢ　に下向流で通水する特
   許請求の範囲第３項記載の方法。 ６、前記採水処理において、前記ｐ過兼分離再生塔から
   の流出水を前記混合樹脂畑　よりも上方から通水すると
   共に、処理水を該混合樹脂ＭＢ　　と前記混合樹脂ＭＢ
   ’の境界面よりも上方から流出せしめる特許請求の範囲
   第４項記載の方法。