JP2000046992A - 復水脱塩装置 - Google Patents
復水脱塩装置Info
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Abstract
質を高度化することができるBWR型原子力発電プラン
トの復水脱塩装置を提供する。 【解決手段】 イオン交換樹脂を使用するBWR型原子
力発電プラントの復水脱塩装置において、前記イオン交
換樹脂として、架橋度が12%から16%で且つ、平均
粒径が550〜750μmの範囲の均一粒径強酸性カチ
オン樹脂と、平均粒径が500〜700μmの範囲の均
一粒径強塩基性アニオン樹脂とを用い、これらを混床で
使用することとしたものであり、前記イオン交換樹脂
は、架橋度が14%で、均一粒径強酸性カチオン樹脂
は、平均粒径が650μm、均一粒径強塩基性アニオン
樹脂は、平均粒径が600μmであるのが良く、前記イ
オン交換樹脂の混床は、入口側に中空糸膜フィルタ、プ
リコート型ろ過器又はプリーツフィルタ等からなる前置
フィルタを有することができる。
Description
り、特に、BWR型原子力発電プラントに用い、高純度
な処理水質を得ることができる復水脱塩装置に関する。
炉の内部を常に清浄に維持しなければならないので、そ
の浄化設備として、イオン交換樹脂を使用している復水
脱塩装置が設置されている。そのイオン交換樹脂として
は、従来、8から10%の架橋度を有するゲル型イオン
交換樹脂、もしくはこれらのゲル型イオン交換樹脂と交
換容量が等価のポーラス型イオン交換樹脂が使用されて
いた。またそのイオン交換樹脂の粒径は、平均で700
〜800μm、分布は概ね350〜1180μmのガウ
ス分布を有するものであった。
ラント構成機器が改良され、復水脱塩装置へのイオン性
不純物の負荷が低減していること、及び、放射性廃液低
減の観点から、イオン交換樹脂は非通薬再生にて運用さ
れ、通薬再生を実施せずに数年間使用後、廃棄されてい
る。従って、交換容量の大きいイオン交換樹脂の適用が
望まれている。また、復水脱塩装置は、イオン交換樹
脂、特にカチオン樹脂から溶出する有機性不純物が、処
理水質を低下させる要因となっていた。従って、有機性
不純物の溶出の少ないカチオン樹脂の適用、及び、カチ
オン樹脂から溶出した有機性不純物の捕獲能力の高いア
ニオン樹脂の適用が望まれている。
術に鑑み、より長い非再生運用を可能とし、且つ処理水
質を高度化することができるBWR型原子力発電プラン
トに用いる復水脱塩装置を提供することを課題とする。
に、本発明では、イオン交換樹脂を使用するBWR型原
子力発電プラントの復水脱塩装置において、前記イオン
交換樹脂として、架橋度が12%から16%で且つ、平
均粒径が550〜750μmの範囲の均一粒径強酸性カ
チオン樹脂と、平均粒径が500〜700μmの範囲の
均一粒径強塩基性アニオン樹脂とを用い、これらを混床
で使用することを特徴とする復水脱塩装置としたもので
ある。前記復水脱塩装置において、用いるイオン交換樹
脂は、架橋度が14%であり、また、均一粒径強酸性カ
チオン樹脂は、平均粒径が650μmであり、均一粒径
強塩基性アニオン樹脂は、平均粒径が600μmである
のが良い。また、前記イオン交換樹脂の混床は、入口側
に前置フィルタを有することができ、該前置フィルタ
は、中空糸膜フィルタ、プリコート型ろ過器又はプリー
ツフィルタを用いることができる。
は、(a)重合し僅かに架橋したスチレン性のシード粒
子を、シード粒子中へのモノマーの吸収を妨げる量のポ
リマー状保護コロイドを存在させずに、攪拌懸濁水溶液
とすること;(b)前記の懸濁したシード粒子に重合条
件下で、少なくとも1種類のモノエチレン型不飽和ス
チレン性モノマー0〜98重量%と、少なくとも1種
類のポリエチレン型不飽和スチレン性架橋モノマー2〜
100重量%とからなるモノマー又はモノマー混合物を
供給し、この際、懸濁条件、供給速度、攪拌及び重合速
度を、シード粒子がモノマー又はモノマー混合物を吸収
して所望の大きさに膨潤するまで、粒子の凝集を回避
し、最終的にイオン交換コポリマーが生成するよう調整
すること;(c)前記のイオン交換コポリマーが生成す
るまで、膨潤したシード粒子の重合を継続すること;
(d)懸濁水媒体から前記のイオン交換コポリマー粒子
を分離すること;により、粉砕することなく膨潤圧に耐
えうる架橋した官能性を付与できるイオン交換コポリマ
ー粒子を製造し、該コポリマー粒子にイオン交換官能基
により官能性を付与することによって製造することがで
きる。
つ従来より架橋度の高いイオン交換樹脂を使用すること
により、より長い非再生運用を可能とし、且つ処理水質
を高度化したものである。即ち、樹脂の架橋度と交換容
量には一定の相関があり、架橋度の高い樹脂ほど大きい
交換容量を有しており、架橋度の高い樹脂を使用するこ
とにより、通薬再生の頻度を低減することが可能とな
る。ここで言う架橋度とは、一般にイオン交換樹脂の母
体はスチレンとジビニルベンゼンの共重量体を用いてお
り、このジビニルベンゼンの含率を言う。通常復水脱塩
装置に使用されているイオン交換樹脂はガウス分布を有
しており、粒径は350〜1200μmの範囲にある。
一方、今回発明したイオン交換樹脂は、平均粒径の±1
00μmの範囲に樹脂の95%以上が存在するものであ
る。ガウス分布の樹脂に比べ均一粒径樹脂は空隙率が大
きいため、通水時における差圧が有利なため、平均粒径
を小さくして反応速度を有利にすることが可能である。
イオン交換樹脂に比較し、平均粒径に対して、100μ
mより大きい粒径のものや、小さい粒径のものがほとん
どないため、反応速度や有機性不純物の溶出の観点から
有効である。即ち、イオン交換樹脂からの有機性不純物
の溶出は、粒径の小さい樹脂ほど多くなるため、極端に
小さい樹脂がほとんど存在しない均一粒径樹脂は、ガウ
ス分布を有するイオン交換樹脂に比べ、有機性不純物の
溶出が少なくなる。また、カチオン樹脂から溶出する有
機性不純物は、負の電荷を有しているため、一般にアニ
オン樹脂により捕捉されるが、ガウス分布を有するイオ
ン交換樹脂では、粒径の大きいものが多く存在するた
め、その除去反応が有効に機能しない。従って、ガウス
分布を有するイオン交換樹脂の平均粒径より、小さい均
一粒径樹脂を使用することにより、有機性不純物の捕捉
効率を向上することができる。
出する有機性不純物量が少ないと言われており、更に均
一粒径樹脂を用いることにより、より少ない溶出とな
る。即ち、従来のガウス分布を有するイオン交換樹脂
は、いわゆるバッチ法により、材料となるスチレンとジ
ビニルベンゼンを水層中にて攪拌しながら共重合させ
て、樹脂母体を製造する。従って、粒径がガウス分布と
なるが、そのうち大粒径樹脂は均一に製造することは困
難であり、化学的に不安定なものとなってしまう。一
方、近年開発された均一粒径樹脂は、一旦小粒径の均一
な共重合体を製造し、それを更に巨大化させる方法で製
造される。これは、一般にシード法やコアシェル法と呼
ばれている方法である。従って、イオン交換樹脂の化学
的特性は均質化しており、ガウス分布を有するイオン交
換樹脂より化学的に安定となり、溶出する有機性不純物
量は少ないものとなる。よって、この樹脂を復水脱塩装
置に使用することにより、処理水質を高純度に維持する
ことが可能となる。
る不純物は、機器構成材料より発生する金属不純物が主
体である。従って、復水脱塩装置の前段に、中空糸膜フ
ィルタ、プリコート型ろ過器又はプリーツフィルタなど
の前置ろ過器を設置することにより、カチオン樹脂への
イオン負荷を軽減し、イオン交換容量の消費を小さくす
ることが可能となると共に、カチオン樹脂からの有機性
不純物の溶出反応に対して、酸化触媒として働く金属を
減少させることとなるので、溶出は少なくなる。以上の
ことから、本発明を適用することにより、BWR原子力
発電プラントにおける上記の課題を解決することができ
る。
る。 実施例1 本実施例で用いるイオン交換樹脂は、次のように製造し
た。即ち、(a)重合し僅かに架橋したスチレン性のシ
ード粒子を、シード粒子中へのモノマーの吸収を妨げる
量のポリマー状保護コロイドを存在させずに、攪拌懸濁
水溶液とし、(b)前記の懸濁したシード粒子に重合条
件下で、少なくとも1種類のモノエチレン型不飽和ス
チレン性モノマー0〜98重量%と、少なくとも1種
類のポリエチレン型不飽和スチレン性架橋モノマー2〜
100重量%とからなるモノマー又はモノマー混合物を
供給し、この際、懸濁条件、供給速度、攪拌及び重合速
度を、シード粒子がモノマー又はモノマー混合物を吸収
して所望の大きさに膨潤するまで、粒子の凝集を回避
し、最終的にイオン交換コポリマーが生成するよう調整
し、(c)前記のイオン交換コポリマーが生成するま
で、膨潤したシード粒子の重合を継続し、(d)懸濁水
媒体から前記のイオン交換コポリマー粒子を分離するこ
とにより、粉砕することなく膨潤圧に耐えうる架橋した
官能性を付与できるイオン交換コポリマー粒子を製造
し、該コポリマー粒子にイオン交換官能基により官能性
を付与することによって製造する。
ガウス分布を有する樹脂との粒径分布を比較した。その
結果を表1に示す。
と比較して大粒径及び小粒径の樹脂はほとんど存在して
いないことがわかる。
を、図1に示す。評価は、入口約20ppmの食塩水を
層高1m(カチオン/アニオン樹脂体積比=1/1)の
混床樹脂に線流速120m/hにて通水し、出口水導電
率が0.1μS/cmになるまでの交換容量を測定して
行った。図からわかるように、本発明品は最も良好な性
能を有していることがわかる。さらに、有機性不純物の
溶出挙動について評価した結果を図2に示す。評価は、
ガラスカラムに混床樹脂50ml(カチオン/アニオン
樹脂体積比=2/1)を充填し、そこに40℃の純水を
循環通水して、全有機炭素濃度(TOC)を定期的に測
定することにより行った。図からわかるように、本発明
品は最も良好な性能を有していることがわかる。
ラントの復水脱塩装置において、より長い非再生運用を
可能とし、且つ処理水質を高度化することが可能とな
る。
ラフ。
グラフ。
Claims (6)
- 【請求項1】 イオン交換樹脂を使用するBWR型原子
力発電プラントの復水脱塩装置において、前記イオン交
換樹脂として、架橋度が12%から16%で且つ、平均
粒径が550〜750μmの範囲の均一粒径強酸性カチ
オン樹脂と、平均粒径が500〜700μmの範囲の均
一粒径強塩基性アニオン樹脂とを用い、これらを混床で
使用することを特徴とする復水脱塩装置。 - 【請求項2】 前記架橋度が、14%であることを特徴
とする請求項1記載の復水脱塩装置。 - 【請求項3】 前記均一粒径強酸性カチオン樹脂は、平
均粒径が650μmであり、均一粒径強塩基性アニオン
樹脂は、平均粒径が600μmであることを特徴とする
請求項2記載の復水脱塩装置。 - 【請求項4】 前記イオン交換樹脂の混床は、入口側に
前置フィルタを有することを特徴とする請求項1記載の
復水脱塩装置。 - 【請求項5】 前記前置フィルタが、中空糸膜フィル
タ、プリコート型ろ過器又はプリーツフィルタであるこ
とを特徴とする請求項4記載の復水脱塩装置。 - 【請求項6】 前記イオン交換樹脂が、(a)重合し僅
かに架橋したスチレン性のシード粒子を、シード粒子中
へのモノマーの吸収を妨げる量のポリマー状保護コロイ
ドを存在させずに、攪拌懸濁水溶液とすること;(b)
前記の懸濁したシード粒子に重合条件下で、少なくと
も1種類のモノエチレン型不飽和スチレン性モノマー0
〜98重量%と、少なくとも1種類のポリエチレン型
不飽和スチレン性架橋モノマー2〜100重量%とから
なるモノマー又はモノマー混合物を供給し、この際、懸
濁条件、供給速度、攪拌及び重合速度を、シード粒子が
モノマー又はモノマー混合物を吸収して所望の大きさに
膨潤するまで、粒子の凝集を回避し、最終的にイオン交
換コポリマーが生成するよう調整すること;(c)前記
のイオン交換コポリマーが生成するまで、膨潤したシー
ド粒子の重合を継続すること;(d)懸濁水媒体から前
記のイオン交換コポリマー粒子を分離すること;によ
り、粉砕することなく膨潤圧に耐えうる架橋した官能性
を付与できるイオン交換コポリマー粒子を製造し、該コ
ポリマー粒子にイオン交換官能基により官能性を付与す
ることによって製造されるイオン交換樹脂であることを
特徴とする請求項1記載の復水脱塩装置。
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-
1999
- 1999-07-27 TW TW88112663A patent/TW574148B/zh not_active IP Right Cessation
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