JP2002143694A - Method for predicting life of ion exchange resin and prediction system - Google Patents

Method for predicting life of ion exchange resin and prediction system

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JP2002143694A
JP2002143694A JP2000343556A JP2000343556A JP2002143694A JP 2002143694 A JP2002143694 A JP 2002143694A JP 2000343556 A JP2000343556 A JP 2000343556A JP 2000343556 A JP2000343556 A JP 2000343556A JP 2002143694 A JP2002143694 A JP 2002143694A
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JP
Japan
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ion exchange
exchange resin
temperature
life
ion
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Application number
JP2000343556A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotake Marutani
博毅 丸谷
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Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system such that the life of an ion exchange resin can be properly predicted while taking not only the ion load by the fluid to be treated but the pyrolysis into consideration when the ion exchange resin is used for the system applied with heat and requiring the ion exchange treatment at high temperature. SOLUTION: The method for predicting the life of an ion exchange resin and the prediction system have the following features. The relation between the temperature and the period until the ion exchange capacity of the ion exchange resin reaches to a specified low level in the process of treating the objective fluid under the temperature in the system applied with heat is preliminarily stored for each temperature. The decreased ion exchange capacity under the current conditions is calculated based on the stored relation formula under the current temperature while the decreasing amount is accumulated. When the accumulated decreasing amount reaches a preliminarily determined level, the ion exchange resin is judged at the end of its service life.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン交換樹脂の
寿命予測方法および予測システムに関し、とくに、イオ
ン交換樹脂に熱負荷がかかる場合の寿命予測方法および
予測システムに関する。
The present invention relates to a method and a system for predicting the life of an ion exchange resin, and more particularly to a method and a system for predicting the life when a heat load is applied to the ion exchange resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン交換樹脂を用いて脱塩処理を行う
場合、常温付近で運転する場合には、イオン交換処理さ
れた流体中の不純物の濃度が把握できれば、残りの運転
可能時間の推定は可能である。すなわち、常温付近の運
転であれば、イオン交換容量/不純物負荷量の演算か
ら、使用されるイオン交換樹脂の寿命を略予測すること
ができる。この演算から、運転中にイオン交換容量の残
量が少なくなったことを察知し、イオン交換樹脂が寿命
に達する前に使用者に通知するシステムの構築は、現在
の技術をもって可能である。
2. Description of the Related Art In the case of performing a desalination treatment using an ion-exchange resin and operating near normal temperature, if the concentration of impurities in the ion-exchanged fluid can be grasped, the remaining operable time can be estimated. It is possible. That is, if the operation is at around normal temperature, the life of the ion exchange resin used can be roughly predicted from the calculation of the ion exchange capacity / impurity load. From this calculation, it is possible to construct a system that senses that the remaining amount of the ion exchange capacity has decreased during operation and notifies the user before the life of the ion exchange resin reaches the end of its life using current technology.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱負荷
がかかる系にイオン交換樹脂が使用される場合には、上
記のような単純な計算ではイオン交換樹脂の寿命を予測
できないことが多い。とくに非耐熱性の標準型イオン交
換樹脂、中でも熱による影響を受けやすい陰イオン交換
樹脂を高温下で使用する場合には、上記のような方法で
はイオン交換樹脂の寿命を予測することができない。
However, when an ion-exchange resin is used in a system subjected to a heat load, the life of the ion-exchange resin cannot often be predicted by a simple calculation as described above. In particular, when a non-heat-resistant standard ion exchange resin, particularly an anion exchange resin which is easily affected by heat, is used at a high temperature, the life of the ion exchange resin cannot be predicted by the above-described method.

【0004】陰イオン交換樹脂は熱による影響を受けや
すいという特性を有しており、一般的に強酸性陽イオン
交換樹脂の操作温度が100℃付近に設定されているの
に比べ、強塩基性陰イオン交換樹脂においては再生形
(水酸化物イオン形)で50℃付近と制限されたものと
なっている。このような操作温度を超えた温度条件にお
いて連続的に陰イオンを除去する場合、熱によりホフマ
ン分解によって交換基が脱離していくこと等がイオン破
過までの処理時間の減少要因になると考える必要があ
る。つまり、ホフマン分解により、交換基そのものが無
くなる現象と、たとえば4級アンモニウム塩基が低級の
塩基になる(弱塩基性になる)現象とが生じ、それによ
って炭酸塩やシリカ等の中性塩分解能力がなくなって、
それら中性塩がイオン交換処理によっては除去できなく
なる。したがって、このような高温下での処理において
は、イオン交換容量が常温付近の運転に比べてより急激
に減少するため、前述したような、イオン交換容量を被
処理流体のイオン負荷量で割るといった単純計算では寿
命の算出ができないという問題があった。
[0004] Anion exchange resins have the property of being easily affected by heat, and generally have a strong basic cation exchange resin in comparison with the operation temperature of about 100 ° C. In the anion exchange resin, the regeneration type (hydroxide ion type) is limited to around 50 ° C. When continuously removing anions under such temperature conditions exceeding the operating temperature, it is necessary to consider that the removal of the exchange group due to Hoffman decomposition due to heat, etc., will be a factor in reducing the processing time until ion breakthrough. There is. In other words, the Hoffman decomposition causes a phenomenon in which the exchange group itself disappears and a phenomenon in which, for example, the quaternary ammonium base becomes a lower base (becomes weakly basic), thereby decomposing the neutral salt such as carbonate and silica. Is gone,
These neutral salts cannot be removed by ion exchange treatment. Therefore, in the process at such a high temperature, since the ion exchange capacity decreases more rapidly than the operation at around normal temperature, the ion exchange capacity is divided by the ion load of the fluid to be treated as described above. There was a problem that the life could not be calculated by simple calculation.

【0005】そこで本発明の課題は、熱負荷がかかり、
高温下でのイオン交換処理が要求される系にイオン交換
樹脂を使用するに際し、被処理流体のイオン負荷量に加
えて熱分解反応まで考慮し、イオン交換樹脂の交換時
期、つまりイオン交換樹脂の寿命を概算で適切に予測可
能な方法およびシステムを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to apply a heat load,
When using ion-exchange resin in a system that requires ion-exchange treatment at high temperature, consider the thermal decomposition reaction in addition to the ion load of the fluid to be treated. It is an object of the present invention to provide a method and system capable of appropriately estimating the lifetime and appropriately predicting the lifetime.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るイオン交換樹脂の寿命予測方法は、熱
負荷がかかる系に使用されているイオン交換樹脂の寿命
を予測する方法であって、その系またはその系と等価の
系における、温度と、該温度で被処理流体を処理した場
合にイオン交換樹脂のイオン交換容量が一定の低減度に
至るまでの時間との関係を、複数の温度毎に予め求めて
記憶しておき、現在使用されているイオン交換樹脂にか
かる温度を検出し、該検出温度から前記記憶されている
関係に基づいてそのときの条件におけるイオン交換容量
の低減量を算出し、算出されたイオン交換容量の低減量
を累積し、累積した低減量が予め定めた値に到達したと
き、イオン交換樹脂が寿命に到達したと判断することを
特徴とする方法からなる。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for estimating the life of an ion-exchange resin according to the present invention is a method for estimating the life of an ion-exchange resin used in a system under heat load. The relationship between the temperature in the system or a system equivalent to the system, and the time until the ion exchange capacity of the ion exchange resin reaches a certain degree of reduction when the fluid to be treated is treated at the temperature, It is obtained and stored in advance for each of a plurality of temperatures, detects the temperature applied to the ion exchange resin currently used, and calculates the ion exchange capacity of the ion exchange capacity under the condition at that time based on the stored relationship from the detected temperature. Calculating a reduction amount, accumulating the calculated reduction amount of the ion exchange capacity, and determining that the ion exchange resin has reached the end of its life when the accumulated reduction amount reaches a predetermined value. Or It made.

【0007】また、本発明に係るイオン交換樹脂の寿命
予測システムは、熱負荷がかかる系に使用されているイ
オン交換樹脂の寿命を予測するシステムであって、予め
求められた、その系またはその系と等価の系における、
温度と、該温度で被処理流体を処理した場合にイオン交
換樹脂のイオン交換容量が一定の低減度に至るまでの時
間との関係を、複数の温度毎に記憶する手段と、現在使
用されているイオン交換樹脂にかかる温度を検出する手
段と、該検出手段により検出された温度から前記記憶手
段に記憶されている関係に基づいてそのときの条件にお
けるイオン交換容量の低減量を算出し、算出されたイオ
ン交換容量の低減量を累積し、累積した低減量が予め定
めた値に到達したとき、イオン交換樹脂が寿命に到達し
たと判断するイオン交換容量低減量算出・判断手段を有
することを特徴とするものからなる。
[0007] The system for predicting the life of an ion-exchange resin according to the present invention is a system for predicting the life of an ion-exchange resin used in a system to which a heat load is applied. In a system equivalent to the system
Means for storing, for each of a plurality of temperatures, the relationship between the temperature and the time until the ion exchange capacity of the ion exchange resin reaches a certain degree of reduction when the fluid to be treated is processed at the temperature, Means for detecting a temperature applied to the ion exchange resin, and calculating a reduction amount of the ion exchange capacity under the condition at that time based on the relationship stored in the storage means from the temperature detected by the detection means. It has an ion exchange capacity reduction amount calculating / judging means for accumulating the reduced amount of the ion exchange capacity, and determining that the ion exchange resin has reached the end of its life when the accumulated reduction amount reaches a predetermined value. It consists of the features.

【0008】このイオン交換樹脂の寿命予測システムに
おいては、上記記憶手段に、複数種のイオン交換樹脂に
ついて上記関係が記憶されていることが好ましい。この
ようにすれば、そのときに使用されるイオン交換樹脂に
応じて、容易に、かつて的確に寿命を予測できるように
なる。
In this ion exchange resin life prediction system, it is preferable that the above-mentioned relationship is stored in the storage means for a plurality of types of ion exchange resins. This makes it possible to easily and accurately predict the lifetime according to the ion exchange resin used at that time.

【0009】また、上記イオン交換容量低減量算出・判
断手段は、マイクロコンピュータによって構成できる
が、該手段には、警報出力手段を接続しておくことがで
きる。警報としては、単なる表示であってもよく、実際
にアラーム等を発するものであってもよい。これによっ
て、使用者は、寿命到達時期を、到達時あるいは事前
に、確実に認識することができる。
The means for calculating / determining the ion exchange capacity reduction amount can be constituted by a microcomputer, and the means can be connected to an alarm output means. The alarm may be a simple display or an alarm that actually issues an alarm or the like. As a result, the user can reliably recognize the life end time when the life is reached or in advance.

【0010】このような本発明に係るイオン交換樹脂の
寿命予測方法および予測システムにおいては、熱負荷が
かかった場合のその系におけるイオン交換樹脂のイオン
交換容量の低減特性が予め把握されて記憶されており、
実際の運転において、刻々温度が検出されてその検出温
度でのイオン交換容量の低減量が前記特性から求めら
れ、求められた低減量が時間的に累積されていく。した
がって、累積されたイオン交換容量の低減量は、その系
の被処理流体のイオン負荷量に加え、熱負荷による熱分
解特性まで考慮した値として算出されることになり、そ
の系の経時的な温度履歴に対応した、より現実的なイオ
ン交換容量の低減量として把握されることになる。その
結果、従来予測し得なかった、熱負荷がかかる場合のイ
オン交換樹脂の寿命を、概算ではあるが略的確に予測す
ることが可能になる。
In the method and system for predicting the life of an ion exchange resin according to the present invention, the characteristics of reducing the ion exchange capacity of the ion exchange resin in the system when a heat load is applied are grasped and stored in advance. And
In the actual operation, the temperature is detected every moment, the amount of reduction in the ion exchange capacity at the detected temperature is obtained from the above characteristics, and the obtained amount of reduction is accumulated with time. Therefore, the accumulated reduction amount of the ion exchange capacity is calculated as a value in consideration of the thermal decomposition characteristics due to the heat load, in addition to the ion load amount of the fluid to be treated in the system, This is grasped as a more realistic reduction amount of the ion exchange capacity corresponding to the temperature history. As a result, the service life of the ion-exchange resin when a heat load is applied, which could not be predicted conventionally, can be roughly, but roughly, predicted.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施態様に係るイオン交換樹脂の寿命予測システムを示
しており、高温の装置、たとえば高温の熱機関を冷却水
で冷却し、その冷却水の循環系にイオン交換樹脂を配設
した例を示している。図1において、1はイオン交換樹
脂の寿命予測システム全体を示しており、2は、高温装
置、たとえば高温の熱機関の冷却用の熱交換部を示して
いる。この熱交換部2に対して、被処理流体としての冷
却水が循環ライン3中を、循環ポンプ4によって循環さ
れるようになっている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a system for estimating the life of an ion exchange resin according to one embodiment of the present invention, in which a high-temperature device, for example, a high-temperature heat engine is cooled with cooling water, and the ion-exchange resin is circulated in the cooling water circulation system. The example which arrange | positioned is shown. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes the entire system for predicting the life of the ion exchange resin, and reference numeral 2 denotes a heat exchange unit for cooling a high-temperature device, for example, a high-temperature heat engine. Cooling water as a fluid to be processed is circulated through the heat exchange section 2 in the circulation line 3 by the circulation pump 4.

【0012】循環ライン3中には、循環冷却水を冷却す
るための冷却器5が設けられているが、冷却水の温度
は、常温よりも相当高くなることもある系として構成さ
れている。この循環ライン3に、冷却水中の不純物をイ
オン交換処理によって除去するために、イオン交換樹脂
を充填したイオン交換器6が配設されている。なお、こ
の冷却水循環系においては、循環ポンプ4によって循環
される冷却水の流量は一定流量に設定されており、か
つ、循環系は閉鎖系に構成されているので、通常運転に
おけるイオン交換器6へのイオン負荷量は略一定となっ
ている。すなわち、イオン交換器6に充填されているイ
オン交換樹脂の劣化の進行度合を変動させる要因として
は、実質的に温度のみとなっている。
A cooling unit 5 for cooling the circulating cooling water is provided in the circulating line 3. The cooling water is configured as a system in which the temperature of the cooling water may be considerably higher than normal temperature. The circulation line 3 is provided with an ion exchanger 6 filled with an ion exchange resin in order to remove impurities in the cooling water by an ion exchange treatment. In this cooling water circulation system, the flow rate of the cooling water circulated by the circulation pump 4 is set to a constant flow rate, and the circulation system is configured as a closed system. The ion load on the substrate is substantially constant. That is, the only factor that changes the degree of deterioration of the ion exchange resin charged in the ion exchanger 6 is substantially only the temperature.

【0013】イオン交換器6の前後には、イオン交換樹
脂により処理される冷却水の温度を検出する温度検出手
段としての温度センサ7a、7b(TI1、TI2)が
設けられており、被処理流体としての冷却水の温度が、
両温度センサ7a、7bによる検出値の平均値(T=
0.5(T1+T2))として検出されるようになって
いる。ただし、本実施態様では2個の温度センサ7a、
7bを設けたが、いずれか一方、望ましくはイオン交換
器6の入口側に1個設けるだけでもよい。
Before and after the ion exchanger 6, temperature sensors 7a and 7b (TI1 and TI2) are provided as temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water treated by the ion exchange resin. As the temperature of the cooling water,
Average value of the detection values of both temperature sensors 7a and 7b (T =
0.5 (T1 + T2)). However, in this embodiment, two temperature sensors 7a,
Although 7b is provided, only one may be provided, preferably one at the inlet side of the ion exchanger 6.

【0014】温度センサ7a、7bによって検出された
冷却水の温度(T:入出側の平均値)の信号は、イオン
交換容量低減量算出・判断手段としてのマイクロコンピ
ュータ8に送られる。本実施態様では、マイクロコンピ
ュータ8に警報出力手段9が接続されており、マイクロ
コンピュータ8からの指令に基づいて、表示やアラーム
(警報音や警報ランプ)等の適当な警報信号を出力でき
るようになっている。
Signals of the temperature of the cooling water (T: average value on the inlet and outlet sides) detected by the temperature sensors 7a and 7b are sent to a microcomputer 8 as a means for calculating and judging the ion exchange capacity reduction amount. In this embodiment, an alarm output means 9 is connected to the microcomputer 8 so that an appropriate alarm signal such as a display or an alarm (alarm sound or alarm lamp) can be output based on a command from the microcomputer 8. Has become.

【0015】マイクロコンピュータ8は、以下に説明す
るような、予め把握されたイオン交換樹脂のイオン交換
容量低減特性を記憶する記憶手段と、温度センサ7a、
7bによって検出されたそのときの温度の信号に基づい
て、前記特性と照合し、そのときの温度におけるイオン
交換樹脂のイオン交換容量低減量を算出し、算出したイ
オン交換容量低減量を経時的に累積し、累積したイオン
交換容量低減量が予め定めた値に到達したか否かを判断
する判断手段が組み込まれている。そのときの温度にお
けるイオン交換樹脂のイオン交換容量低減量を算出する
には、その状態の継続時間の要素が必要となるので、マ
イクロコンピュータ8には、上記演算のための基準計測
時間を刻々カウントするクロックカウンタも組み込まれ
ている。
The microcomputer 8 includes a storage means for storing the ion exchange capacity reduction characteristics of the ion exchange resin, which is grasped in advance, as described below, and a temperature sensor 7a,
7b, based on the signal of the temperature at that time, collating with the characteristic, calculating the ion exchange capacity reduction amount of the ion exchange resin at the temperature at that time, and calculating the calculated ion exchange capacity reduction amount with time. A judgment means for judging whether or not the accumulated ion exchange capacity reduction amount has reached a predetermined value is incorporated. In order to calculate the ion exchange capacity reduction amount of the ion exchange resin at the temperature at that time, an element of the duration of the state is necessary, so the microcomputer 8 counts the reference measurement time for the above calculation every moment. A clock counter is also included.

【0016】本実施態様に係る上記系におけるイオン交
換樹脂の寿命の判断は次のように行われる。使用される
イオン交換樹脂の各温度毎のイオン交換容量の低減特性
が予め把握される。低減特性は、たとえば図2に示すよ
うな特性として予め求められる。すなわち、各温度
1 、T2 、T3 ・・・にて、それぞれ継続使用された
場合、その系における被処理流体(イオン負荷特性一
定、流量一定)あるいはその系と等価のイオン負荷特性
および流量特性を有する系に対し、イオン交換容量は、
比較的早い時期に急に低減し、その後は徐々に低減す
る。この特性が各温度毎に把握される。このようなイオ
ン交換容量の低減特性は、現在までに各技術者、各研究
者によって多数報告されており、特に、代表的な強塩基
性陰イオン交換樹脂における各温度についてのイオン交
換容量の経時変化特性が示されている。
The life of the ion exchange resin in the above system according to the present embodiment is determined as follows. The characteristic of reducing the ion exchange capacity at each temperature of the ion exchange resin used is grasped in advance. The reduction characteristic is obtained in advance, for example, as a characteristic as shown in FIG. That is, when the fluid is continuously used at each of the temperatures T 1 , T 2 , T 3, ..., The fluid to be treated in the system (constant ion load characteristics, constant flow rate) or the ion load characteristics equivalent to the system and For systems with flow characteristics, the ion exchange capacity is
It decreases rapidly at a relatively early stage, and gradually decreases thereafter. This characteristic is grasped for each temperature. A large number of such ion-exchange capacity reduction characteristics have been reported to date by each technician and researcher, and in particular, the time-dependent ion-exchange capacity of a typical strongly basic anion exchange resin at each temperature. The change characteristics are shown.

【0017】図2に示した特性において、イオン交換樹
脂の寿命計算のための基準を、たとえばイオン交換容量
が半減する時間(たとえば、半減する日数)とすると、
その半減時間は、イオン交換容量の初期値(100%)
に対し50%となるイオン交換容量の線と各温度につい
ての特性線との交点として現われる。このように、各温
度T1 、T2 、T3 ・・・と、その温度に対応する半減
時間t1 、t2 、t3・・・が予め把握されると、これ
らデータを整理することにより、イオン交換容量の低減
速度を温度の関数として表現することができる。
In the characteristics shown in FIG. 2, if the standard for calculating the life of the ion exchange resin is, for example, the time for which the ion exchange capacity is halved (for example, the number of days for halving),
The half-life is the initial value of ion exchange capacity (100%)
As a point of intersection between the line of the ion exchange capacity of 50% and the characteristic line for each temperature. When the temperatures T 1 , T 2 , T 3 ... And the half-life times t 1 , t 2 , t 3. Thereby, the reduction rate of the ion exchange capacity can be expressed as a function of the temperature.

【0018】たとえば強塩基性陰イオン交換樹脂につい
てみるに、その熱劣化反応を全てホフマン分解によるも
のと想定し、その劣化速度を4級アンモニウム塩基から
のトリメチルアミンの生成反応速度に比例するものとす
る。そして、図3に示すように、絶対温度の逆数(1/
T〔K-1〕)に対して、初期のイオン交換容量が一定の
割合(たとえば上述の如く50%)に低下するまでの時
間の逆数の自然対数(ln(1/H.L.D)、H.
L.D:イオン交換容量の半減時間)をプロットする
と、図3に示すような直線が得られ、一次反応としてと
らえることができる。
For example, in the case of a strongly basic anion exchange resin, it is assumed that all the thermal degradation reactions are caused by Hoffman decomposition, and that the degradation rate is proportional to the production rate of trimethylamine from a quaternary ammonium base. . Then, as shown in FIG. 3, the reciprocal of the absolute temperature (1/1)
T [K -1 ]), the natural logarithm (ln (1 / HLD)) of the reciprocal of the time until the initial ion exchange capacity decreases to a fixed rate (for example, 50% as described above). , H .;
L. D: half-life of the ion exchange capacity), a straight line as shown in FIG. 3 is obtained, which can be regarded as a primary reaction.

【0019】図3に示したような、温度とイオン交換容
量低減量との関係を表す特性が、予めマイクロコンピュ
ータ8の記憶手段に記憶される。この記憶は、複数種の
イオン交換樹脂について行い、そのとき使用されるイオ
ン交換樹脂の特性を読みだすようにしてもよい。
A characteristic representing the relationship between the temperature and the ion exchange capacity reduction amount as shown in FIG. 3 is stored in the storage means of the microcomputer 8 in advance. This storage may be performed for a plurality of types of ion exchange resins, and the characteristics of the ion exchange resin used at that time may be read.

【0020】実際にイオン交換処理を行う際に、温度セ
ンサ7a、7bによる検出温度Tがマイクロコンピュー
タ8に入力され、この入力信号に基づいて、タイマ機能
(時間計測機能)を備えたマイクロコンピュータ8によ
り、上記特性と照合され、そのときの温度における、あ
る基準時間経過による使用イオン交換樹脂のイオン交換
容量低減量が、実質的にリアルタイムに演算される。温
度信号は、クロックカウンタ機能により基準時間経過毎
に入力され、上記イオン交換容量低減量が累積されてい
く。上記基準時間を比較的短く設定しておけば、被処理
流体に温度変動がある場合にあっても、その変動に精度
よく追従させて累積計算を行うことが可能である。
When the ion exchange process is actually performed, the temperature T detected by the temperature sensors 7a and 7b is input to the microcomputer 8, and based on the input signal, the microcomputer 8 having a timer function (time measuring function) is provided. Thus, the amount of reduction of the ion exchange capacity of the used ion exchange resin after a certain reference time at the temperature at that time is calculated substantially in real time. The temperature signal is input every time the reference time elapses by the clock counter function, and the above-mentioned ion exchange capacity reduction amount is accumulated. If the reference time is set to be relatively short, even if there is a temperature change in the fluid to be processed, the cumulative calculation can be performed by accurately following the change.

【0021】このように次々と累積されたイオン交換容
量の低減量を、イオン交換容量の初期値から差し引け
ば、そのときに残存しているイオン交換容量が、イオン
負荷に温度の影響を加えて計算されたものとして、つま
り現在の現実の状態またはそれに極めて近い状態として
求められることになる。したがって、この累積されたイ
オン交換容量の低減量から、イオン交換樹脂が交換時期
に達したか否か、つまり寿命に到達したか否かが、概算
でありながら高精度をもって的確に判断できることにな
る。たとえばイオン交換容量の半減時を寿命に設定して
おくと、その半減時への到達が的確に判断、あるいは半
減時への到達時期が事前に的確に判断される。ただし、
この寿命到達時期の設定は、イオン交換容量の半減時に
限定されず、系の条件や使用樹脂種によって任意に定め
ればよい。
By subtracting the successively reduced amount of the ion exchange capacity from the initial value of the ion exchange capacity, the ion exchange capacity remaining at that time adds the temperature effect to the ion load. Calculated as a result, that is, the current actual state or a state very close to the current state. Therefore, from the accumulated reduction amount of the ion exchange capacity, whether or not the ion exchange resin has reached the exchange time, that is, whether or not the life has reached, can be accurately and accurately determined with a high accuracy. . For example, when the half time of the ion exchange capacity is set as the life, the reaching of the half time is accurately determined, or the timing of reaching the half time is accurately determined in advance. However,
The setting of the life reaching time is not limited to the time when the ion exchange capacity is halved, and may be arbitrarily determined according to the conditions of the system and the type of resin used.

【0022】とくに前述の如く、マイクロコンピュータ
8に複数種のイオン交換樹脂について図3に示したよう
な特性(場合によっては図2に示したような特性)をそ
れぞれライブラリとして記憶しておけば、図4にデータ
処理の流れを示すように、入力設定部11で、そのとき
の使用樹脂の固有名を入力し、イオン交換容量の低減量
がどの程度になった時に交換するかの交換時期を通知す
ることにより、演算処理部12において、データライブ
ラリ13から対応するデータ特性を検索し、それに基づ
いた計算式を設定して前述したような逐次計算を行うこ
とができる。
In particular, as described above, if the characteristics as shown in FIG. 3 (in some cases, the characteristics as shown in FIG. 2) are stored in the microcomputer 8 as libraries for a plurality of types of ion exchange resins, As shown in the flow of data processing in FIG. 4, the input setting unit 11 inputs the unique name of the resin used at that time, and determines the replacement time when the amount of reduction in the ion exchange capacity is to be replaced. The notification allows the arithmetic processing unit 12 to search the data library 13 for the corresponding data characteristic, set a calculation formula based on the data characteristic, and perform the above-described sequential calculation.

【0023】このように、熱負荷を考慮した温度とイオ
ン交換容量との関係を事前に把握しておき、それに基づ
いて、実際に加わる温度履歴を検出しながらイオン交換
容量の累積低減量を演算することにより、熱分解が生じ
るような場合にあっても略正確にイオン交換樹脂の寿命
を予測することが可能になる。
As described above, the relationship between the temperature and the ion exchange capacity in consideration of the heat load is grasped in advance, and based on the relationship, the cumulative reduction amount of the ion exchange capacity is calculated while detecting the temperature history actually applied. By doing so, it becomes possible to predict the life of the ion exchange resin almost accurately even when thermal decomposition occurs.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のイオン交
換樹脂の寿命予測方法および予測システムによれば、従
来予測し得なかった、熱負荷がかかる場合のイオン交換
樹脂の寿命を、実際に加わる温度履歴に基づいて、略正
確に予測することが可能になる。したがって、イオン交
換樹脂を適切な時期に交換することが可能になり、イオ
ン交換樹脂の熱劣化に起因するトラブルの発生を未然に
防止することができる。
As described above, according to the method and system for predicting the life of an ion-exchange resin of the present invention, the life of an ion-exchange resin under a heat load, which could not be predicted conventionally, is actually reduced. Based on the added temperature history, it is possible to make an almost accurate prediction. Therefore, it is possible to replace the ion exchange resin at an appropriate time, and it is possible to prevent the occurrence of a trouble due to thermal deterioration of the ion exchange resin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施態様に係るイオン交換樹脂の寿
命予測システムの概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ion exchange resin life prediction system according to one embodiment of the present invention.

【図2】各温度に関するイオン交換容量の低減特性図で
ある。
FIG. 2 is a graph showing a reduction characteristic of an ion exchange capacity at each temperature.

【図3】絶対温度の逆数とイオン交換容量の半減時間の
逆数の対数との関係を示した特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the reciprocal of the absolute temperature and the logarithm of the reciprocal of the half-life of the ion exchange capacity.

【図4】データ処理の一例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of data processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオン交換樹脂の寿命予測システム 2 熱交換部 3 循環ライン 4 循環ポンプ 5 冷却器 6 イオン交換器 7a、7b 温度センサ 8 マイクロコンピュータ 9 警報出力手段 11 入力設定部 12 演算処理部 13 データライブラリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Expected life system of ion exchange resin 2 Heat exchange part 3 Circulation line 4 Circulation pump 5 Cooler 6 Ion exchanger 7a, 7b Temperature sensor 8 Microcomputer 9 Alarm output means 11 Input setting part 12 Arithmetic processing part 13 Data library

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱負荷がかかる系に使用されているイオ
ン交換樹脂の寿命を予測する方法であって、その系また
はその系と等価の系における、温度と、該温度で被処理
流体を処理した場合にイオン交換樹脂のイオン交換容量
が一定の低減度に至るまでの時間との関係を、複数の温
度毎に予め求めて記憶しておき、現在使用されているイ
オン交換樹脂にかかる温度を検出し、該検出温度から前
記記憶されている関係に基づいてそのときの条件におけ
るイオン交換容量の低減量を算出し、算出されたイオン
交換容量の低減量を累積し、累積した低減量が予め定め
た値に到達したとき、イオン交換樹脂が寿命に到達した
と判断することを特徴とする、イオン交換樹脂の寿命予
測方法。
1. A method for predicting the life of an ion-exchange resin used in a system to which a heat load is applied, wherein a temperature of the system or a system equivalent to the system and a fluid to be treated are treated at the temperature. In this case, the relationship with the time until the ion exchange capacity of the ion exchange resin reaches a certain degree of reduction is obtained and stored in advance for each of a plurality of temperatures, and the temperature applied to the ion exchange resin currently used is stored. Based on the stored temperature, the amount of reduction of the ion exchange capacity under the current condition is calculated based on the detected temperature, and the calculated amount of reduction of the ion exchange capacity is accumulated. A method for predicting the life of an ion-exchange resin, comprising determining that the life of the ion-exchange resin has reached a predetermined value.
【請求項2】 熱負荷がかかる系に使用されているイオ
ン交換樹脂の寿命を予測するシステムであって、予め求
められた、その系またはその系と等価の系における、温
度と、該温度で被処理流体を処理した場合にイオン交換
樹脂のイオン交換容量が一定の低減度に至るまでの時間
との関係を、複数の温度毎に記憶する手段と、現在使用
されているイオン交換樹脂にかかる温度を検出する手段
と、該検出手段により検出された温度から前記記憶手段
に記憶されている関係に基づいてそのときの条件におけ
るイオン交換容量の低減量を算出し、算出されたイオン
交換容量の低減量を累積し、累積した低減量が予め定め
た値に到達したとき、イオン交換樹脂が寿命に到達した
と判断するイオン交換容量低減量算出・判断手段を有す
ることを特徴とする、イオン交換樹脂の寿命予測システ
ム。
2. A system for predicting the life of an ion-exchange resin used in a system subjected to a heat load, wherein the temperature and the temperature in the system or a system equivalent to the system are determined in advance. The means for storing the relationship between the time required for the ion exchange capacity of the ion exchange resin to reach a certain degree of reduction when the fluid to be treated is processed for each of a plurality of temperatures and the time required for the ion exchange resin currently used Means for detecting the temperature, and calculating the amount of reduction of the ion exchange capacity under the condition at that time based on the relationship stored in the storage means from the temperature detected by the detection means, It is characterized by having an ion exchange capacity reduction amount calculating / judging means for accumulating the reduction amount, and determining that the ion exchange resin has reached the end of its life when the accumulated reduction amount reaches a predetermined value. , Ion exchange resin life prediction system.
【請求項3】 前記記憶手段には、複数種のイオン交換
樹脂について前記関係が記憶されている、請求項2のイ
オン交換樹脂の寿命予測システム。
3. The system for predicting the life of an ion exchange resin according to claim 2, wherein said relationship is stored in said storage means for a plurality of types of ion exchange resins.
【請求項4】 前記イオン交換容量低減量算出・判断手
段に警報出力手段が接続されている、請求項2または3
のイオン交換樹脂の寿命予測システム。
4. An alarm output means is connected to said ion exchange capacity reduction amount calculation / judgment means.
Life prediction system for ion exchange resins.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11017344B2 (en) 2016-09-12 2021-05-25 Ecolab Usa Inc. Method and apparatus for predicting depletion of deionization tanks and optimizing delivery schedules

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