【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電所、原子力発電所等発電分野での復水脱塩装置およびその復水脱塩装置の脱塩塔へのイオン交換樹脂の充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所あるいは原子力発電所等の発電分野では、発電タービンを駆動させた後の蒸気を冷却して復水とし、この復水を加熱して再び蒸気とするサイクルをくり返して発電している。このため、復水はボイラー、蒸気発生器、原子炉等の腐食防止や放射能低減の観点から高度に浄化する必要があり、混床式復水脱塩装置、粉末イオン交換樹脂フィルター、中空糸フィルター等の浄化装置が単独あるいは組み合わせて採用されている。
【０００３】
上記の復水脱塩装置は、一般に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混床状態で充填した複数の脱塩塔からなる通水系統と、復水脱塩装置にて使用したイオン交換樹脂の洗浄や薬品再生を行う再生設備からなる再生系統で構成されている。
【０００４】
上記の復水脱塩装置における復水の処理は通常下記のように行われる。すなわち、複数の復水脱塩装置に復水をそれぞれ並列に通水し、復水中に含まれる不純物イオンをイオン交換作用により除去し、また、酸化鉄等の金属酸化物は、濾過作用または物理吸着作用によって除去して、浄化された処理水を得るようにしている。
【０００５】
ＰＷＲ型（加圧水型）原子力発電所および火力発電所においては、プラント構成材の腐食を防止するため系統水中にアンモニアやヒドラジン、エタノールアミン等が注入されており、これらのイオンも脱塩塔のイオン交換樹脂に吸着されるため、通水に伴って脱塩塔のイオン交換容量は徐々に少なくなる。このため、復水を一定量処理した脱塩塔のイオン交換樹脂は、再生設備に移送して薬品再生を行い、イオン交換容量を回復させる。再生設備におけるイオン交換樹脂の再生工程は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離する工程、エアスクラビングにより樹脂表面の金属酸化物を除去する工程、イオン交換樹脂に吸着したイオン不純物を薬品で除去する通薬工程、薬品を純水で洗浄する洗浄工程などからなる。再生設備にて再生されたイオン交換樹脂は再び混合され、脱塩塔に移送された後再び採水に入る。
【０００６】
一方、ＢＷＲ型（沸騰水型）原子力発電所においては、復水はイオン不純物をほとんど含まない中性水であるため薬品再生を行わない非再生運用が一般的であるが、一部のプラントでは主に樹脂からの金属不純物除去を目的として定期的な樹脂の洗浄や薬品再生を行っている。
【０００７】
上記の復水脱塩装置に要求される処理水質は、蒸気発生器、ボイラー、原子炉等の腐食傷害防止やスケール付着防止の観点から高純度化する傾向にあるが、近年特に、処理水中に含まれる有機性不純物であるポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと略称することもある。）が問題となっている。
【０００８】
復水脱塩装置の処理水中には数種の有機性不純物が含まれていることが知られているが、ＰＳＳは脱塩塔のカチオン交換樹脂から溶出する有機性不純物である。ＰＳＳは、蒸気発生器、原子炉、ボイラー等の蒸気発生手段へ持ち込まれると、高温高圧下で分解されて硫酸となり、腐食やスケールの原因となるためその低減方法が検討されている。このため特許文献１により、アニオン交換樹脂層を塔の下部に形成することでＰＳＳを吸着除去する方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２７６８６２号公報（特許請求の範囲）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近の検討により、従来の復水脱塩装置に比べて、上記特許文献１に記載されているようにアニオン交換樹脂層を脱塩塔内の下側に形成した場合には、処理水中のＰＳＳは低減するが、逆にアニオン交換樹脂からの有機性溶出物が増加することが判明した。アニオン交換樹脂からの有機性溶出物は、トリメチルアミン、ジメチルアミン、モノメチルアミン等の低分子有機性窒素化合物である。従来の復水脱塩装置の処理水でも有機性窒素化合物は検出されるが、アニオン交換樹脂を下側に形成した場合には約３倍の溶出量が検出された。有機性窒素化合物は、蒸気発生手段での高温高圧下で分解されて亜硝酸イオンや硝酸イオンを生成する。これらのイオンについては現状では明確な管理基準値はないが、復水の高純度化の観点から極力低減することが望ましい。
【００１１】
また、復水脱塩装置は、元々、復水器の破損による系統水中への海水の混入が起こった場合に、原子炉や蒸気発生器、ボイラーなどの蒸気発生手段にＮａイオン、Ｃｌイオンなどのイオン不純物が流入するのを防止する目的で設置されている。しかし、特許文献１に記載されている如くアニオン交換樹脂を脱塩塔内の下側に充填した場合には、脱塩塔のイオン交換容量が低下し、海水漏洩時の通水可能時間が設計条件を下回る場合があることが判明した。これは混合イオン交換樹脂の層の高さ（以下、「樹脂層高」ということもある。）がアニオン交換樹脂を下側に充填した分減ったためであると考えられる。
【００１２】
本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、復水脱塩装置の処理水中の有機性不純物（ＰＳＳおよび有機性窒素化合物）を低減して処理水の水質を向上させることができ、ひいては原子炉や蒸気発生器、ボイラにおける腐食やスケールの発生を抑制でき、かつ、本来の設置目的である復水器海水漏洩時の通水可能時間を確保できる復水脱塩装置およびその装置へのイオン交換樹脂の充填方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
有機性不純物の処理水質中への漏洩防止対策について種々検討した結果、脱塩塔内下側のアニオン交換樹脂層内にカチオン交換樹脂を僅かに混合することにより、有機性窒素化合物の溶出量をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混合した従来レベルにまで低減でき、さらに混合するカチオン交換樹脂の割合を低くすることで脱塩塔出口からリークするＰＳＳ濃度を低いレベルに維持できることが判明した。
【００１４】
また、下側アニオン交換樹脂にカチオン交換樹脂を所定の割合で混入させることで、アニオン交換樹脂の単独の場合に比べて海水漏洩時の通水可能時間が効果的に伸びることを見出した。
【００１５】
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、本発明に係る復水脱塩装置は、脱塩塔内に、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂Ａからなる上側イオン交換樹脂層と、前記混合樹脂Ａよりもアニオン交換樹脂の比率が高い混合樹脂Ｂからなる下側イオン交換樹脂層の、互いに異なる上下２層のイオン交換樹脂層が形成されていることを特徴とするものからなる。
【００１６】
また、より具体的には、本発明に係る復水脱塩装置は、脱塩塔内に、イオン交換樹脂の再生設備より移送されたカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂Ａからなる上側イオン交換樹脂層と、前記再生設備より前記混合樹脂Ａとは別に移送された前記混合樹脂Ａよりもアニオン交換樹脂の比率が高い混合樹脂Ｂからなる下側イオン交換樹脂層の、互いに異なる上下２層のイオン交換樹脂層が形成されていることを特徴とするものからなる。
【００１７】
このような本発明に係る復水脱塩装置においては、混合樹脂層Ｂ中のカチオン交換樹脂の混合比が増加すると、復水脱塩装置の処理水中のＰＳＳ濃度も増加する。処理水中のＰＳＳ濃度は極力低く維持する必要があるため、混合樹脂層Ｂ中のカチオン交換樹脂の混入割合は低い方が望ましく、体積率で３０％以下とすることが好ましい。また、カチオン交換樹脂の混入割合が低すぎると、前述の如き下側アニオン交換樹脂にカチオン交換樹脂を混入させた効果が小さくなりすぎるため、混合樹脂Ｂ中のカチオン交換樹脂の割合は体積率で１０％以上とされていることが好ましい。より好ましくは、カチオン交換樹脂の割合は体積率で２０±５％程度の範囲内に設定される。
【００１８】
また、混合樹脂層Ｂの層高は、イオン交換容量確保の観点からは極力低い方が望ましいが、所望のＰＳＳ捕捉性能を得るためには最低限の樹脂層高が必要である。以上の条件を考慮し、混合樹脂層Ｂの脱塩塔内における樹脂層高としては、少なくとも５０ｍｍ以上とされていることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る復水脱塩装置へのイオン交換樹脂の充填方法は、復水脱塩装置におけるイオン交換樹脂の再生設備より脱塩塔内へイオン交換樹脂を充填する方法において、前記再生設備にてあらかじめ混合したアニオン交換樹脂の一部およびカチオン交換樹脂の一部を前記脱塩塔へ移送して脱塩塔内に混合樹脂層Ｂを形成し、次いで前記再生設備より、前記再生設備にてあらかじめ混合した残余のイオン交換樹脂を移送することにより、脱塩塔内に混合樹脂層Ａを形成することを特徴とする方法からなる。
【００２０】
この方法においては、再生設備より脱塩塔に混合樹脂を移送すると、混合樹脂の一部が分離して比較的比重の重いカチオン交換樹脂が脱塩塔下部に集中する場合がある。これを防ぐためには再生設備にてあらかじめ混合したアニオン交換樹脂の一部およびカチオン交換樹脂の一部を上記脱塩塔へ移送して混合樹脂層Ｂを形成した後に、脱塩塔内で該樹脂層を混合することができる。
【００２１】
また、本発明に係る復水脱塩装置へのイオン交換樹脂の充填方法は、復水脱塩装置におけるイオン交換樹脂の再生設備より脱塩塔内へイオン交換樹脂を充填する方法において、前記再生設備からアニオン交換樹脂の一部およびカチオン交換樹脂の一部を上記脱塩塔へ移送し（つまり、あらかじめ積極的に混合することなく移送し）、脱塩塔内で混合して混合樹脂層Ｂを形成し、次いで前記再生設備より、あらかじめ前記再生設備にて混合した残余のイオン交換樹脂を移送することにより、脱塩塔内に混合樹脂層Ａを形成することを特徴とする方法からなる。
【００２２】
このような本発明に係る復水脱塩装置へのイオン交換樹脂の充填方法においては、混合樹脂層Ｂを形成するイオン交換樹脂は、有機性不純物を吸着する能力が高い方が望ましいことは言うまでもない。ＰＳＳなどの有機性不純物を捕捉する能力は新品樹脂が最も優れているため、脱塩塔内に移送されるイオン交換樹脂、とくに混合樹脂層Ｂを形成する樹脂として新品樹脂を使用することにより有機性不純物濃度を低減することができる。とくに、ＢＷＲ型原子力発電所や一部の火力発電所では樹脂の再生を全く行わないか、再生の頻度を減らす運用を行っているため、このような方法が好適である。また同様に、脱塩塔内に移送されるイオン交換樹脂、とくに混合樹脂層Ｂを形成する樹脂として、薬品再生などの回生手段により有機性不純物の吸着能力を回復させた樹脂を使用することもできる。
【００２３】
この復水脱塩装置へのイオン交換樹脂の充填方法においても、混合樹脂Ｂ中のカチオン交換樹脂の割合を体積率で３０％以下とすることが好ましく、また、混合樹脂Ｂ中のカチオン交換樹脂の割合を体積率で１０％以上とすることが好ましい。さらに、混合樹脂Ｂの脱塩塔内における樹脂層高を、少なくとも５０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２４】
このように本発明に係る復水脱塩装置およびその装置へのイオン交換樹脂の充填方法においては、脱塩塔内下側のアニオン交換樹脂層内にカチオン交換樹脂を所定の割合で僅かに混合することにより、有機物の処理水質中への漏洩を効果的に抑制できるようになり、また、混合するカチオン交換樹脂の割合をこのように低くしておくことで、脱塩塔出口からリークするＰＳＳ濃度を低いレベルに維持することができる。さらに、このように下側アニオン交換樹脂にカチオン交換樹脂を所定の割合で混入させておくことにより、アニオン交換樹脂単独の場合に比べて海水漏洩時の通水可能時間を効果的に伸ばすことが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
復水脱塩装置の再生設備の構成および再生方式はプラントにより異なり、一塔で両イオン交換樹脂を再生する方式や、二塔に分離して再生する方式、あるいは分離面近傍の樹脂を抜き出す二塔分離方式などがある。また、プラントによっては、再生した樹脂を貯蔵する樹脂貯蔵タンクを有するプラントもある。以下に、本発明の実施態様を示すが、本発明はこの他の再生設備においても実施可能であり、本実施態様に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の一実施態様に係る復水脱塩装置を示している。本実施態様ににおいては、復水脱塩装置１は、複数の脱塩塔２（図１では２塔のみ図示してある）と、これらの脱塩塔２内のイオン交換樹脂を再生する再生設備３とを備えている。各脱塩塔２の上部には復水器（図示せず）から送られてくる復水が流入する流入配管４が接続され、それぞれの下部には脱塩処理後の処理水が流出する流出配管５が接続されている。流入配管４から各脱塩塔２内へ流入した復水はそれぞれのイオン交換樹脂層６を下降流で通水され、通水の間にイオン交換樹脂により脱塩処理され、処理水が流出配管５から流出するようになっている。また、各脱塩塔２の流入配管４および流出配管５にはバルブ４Ａ、５Ａが取り付けられ、通水終点に達した脱塩塔２内のイオン交換樹脂を再生する時にその脱塩塔２のバルブ４Ａ、５Ａを閉じ、他の脱塩塔２から切り離すことができるようになっている。なお、各脱塩塔２は、等しい時間間隔で順に通水終点に達するように設定してある。
【００２７】
上記イオン交換樹脂層６は上下の２層から構成されている。上下層とも強酸性カチオン交換樹脂（以下、単に「カチオン交換樹脂」と称す）Ｃと強塩基性アニオン交換樹脂（以下、単に「アニオン交換樹脂」と称す）Ａを混合した混合イオン交換樹脂ＣＡで形成されている。通水終点に達したイオン交換樹脂層６のカチオン交換樹脂Ｃおよびアニオン交換樹脂Ａは再生設備３に移送して再生し、繰り返し使用するようにしている。
【００２８】
下層側の混合樹脂層６Ｂは、カチオン交換樹脂Ｃが体積率で１０〜３０％（好ましくは、２０±５％）となるように形成されている。上層側の混合樹脂層６Ａも同様に、カチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの混合イオン交換樹脂ＣＡで形成されているが、この上層６Ａの場合は、従来と同一でカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの混入率（割合）は、体積率で１：０．５〜１：２となるように形成されている。そして、下層６Ｂの樹脂層高は、脱塩塔２の下部の脱塩処理水の流出点から５０ｍｍ以上あればよい。
【００２９】
次に、本発明の復水脱塩装置へのイオン交換樹脂の充填方法を実施する場合の実施形態に関して図１を参照しながら説明する。なお、本実施形態ではイオン交換樹脂の移送を中心に説明するため、以下の説明では配管として樹脂移送配管のみを図示し、その他の給排水管および空気等を供給するガス配管等の付帯機器は図面から省略してある。図１に示す再生設備３は二塔再生方式の再生設備である。この再生設備３は、同図に示すように、１つの脱塩塔２内の全てのイオン交換樹脂を受け取ってカチオン交換樹脂Ｃを再生する第１再生塔（以下、「カチオン再生塔」と称す）７と、このカチオン再生塔７からアニオン交換樹脂Ａを受け取ってそれを再生する第２再生塔（以下、「アニオン再生塔」と称す）８と、両再生塔７、８において再生された各イオン交換樹脂を受け取って次の脱塩塔２が通水終点に達するまでの間両イオン交換樹脂を貯蔵する貯蔵タンク９とを備えて構成されている。
【００３０】
上記カチオン再生塔７は上記各脱塩塔２と第１樹脂移送配管１０を介して接続されている。第１樹脂移送配管１０は一方が各脱塩塔２の下部に接続され、他方がカチオン再生塔７の上部に接続されている。そして、脱塩塔２からカチオン再生塔７へイオン交換樹脂を移送する場合には、第１樹脂移送配管１０のバルブ１０Ａを開き、各脱塩塔２内に供給される脱塩水等の水および空気等のガスにより第１樹脂移送配管１０を介してイオン交換樹脂をカチオン再生塔７内へ移送するようにしてある。また、カチオン再生塔７内には塩酸や硫酸等の酸再生剤を供給するディストリビュータ７Ａが配設されている。
【００３１】
従って、このカチオン再生塔７においてカチオン交換樹脂Ｃを再生する場合には以下のようにして行う。即ち、カチオン再生塔７内では脱塩塔２から移送されたイオン交換樹脂を逆洗操作によりカチオン交換樹脂Ｃを下層にアニオン交換樹脂Ａを上層に分離する。その後、アニオン交換樹脂Ａを後述のようにアニオン再生塔８へ移送した後、ディストリビュータ７Ａから酸再生剤を供給すると共に再生廃水を塔下部の排水管（図示せず）から排出し、カチオン交換樹脂Ｃを再生する。再生後のカチオン交換樹脂Ｃは脱塩水等を用いて水洗して酸再生剤を洗い落とす。
【００３２】
上記アニオン再生塔８はカチオン再生塔７と第２樹脂移送配管１１を介して接続されている。第２樹脂移送配管１１は一方がカチオン再生塔７のほぼ中間部（分離後のアニオン交換樹脂Ａのみを移送できる位置）に接続され、他方がアニオン再生塔８の上部に接続されている。そして、カチオン再生塔７からアニオン再生塔８へアニオン交換樹脂Ａを移送する場合には、第２樹脂移送配管１１のバルブ１１Ａを開き、カチオン再生塔７内に供給される脱塩水等の水および空気等のガスにより第２樹脂移送配管１１を介してアニオン交換樹脂Ａをアニオン再生塔８内へ移送するようにしてある。また、アニオン再生塔８内には水酸化ナトリウム等のアルカリ再生剤（本実施形態および以下の実施形態では水酸化ナトリウムを使用することとする）を供給するディストリビュータ８Ａが配設されている。
【００３３】
従って、このアニオン再生塔８においてアニオン交換樹脂Ａを再生する場合には、ディストリビュータ８Ａからアルカリ再生剤を供給すると共に廃水を塔下部の排水管（図示せず）から排出し、アニオン交換樹脂Ａを再生し、その後アニオン交換樹脂Ａを脱塩水等を用いて水洗して水酸化ナトリウムを洗い落とす。
【００３４】
上記貯蔵タンク９はカチオン再生塔７およびアニオン再生塔８と第３樹脂移送配管１２を介してそれぞれ接続されている。第３樹脂移送配管１２は一方がカチオン再生塔７とアニオン再生塔８に達するように分岐し、各分岐端が両再生塔７、８の下部にそれぞれ接続され、他方が貯蔵タンク９の上部に接続されている。そして、カチオン再生塔７およびアニオン再生塔８から貯蔵タンク９へカチオン交換樹脂Ｃおよびアニオン交換樹脂Ａをそれぞれ移送する場合には、第３樹脂移送配管１２のバルブ１２Ａおよび１２Ｂをそれぞれ開き、各再生塔７、８内に供給される脱塩水等の水および空気等のガスによりカチオン交換樹脂Ｃおよびアニオン交換樹脂Ａを第３樹脂移送配管１２を介して貯蔵タンク９内へそれぞれ移送するようにしてある。
【００３５】
また、貯蔵タンク９は、各脱塩塔２と第４樹脂移送配管１３を介して接続されている。第４樹脂移送配管１３は一方が貯蔵タンク９の下部に接続され、他方側が各脱塩塔２に達するように分岐し、各分岐端が各脱塩塔２の上部にそれぞれ接続されている。また、貯蔵タンク９内ではカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａを混合して混合イオン交換樹脂ＣＡを調整するようにしてある。貯蔵タンク９内の混合イオン交換樹脂ＣＡはその内部に供給される脱塩水等の水および空気等のガスを用いて第４樹脂移送配管１３を介して空の脱塩塔２へ移送するようにしてある。
【００３６】
さらに、本実施態様では、アニオン再生塔８と各脱塩塔２が第５樹脂移送配管（アニオン交換樹脂用樹脂移送管）１４を介してそれぞれ接続されている。第５樹脂移送配管１４は、一方が第３樹脂移送配管１２のバルブ１２Ｂの上流側に接続され、他方が第４樹脂移送配管１３に接続されて各脱塩塔２へと連結され、第５樹脂移送配管１４を介してアニオン再生塔８内のアニオン交換樹脂Ａを単独で各脱塩塔２内へ直接移送できるようにしてある。また、カチオン再生塔７内のカチオン交換樹脂はバルブ１２Ａ、バルブ１２Ｂ、バルブ１４Ａおよび第５樹脂移送配管１４を介して各脱塩塔２と連結されて、カチオン交換樹脂を単独で各脱塩塔２内へ直接移送できるようにしてある。従って、第５樹脂移送配管１４を介してアニオン再生塔８内のアニオン交換樹脂Ａおよびカチオン再生塔７内のカチオン交換樹脂Ｃを脱塩塔２内へ移送し、脱塩塔２内にアニオン交換樹脂Ａとカチオン交換樹脂からなる混合イオン交換樹脂層６の下層６Ｂを形成することができるようにしてある。
【００３７】
次に、上記再生設備３を用いて通水終点に達した脱塩塔２内のイオン交換樹脂を再生し、再生後のイオン交換樹脂を脱塩塔２内へ充填する方法の一実施態様について図１を参照しながら説明する。例えば図１の右側に示す脱塩塔２が通水終点に達した時には、そのイオン交換樹脂を再生する。それにはまず、バルブ１０Ａを開き、第１樹脂移送配管１０を介して脱塩塔２内の全てのイオン交換樹脂をカチオン再生塔７へ移送する。なお、イオン交換樹脂の移送が終了し、空になった上記脱塩塔２には、後述のような方法で予め再生されて貯留されているアニオン再生塔８内の混合イオン交換樹脂ＣＡと貯蔵タンク９内の混合イオン交換樹脂ＣＡとを後述のようにして移送して充填し、再び復水の通水を行う。イオン交換樹脂を脱塩塔２から移送した後、カチオン再生塔７内では逆洗によりアニオン交換樹脂Ａを上層に、カチオン交換樹脂Ｃを下層に分離する。次いで、バルブ１１Ａを開き、分離後のアニオン交換樹脂Ａを第２樹脂移送配管１１を介してアニオン再生塔８へ移送する。
【００３８】
その後、カチオン再生塔７ではディストリビュータ７Ａからカチオン再生塔７内に酸再生剤を供給し、カチオン交換樹脂Ｃを再生し、再生後のカチオン交換樹脂Ｃを洗浄して酸再生剤を洗い落とす。また、アニオン再生塔８ではディストリビュータ８Ａからアニオン再生塔８内にアルカリ再生剤を供給し、アニオン交換樹脂Ａを再生し、再生後のアニオン交換樹脂Ａを洗浄してアルカリ再生剤を洗い落とす。これらの操作を終えた後、カチオン再生塔７内のカチオン交換樹脂Ｃの一部を第３樹脂移送配管１２を介して貯蔵タンク９へ、また、アニオン再生塔８内のアニオン交換樹脂Ａも一部を残し第３樹脂移送配管１２を介して貯蔵タンク９へ移送する。次に、カチオン再生塔７内の残余のカチオン交換樹脂Ｃを第２樹脂移送管１１を介してアニオン再生塔８に移送して、アニオン再生塔８内の残余のアニオン交換樹脂Ａと混合して、混合イオン交換樹脂ＣＡとして調整する。また、貯蔵タンク９内では移送後のカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａを混合して混合イオン交換樹脂ＣＡとして調整し、それぞれ次の脱塩塔２（例えば図１の左側の脱塩塔）へ移送するまで混合イオン交換樹脂ＣＡとして貯蔵する。この間、適宜の間隔でそれぞれの混合イオン交換樹脂ＣＡを洗浄すると良い。
【００３９】
次の脱塩塔２が通水終点に達し、その脱塩塔２へ上述のようにして再生した再生済みのイオン交換樹脂を充填する場合には、その脱塩塔２内の使用済みのイオン交換樹脂を上述したように脱塩塔２からカチオン再生塔７へ取り出した後、まず、第４樹脂移送配管１３のバルブ１３Ｂおよび第５樹脂移送配管１４のバルブ１４Ａを開き、アニオン再生塔８内に残留させておいたカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの混合イオン交換樹脂を第５樹脂移送配管１４および第４樹脂移送配管１３を介して脱塩塔２へ移送して充填し、予め脱塩塔２の下部に混合イオン交換樹脂ＣＡからなる下層６Ｂを形成しておく。引き続き、上記バルブ１４Ａを閉じ、第４樹脂移送配管１３の貯蔵タンク９側のバルブ１３Ａを開いて貯蔵タンク９内の全ての混合イオン交換樹脂ＣＡを第４樹脂移送配管１３を介して脱塩塔２へ移送し、混合イオン交換樹脂ＣＡを先に充填した下層の混合イオン交換樹脂ＣＡ層上に積層する。この結果、脱塩塔２内のイオン交換樹脂層６は、上層６Ａが混合イオン交換樹脂ＣＡにより形成され、下層６Ｂには上層とカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの混入率の異なる（カチオン交換樹脂Ｃの割合のより低い）混合イオン交換樹脂ＣＡが形成され、本発明で規定した復水脱塩装置の脱塩塔が構成されることになる。
【００４０】
図２は、本発明の別の実施態様に係る復水脱塩装置の再生設備を示しており、二塔再生方式の再生設備２０を示している。この再生設備２０は、同図に示すように、アニオン再生塔２２内の再生済みのアニオン交換樹脂Ａを直接脱塩塔２へ移送する樹脂移送配管（図１における第５樹脂移送配管１４）が付設されておらず、カチオン再生塔２１のカチオン交換樹脂Ｃの全部とアニオン再生塔２２内のアニオン交換樹脂Ａの全てを第３樹脂移送配管１２を介して一旦貯蔵タンク２３内に移送するように構成されていると共に、貯蔵タンク２３のほぼ中間部（分離後のアニオン交換樹脂Ａのみを移送できる位置）にバルブ３０Ａを備えた第６樹脂移送配管３０（アニオン交換樹脂用樹脂移送配管）が接続されており、更にこの第６樹脂移送配管３０の一方が第４樹脂移送配管１３に接続されている以外は上記再生設備３と同様に構成されている。
【００４１】
図２に示す再生設備２０を用いてイオン交換樹脂を充填する方法について説明する。この方法の場合には、再生するまでの操作は上記再生設備３における操作と共通するため再生後の充填操作についてのみ説明する。この実施態様では、カチオン再生塔２１内で再生された再生後のカチオン交換樹脂Ｃのすべてをバルブ１２Ａ、第３樹脂移送配管１２を介してカチオン再生塔２１から貯蔵タンク２３へ移送すると共に、アニオン再生塔２２内で再生された再生後のアニオン交換樹脂Ａの全てをバルブ１２Ｂ、第３樹脂移送配管１２を介してアニオン再生塔２２から貯蔵タンク２３へ移送し、貯蔵タンク２３内に両イオン交換樹脂Ｃ、Ａを充填する。次いで、貯蔵タンク２３内でカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａを例えば空気吹き込みによる攪拌によって混合し、アニオン交換樹脂Ａに残留するＮａイオンを低減させる。この混合操作の後、貯蔵タンク２３内で逆洗により再度カチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａに分離する。分離後のイオン交換樹脂を脱塩塔２へ移送する方法としては、たとえば以下のような方法がある。
【００４２】
すなわち、貯蔵タンク２３内でイオン交換樹脂を分離した後、まず、アニオン交換樹脂Ａの一部をバルブ３０Ａ、第６樹脂移送配管３０および第４樹脂移送配管１３を介して貯蔵タンク２３から脱塩塔２へ移送して充填し、またカチオン交換樹脂の一部をバルブ１３Ａおよび第４樹脂移送配管１３を介して貯蔵タンク２３から脱塩塔２へ移送して充填し脱塩塔２内で混合して予め脱塩塔２の下部にカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａからなる下層６Ｂを形成しておく。次いで、バルブ１３Ａ、３０Ａを閉じ、貯蔵タンク２３内で分離後の残余のカチオン交換樹脂Ｃと分離後の残余のアニオン交換樹脂Ａを混合して混合イオン交換樹脂ＣＡを調整した後、バルブ１３Ａを開き、この混合イオン交換樹脂ＣＡをバルブ１３Ａおよび第４樹脂移送配管１３を介して貯蔵タンク２３から脱塩塔２へ移送して既に充填されている下層６Ｂ上に積層し、混合イオン交換樹脂ＣＡからなる上層６Ａを形成する。
【００４３】
また、図３は、本発明のさらに別の実施態様に係る復水脱塩装置の再生設備を示しており、一塔再生方式の再生設備を示している。つまり、この再生設備内には再生後のイオン交換樹脂の貯蔵タンクを有しない形式の再生設備４０を示している。この再生設備４０は、同図に示すように、一塔の再生塔４１を備えて構成されている。従って、再生塔４１内にはイオン交換樹脂層の上部にアルカリ再生剤を供給するディストリビュータ４１Ａとカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの分離境界面付近に再生廃液を排出するコレクタ４２が配設されており、更に再生塔４１の下部には酸再生剤を供給する酸再生剤供給配管４３が配設されている。また、再生塔４１と脱塩塔は第１樹脂移送配管４４によって接続され、第１樹脂移送配管４４を介して通水終点に達したイオン交換樹脂を脱塩塔から再生塔４１へ移送するようにしてある。また、再生塔４１の下部と各脱塩塔の上部は第２樹脂移送配管４５によって接続され、第２樹脂移送配管４５を介して再生塔４１において再生されたイオン交換樹脂を再生塔４１から各脱塩塔へ移送するようにしてある。また、再生塔４１のほぼ中間部（カチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの分離境界面付近）と各脱塩塔の上部は第３樹脂移送配管（アニオン交換樹脂用樹脂移送配管）４６を介して接続されている。なお、４５Ａ、４６Ａはバルブである。
【００４４】
次に、上記再生設備４０を用いて再生後のイオン交換樹脂を脱塩塔に充填する方法について説明する。なお、脱塩塔から再生塔４１へ移送されたイオン交換樹脂を再生する方法は従来と同様であるためその説明を省略する。イオン交換樹脂を脱塩塔に充填するにはまず、バルブ４６Ａを開き、再生操作により分離した再生塔４１内の上層のアニオン交換樹脂Ａの一部を第３樹脂移送配管４６を介して再生塔４１から脱塩塔へ移送し、また再生塔４１内の下層のカチオン交換樹脂Ｃの一部を脱塩塔に移送してあらかじめ脱塩塔の下部に混合イオン交換樹脂ＣＡからなる下層を形成しておく。そして、再生塔４１内で残余のカチオン交換樹脂Ｃと残余のアニオン交換樹脂Ａを混合し、次いで、バルブ４５Ａを開き、この混合イオン交換樹脂ＣＡを第２樹脂移送配管４５を介して再生塔４１から脱塩塔へ移送してあらかじめ形成した混合イオン交換樹脂ＣＡ上に積層し、混合イオン交換樹脂ＣＡからなる上層を形成してイオン交換樹脂層とする。
【００４５】
また、上述した方法では、まず再生塔４１内の分離した再生後のアニオン交換樹脂Ａを脱塩塔へ移送したが、以下に説明する方法の場合には、まず再生塔４１内の分離した再生後のカチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａをエアスクラビング操作等により混合し、この混合操作を行った後、再び、カチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａに分離することも可能である。その後の操作は上述した場合と同様である。尚、上述の例では再生設備内に貯蔵タンクを有しない場合の一塔再生方式の装置について説明したが、貯蔵タンクを有する一塔再生方式の場合は、再生塔で再生された両イオン交換樹脂を一旦貯蔵タンクに移送した後、この貯蔵タンク内で両イオン交換樹脂を分離し、しかる後に上述したように再生塔から脱塩塔へ樹脂を移送する場合と同様にして再生済みのイオン交換樹脂を貯蔵タンクから脱塩塔に移送すればよい。
【００４６】
また、本発明は、上記各実施態様に何等制限されるものではなく、カチオン交換樹脂Ｃとアニオン交換樹脂Ａの混入率の異なる２層の混合イオン交換樹脂層を確実に形成することができる方法および装置であれば、本発明で規定した要件を満たす限り本発明に包含される。
【００４７】
【実施例】
本発明に係る復水脱塩装置を用いた場合に、アニオン交換樹脂からの有機物の漏洩を抑制し、またカチオン交換樹脂からの有機物の漏出を防止することができること、および模擬海水を通水する海水リーク試験では下側アニオン交換樹脂層にカチオン交換樹脂を混入することで基準値に到達するまでの時間が増すことができることを確認し、下側アニオン交換樹脂内に混入する最適なカチオン交換樹脂割合を試験により見出したので、以下にその試験について説明する。
【００４８】
実施例１
本実施例では、新品のカチオン交換樹脂（”アンバージェット”（登録商標、以下同様）１００６：ローム＆ハース社製）と新品のアニオン交換樹脂（”アンバーライト”ＩＲＡ−９００ＣＰ）を表１に示した条件で各々のイオン交換樹脂を再生した後、内径２０ｍｍ、長さ１５００ｍｍのアクリル製カラムに、表２に示す条件で各試験区毎に上側と下側のイオン交換樹脂層の形成条件を変更し、表３に示した通水条件てカラムの入口より４５℃で純水を通水した。
【００４９】
カラム出口では、出口配管と紫外線照射装置およびイオンクロマトグラフィーが連続的に直接配管されて、シーケンス制御により自動的に硝酸イオンおよび硫酸イオンの測定を実施した。有機性イオンは紫外線照射後の硝酸イオンまたは硫酸イオンから紫外線照射前の硝酸イオンおよび硫酸イオンを引いた値とし、通水２４時間後の有機性イオンの濃度を用いて試験評価を行った。有機性硫酸イオンはＰＳＳを示し、有機性硝酸イオンは有機性窒素化合物を示す。
【００５０】
試験区１：表２に試験区１の樹脂層形成条件を示す。表１に示す再生条件で再生したイオン交換樹脂をアニオン交換樹脂７０ｍＬ（層高２００ｍｍ）を先にカラムに充填して、その上側に表２に示した樹脂層形成条件でカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混合状態で層高６００ｍｍ充填して通水試験を実施した（全樹脂層高８００ｍｍ）。その結果を表４、図４に示した。
【００５１】
試験区２：本試験区では、試験区１で用いたものと同一のイオン交換樹脂を同一の条件で再生した後、試験区１で用いたものと同一のカラムにイオン交換樹脂を充填した。この際に表２の試験区２に示した樹脂層形成条件で下側アニオン交換樹脂中に体積比率（下側全量に対して）１０％のカチオン交換樹脂を混ぜて全量７０ｍＬ（層高２００ｍｍ）になるように充填し、その上側に表２の試験区２上側に示したカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合状態で層高６００ｍｍになるように充填して通水試験を実施した。その結果を表４、図４に示した。
【００５２】
試験区３：本試験区では、試験区２で用いたものと同一のイオン交換樹脂を同一の条件で再生した後、試験区２で用いたものと同一のカラムに同一の手順で同一の樹脂層高になるようにイオン交換樹脂を充填した。この際に本試験区では表２試験区３に示したごとく下側アニオン交換樹脂層にカチオン交換樹脂を体積比率（下側全量に対して）２０％の割合を混入して通水試験を実施した。その結果を表４、図４に示した。
【００５３】
試験区４：本試験区では、試験区２で用いたものと同一のイオン交換樹脂を同一の条件で再生した後、試験区２で用いたものと同一のカラムに同一の手順で同一の樹脂層高になるようにイオン交換樹脂を充填した。この際に本実施例では表２試験区３に示したごとく下側アニオン交換樹脂層内にに体積比率（下側全量に対して）３５％の割合になるようにカチオン樹脂を混入して通水試験を実施した。その結果を表４、図４に示した。
【００５４】
試験区５：本試験区では、試験区２で用いたものと同一のイオン交換樹脂を同一の条件で再生した後、試験区２で用いたものと同一のカラムに同一の手順で同一の樹脂層高になるようにイオン交換樹脂を充填した。この際に本実施例では表２試験区３に示したごとく下側アニオン交換樹脂層内にに体積比率（下側全量に対して）６５％の割合になるようにカチオン樹脂を混入して通水試験を実施した。その結果を表４、図４に示した。
【００５５】
表４及び図４に示した結果によれば、下側アニオン交換樹脂内にカチオン交換樹脂を１０％から３０％程度混入させることで、通水時におけるカチオン交換樹脂由来の有機性硫酸イオンおよびアニオン交換樹脂由来の有機性硝酸イオンリーク量が効果的に低減することが明らかとなった。とくに、２０±５％程度の混入領域で効果的に低減できることが明らかとなった。
【００５６】
実施例２
本実施例では、新品のカチオン交換樹脂（”アンバーライト”（登録商標、以下同様）ＩＲ１２０ＢＮ：ローム＆ハース社製）と新品のアニオン交換樹脂（”アンバーライト”ＩＲＡ−４００Ｔ）を表１に示した条件で各々のイオン交換樹脂を再生した後、内径２０ｍｍ、長さ１５００ｍｍのアクリル製カラムに、表５に示す条件で各試験区毎に上側と下側のイオン交換樹脂層の形成条件を変更し（全樹脂層高を８００ｍｍとし、下側層高を表６に示すように変更）、表６に示した通水条件て通水試験を行った。
【００５７】
試験区６〜８では、下側のアニオン交換樹脂層高を０〜２００ｍｍで変更した場合の海水リーク対応時間を試験した。結果を図５、表７に示した。下側アニオン交換樹脂の層高が増すに従い海水リーク対応時間が直線的に減少した。これは、上側の混合イオン交換樹脂層高が一定以上必要であることを示している。
【００５８】
試験区９〜１２では、下側アニオン交換樹脂層内にカチオン交換樹脂を混入した場合の海水リーク対応時間を試験した。結果を図６、表７に示した。混入カチオン交換樹脂の割合が増すに従い海水リーク対応時間が増加した。
【００５９】
実施例１、２の結果から下側アニオン交換樹脂内のカチオン交換樹脂の混入率は体積率で１０〜３０％が適当と考えられる。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
【表３】
【００６３】
【表４】
【００６４】
【表５】
【００６５】
【表６】
【００６６】
【表７】
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にによれば、復水脱塩装置のイオン交換樹脂から処理水中へ漏出する有機物を低減し、処理水の水質を向上させることができ、ひいては火力発電所のボイラ、沸騰水型原子力発電所の原子炉、加圧水型原子力発電所の蒸気発生器等の高温高圧系の構成部材の腐食を効果的に防止できる復水脱塩装置及び復水脱塩装置におけるイオン交換樹脂の充填方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る復水脱塩装置の機器系統図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る復水脱塩装置の再生設備の機器系統図である。
【図３】本発明のさらに別の実施態様に係る復水脱塩装置の再生設備の機器系統図である。
【図４】カチオン交換樹脂の混入率と有機性イオン溶出性との関係図である。
【図５】下側樹脂層の層高と通水時間との関係図である。
【図６】カチオン交換樹脂の混入率と通水時間との関係図である。
【符号の説明】
１ 復水脱塩装置
２ 脱塩塔
３ 再生設備
４ 流入配管
４Ａ、５Ａ、１０Ａ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ バルブ
５ 流出配管
６ イオン交換樹脂層
６Ａ 上側樹脂層
６Ｂ 下側樹脂層
７ 第１再生塔（カチオン再生塔）
７Ａ、８Ａ ディストリビュータ
８ 第２再生塔（アニオン再生塔）
９ 貯蔵タンク
１０ 第１樹脂移送配管
１１ 第２樹脂移送配管
１２ 第３樹脂移送配管
１３ 第４樹脂移送配管
１４ 第５樹脂移送配管
２０ 再生設備
２１ カチオン再生塔
２２ アニオン再生塔
２３ 貯蔵タンク
３０ 第６樹脂移送配管
３０Ａ バルブ
４０ 再生設備
４１ 再生塔
４１Ａ ディストリビュータ
４２ コレクタ
４３ 酸再生剤供給配管
４４ 第１樹脂移送配管
４５ 第２樹脂移送配管
４５Ａ、４６Ａ バルブ
４６ 第３樹脂移送配管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a condensate desalination apparatus in a power generation field such as a thermal power station or a nuclear power station, and a method for filling an ion exchange resin into a desalination tower of the condensate desalination apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a power generation field such as a thermal power plant or a nuclear power plant, power is generated by cooling a steam after driving a power generation turbine to produce condensate, and heating the condensate to produce steam again. For this reason, condensate must be highly purified from the viewpoint of preventing corrosion of boilers, steam generators, nuclear reactors, etc. and reducing radioactivity, such as mixed-bed condensate desalination equipment, powdered ion exchange resin filters, and hollow fibers. Purification devices such as filters are employed alone or in combination.
[0003]
The above condensate desalination apparatus was generally used in a water flow system composed of a plurality of desalination towers filled with a strongly acidic cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin in a mixed bed state, and a condensate desalination apparatus. It consists of a regeneration system consisting of regeneration equipment for cleaning ion exchange resins and regenerating chemicals.
[0004]
The condensate treatment in the above condensate desalination apparatus is usually performed as follows. That is, condensate is passed in parallel to a plurality of condensate demineralizers to remove impurity ions contained in the condensate by ion exchange, and metal oxides such as iron oxide are filtered or physically removed. The water is removed by the adsorption action to obtain purified treated water.
[0005]
In PWR (pressurized water) nuclear power plants and thermal power plants, ammonia, hydrazine, ethanolamine, etc. are injected into the system water to prevent corrosion of plant components, and these ions are also used as ions in the desalination tower. Since it is adsorbed by the exchange resin, the ion exchange capacity of the desalination tower gradually decreases with the passage of water. For this reason, the ion-exchange resin of the desalination tower, which has been treated with a certain amount of condensate, is transferred to a regeneration facility to regenerate the chemical and recover the ion exchange capacity. The regeneration step of the ion exchange resin in the regeneration equipment includes the step of separating the cation exchange resin and the anion exchange resin, the step of removing metal oxides on the resin surface by air scrubbing, and the removal of ionic impurities adsorbed on the ion exchange resin by chemicals. It consists of a drug passing step, a washing step of washing chemicals with pure water, and the like. The ion exchange resin regenerated by the regeneration equipment is mixed again, transferred to the desalination tower, and then enters water sampling again.
[0006]
On the other hand, in the BWR (boiling water) nuclear power plant, condensate is neutral water containing almost no ionic impurities, so non-regenerative operation without chemical regeneration is common, but in some plants, The company regularly performs resin cleaning and chemical regeneration for the purpose of removing metal impurities from the resin.
[0007]
The treated water quality required for the above condensate desalination equipment tends to be highly purified from the viewpoint of preventing corrosion damage and scale adhesion of steam generators, boilers, nuclear reactors, etc. Polystyrene sulfonic acid (hereinafter, sometimes abbreviated as PSS), which is an organic impurity contained therein, is a problem.
[0008]
It is known that some kinds of organic impurities are contained in treated water of a condensate desalination apparatus, but PSS is an organic impurity eluted from a cation exchange resin in a desalination tower. When PSS is brought into a steam generating means such as a steam generator, a nuclear reactor, or a boiler, the PSS is decomposed under high temperature and pressure to form sulfuric acid, which causes corrosion and scale. For this reason, Patent Document 1 proposes a method for removing PSS by adsorption by forming an anion exchange resin layer at the bottom of a tower.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-276682 (Claims)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to recent studies, when the anion exchange resin layer is formed below the desalination tower as described in Patent Document 1 as compared with the conventional condensate desalination apparatus, the treated water It was found that the PSS decreased, but the organic eluate from the anion exchange resin increased. The organic eluate from the anion exchange resin is a low molecular organic nitrogen compound such as trimethylamine, dimethylamine, monomethylamine and the like. Organic nitrogen compounds were detected in the treated water of a conventional condensate desalination apparatus, but when the anion exchange resin was formed on the lower side, about three times the amount of elution was detected. The organic nitrogen compound is decomposed under high temperature and high pressure in the steam generating means to generate nitrite ions and nitrate ions. At present, there is no clear control standard value for these ions, but it is desirable to reduce as much as possible from the viewpoint of high purification of condensate.
[0011]
In addition, condensate desalination equipment is designed to use Na ion, Cl ion, etc. for steam generation means such as reactors, steam generators, boilers, etc., when seawater is mixed into system water due to damage to the condenser. Is installed in order to prevent the inflow of the ionic impurities. However, when the anion exchange resin is filled in the lower part of the desalination tower as described in Patent Literature 1, the ion exchange capacity of the desalination tower is reduced, and the water passage time at the time of seawater leakage is designed. It turned out that the condition could be lower. It is considered that this is because the height of the layer of the mixed ion exchange resin (hereinafter, also referred to as “resin layer height”) was reduced by filling the anion exchange resin with the lower side.
[0012]
The object of the present invention is to focus on the problems as described above and to improve the quality of treated water by reducing organic impurities (PSS and organic nitrogen compounds) in the treated water of the condensate desalination apparatus. A condensate desalination device and its device that can suppress the occurrence of corrosion and scale in a nuclear reactor, a steam generator, and a boiler, and can secure the time for which water can leak when seawater leaks, which is the original purpose of installation It is an object of the present invention to provide a method for filling an ion-exchange resin into a resin.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies on measures to prevent the leakage of organic impurities into the treated water quality, the amount of organic nitrogen compounds eluted was reduced by slightly mixing the cation exchange resin in the anion exchange resin layer below the desalination tower. It has been found that the concentration of PSS leaking from the outlet of the desalting tower can be maintained at a low level by reducing the ratio of the cation exchange resin to be mixed to a conventional level in which the cation exchange resin and the anion exchange resin are mixed, and further reducing the proportion of the cation exchange resin mixed.
[0014]
In addition, it has been found that by mixing the cation exchange resin in the lower anion exchange resin at a predetermined ratio, the water passage time at the time of seawater leakage is effectively extended as compared with the case where the anion exchange resin is used alone.
[0015]
The present invention has been made based on the above findings, the condensate desalination apparatus according to the present invention, in a desalination tower, an upper ion exchange resin layer comprising a mixed resin A of a cation exchange resin and an anion exchange resin, The lower ion exchange resin layer made of the mixed resin B having a higher ratio of the anion exchange resin than the mixed resin A has two upper and lower ion exchange resin layers which are different from each other.
[0016]
More specifically, the condensate desalination apparatus according to the present invention comprises, in a desalination tower, an upper ion comprising a mixed resin A of a cation exchange resin and an anion exchange resin transferred from an ion exchange resin regeneration facility. Two different upper and lower layers of an exchange resin layer and a lower ion exchange resin layer made of a mixed resin B having a higher ratio of anion exchange resin than the mixed resin A transferred separately from the mixed resin A from the regeneration equipment. Is formed.
[0017]
In such a condensate desalination apparatus according to the present invention, when the mixing ratio of the cation exchange resin in the mixed resin layer B increases, the PSS concentration in the treated water of the condensate desalination apparatus also increases. Since the PSS concentration in the treated water needs to be kept as low as possible, the mixing ratio of the cation exchange resin in the mixed resin layer B is desirably low, and is preferably 30% or less by volume. Further, if the mixing ratio of the cation exchange resin is too low, the effect of mixing the cation exchange resin with the lower anion exchange resin as described above is too small, so that the ratio of the cation exchange resin in the mixed resin B is a volume ratio. It is preferable that the content be 10% or more. More preferably, the proportion of the cation exchange resin is set within a range of about 20 ± 5% by volume.
[0018]
Further, the layer height of the mixed resin layer B is desirably as low as possible from the viewpoint of securing ion exchange capacity, but a minimum resin layer height is required to obtain a desired PSS trapping performance. In consideration of the above conditions, the height of the mixed resin layer B in the desalting tower is preferably at least 50 mm or more.
[0019]
The method for charging an ion-exchange resin into a condensate desalination apparatus according to the present invention is a method for charging an ion-exchange resin into a desalination tower from a regeneration facility for an ion-exchange resin in a condensate desalination apparatus. A part of the anion exchange resin and a part of the cation exchange resin mixed in advance are transferred to the desalting tower to form a mixed resin layer B in the desalting tower. The method is characterized in that the mixed resin layer A is formed in the desalination tower by transferring the remaining ion exchange resin mixed in advance.
[0020]
In this method, when the mixed resin is transferred from the regeneration facility to the desalting tower, a part of the mixed resin may be separated and the cation exchange resin having a relatively high specific gravity may be concentrated in the lower part of the desalting tower. In order to prevent this, a part of the anion exchange resin and a part of the cation exchange resin mixed in advance in the regeneration equipment are transferred to the desalting tower to form the mixed resin layer B, and then the resin is mixed in the desalting tower. The layers can be mixed.
[0021]
Further, the method for charging an ion-exchange resin into a condensate desalination apparatus according to the present invention is a method for charging an ion-exchange resin into a desalination tower from an ion-exchange resin regeneration facility in a condensate desalination apparatus. A part of the anion exchange resin and a part of the cation exchange resin are transferred from the equipment to the desalting tower (that is, transferred without aggressive mixing in advance), mixed in the desalting tower and mixed resin layer B Is formed, and then the mixed resin layer A is formed in the desalination tower by transferring the remaining ion-exchange resin mixed in the regeneration facility in advance from the regeneration facility.
[0022]
In the method of filling the condensate deionizer with the ion exchange resin according to the present invention, it is needless to say that the ion exchange resin forming the mixed resin layer B preferably has a higher ability to adsorb organic impurities. No. Since the new resin has the best ability to capture organic impurities such as PSS, the new resin is used as the ion exchange resin transferred into the desalting tower, especially the resin forming the mixed resin layer B. The impurity concentration can be reduced. In particular, such a method is preferable because the BWR-type nuclear power plant and some thermal power plants do not perform resin regeneration at all or perform operations to reduce the frequency of regeneration. Similarly, as the ion-exchange resin transferred into the desalting tower, in particular, as the resin forming the mixed resin layer B, a resin whose organic impurity adsorption ability has been recovered by regenerating means such as chemical regeneration may be used. it can.
[0023]
Also in the method of charging the ion exchange resin into the condensate desalination apparatus, it is preferable that the ratio of the cation exchange resin in the mixed resin B be 30% or less by volume, and the cation exchange resin in the mixed resin B is not more than 30%. Is preferably at least 10% by volume. Further, the height of the resin layer in the desalting tower of the mixed resin B is preferably at least 50 mm or more.
[0024]
As described above, in the condensate desalination apparatus according to the present invention and the method for filling the ion exchange resin into the apparatus, the cation exchange resin is slightly mixed at a predetermined ratio in the anion exchange resin layer below the desalination tower. By doing so, it is possible to effectively suppress the leakage of organic substances into the treated water quality, and by keeping the proportion of the cation exchange resin to be mixed low in this way, the PSS leaking from the outlet of the desalting tower can be reduced. The concentration can be kept at a low level. Further, by mixing the cation exchange resin in the lower anion exchange resin at a predetermined ratio in this way, it is possible to effectively extend the water passage time at the time of seawater leakage as compared with the case of using the anion exchange resin alone. Will be possible.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with preferred embodiments.
The configuration and regeneration method of the regenerating equipment of the condensate desalination unit differ depending on the plant. There is a tower separation method and the like. Some plants have a resin storage tank for storing the regenerated resin. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention can be practiced in other regeneration equipment, and the present invention is not limited to the embodiments.
[0026]
FIG. 1 shows a condensate desalination apparatus according to one embodiment of the present invention. In the present embodiment, the condensate desalination apparatus 1 includes a plurality of desalination towers 2 (only two towers are shown in FIG. 1) and a regeneration apparatus for regenerating the ion exchange resin in the desalination towers 2. Equipment 3 is provided. An inflow pipe 4 into which condensate sent from a condenser (not shown) flows is connected to an upper part of each desalination tower 2, and an outflow through which treated water after desalination flows out is connected to each lower part. The pipe 5 is connected. The condensed water that has flowed into each desalting tower 2 from the inflow pipe 4 is passed down the respective ion-exchange resin layers 6 in a downward flow, and is desalinated by the ion-exchange resin during the flow, and the treated water is discharged. 5 to flow out. In addition, valves 4A and 5A are attached to the inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 of each desalination tower 2, and when the ion exchange resin in the desalination tower 2 that has reached the end of water flow is regenerated, The valves 4A and 5A are closed so that they can be disconnected from the other desalination tower 2. In addition, each desalination tower 2 is set so as to sequentially reach the end point of water passage at equal time intervals.
[0027]
The ion exchange resin layer 6 is composed of upper and lower layers. Both upper and lower layers are mixed ion exchange resins CA obtained by mixing a strongly acidic cation exchange resin (hereinafter simply referred to as “cation exchange resin”) C and a strongly basic anion exchange resin (hereinafter simply referred to as “anion exchange resin”) A. Is formed. The cation exchange resin C and the anion exchange resin A of the ion exchange resin layer 6 that has reached the water passing end point are transferred to the regeneration equipment 3 for regeneration and used repeatedly.
[0028]
The lower mixed resin layer 6B is formed such that the volume ratio of the cation exchange resin C is 10 to 30% (preferably, 20 ± 5%). Similarly, the upper mixed resin layer 6A is formed of the mixed ion exchange resin CA of the cation exchange resin C and the anion exchange resin A. In the case of the upper layer 6A, the same as the conventional case, the cation exchange resin C and the anion exchange resin C are mixed. The mixing ratio (ratio) of the exchange resin A is formed so as to be 1: 0.5 to 1: 2 in volume ratio. The height of the resin layer of the lower layer 6B may be 50 mm or more from the outflow point of the desalination treatment water at the lower part of the desalination tower 2.
[0029]
Next, an embodiment in which a method for filling an ion exchange resin into a condensate and desalination apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the transfer of the ion-exchange resin will be mainly described. Therefore, in the following description, only the resin transfer pipe is illustrated as a pipe, and other auxiliary equipment such as a water supply / drain pipe and a gas pipe that supplies air and the like are illustrated in the drawings. Omitted from The regeneration equipment 3 shown in FIG. 1 is a two-tower regeneration type regeneration equipment. As shown in the figure, the regeneration equipment 3 receives a whole ion exchange resin in one desalination tower 2 and regenerates the cation exchange resin C (hereinafter, referred to as a “cation regeneration tower”). ) 7, a second regeneration tower (hereinafter referred to as “anion regeneration tower”) 8 for receiving the anion exchange resin A from the cation regeneration tower 7 and regenerating it, and each of the regeneration towers 7 and 8 The storage tank 9 is configured to receive the ion exchange resin and store both ion exchange resins until the next desalination tower 2 reaches the water passing end point.
[0030]
The cation regeneration tower 7 is connected to each of the desalination towers 2 via a first resin transfer pipe 10. One of the first resin transfer pipes 10 is connected to a lower part of each desalting tower 2, and the other is connected to an upper part of the cation regeneration tower 7. When transferring the ion exchange resin from the desalting tower 2 to the cation regenerating tower 7, the valve 10 </ b> A of the first resin transfer pipe 10 is opened, and water such as demineralized water supplied into each desalting tower 2 and The ion exchange resin is transferred into the cation regeneration tower 7 via the first resin transfer pipe 10 by a gas such as air. In the cation regeneration tower 7, a distributor 7A for supplying an acid regenerant such as hydrochloric acid or sulfuric acid is provided.
[0031]
Accordingly, the regeneration of the cation exchange resin C in the cation regeneration tower 7 is performed as follows. That is, in the cation regeneration tower 7, the cation exchange resin C is separated into the lower layer and the anion exchange resin A is separated into the upper layer by backwashing the ion exchange resin transferred from the desalting tower 2. Then, after transferring the anion exchange resin A to the anion regeneration tower 8 as described later, the acid regenerant is supplied from the distributor 7A, and the regeneration wastewater is discharged from a drain pipe (not shown) at the bottom of the tower. Play C. The cation exchange resin C after regeneration is washed with demineralized water or the like to wash off the acid regenerant.
[0032]
The anion regeneration tower 8 is connected to the cation regeneration tower 7 via a second resin transfer pipe 11. One of the second resin transfer pipes 11 is connected to a substantially intermediate portion of the cation regeneration tower 7 (a position where only the separated anion exchange resin A can be transferred), and the other is connected to the upper part of the anion regeneration tower 8. When transferring the anion exchange resin A from the cation regeneration tower 7 to the anion regeneration tower 8, the valve 11 </ b> A of the second resin transfer pipe 11 is opened, and water such as desalinated water supplied into the cation regeneration tower 7 is removed. The anion exchange resin A is transferred into the anion regeneration tower 8 through the second resin transfer pipe 11 by a gas such as air. In the anion regeneration tower 8, a distributor 8A for supplying an alkali regenerant such as sodium hydroxide (sodium hydroxide is used in the present embodiment and the following embodiments) is provided.
[0033]
Therefore, when the anion exchange resin A is regenerated in the anion regeneration tower 8, the alkali regenerant is supplied from the distributor 8A, and the wastewater is discharged from a drain pipe (not shown) at the bottom of the tower, and the anion exchange resin A is discharged. After the regeneration, the anion exchange resin A is washed with deionized water or the like to remove sodium hydroxide.
[0034]
The storage tank 9 is connected to the cation regeneration tower 7 and the anion regeneration tower 8 via a third resin transfer pipe 12, respectively. The third resin transfer pipe 12 branches so that one reaches the cation regeneration tower 7 and the anion regeneration tower 8, and each branch end is connected to the lower part of both regeneration towers 7 and 8, and the other is connected to the upper part of the storage tank 9. It is connected. When transferring the cation exchange resin C and the anion exchange resin A from the cation regeneration tower 7 and the anion regeneration tower 8 to the storage tank 9, respectively, the valves 12A and 12B of the third resin transfer pipe 12 are opened, and The cation exchange resin C and the anion exchange resin A are transferred into the storage tank 9 via the third resin transfer pipe 12 by the water such as demineralized water and the gas such as air supplied to the towers 7 and 8 respectively. is there.
[0035]
The storage tank 9 is connected to each of the desalination towers 2 via a fourth resin transfer pipe 13. One of the fourth resin transfer pipes 13 is connected to a lower part of the storage tank 9, the other side is branched so as to reach each desalination tower 2, and each branch end is connected to an upper part of each desalination tower 2. In the storage tank 9, the cation exchange resin C and the anion exchange resin A are mixed to adjust the mixed ion exchange resin CA. The mixed ion-exchange resin CA in the storage tank 9 is transferred to the empty desalination tower 2 through the fourth resin transfer pipe 13 by using water such as demineralized water and gas such as air supplied therein. It is.
[0036]
Further, in the present embodiment, the anion regeneration tower 8 and each of the desalination towers 2 are connected via a fifth resin transfer pipe (resin transfer pipe for anion exchange resin) 14, respectively. One of the fifth resin transfer pipes 14 is connected to the upstream side of the valve 12B of the third resin transfer pipe 12, and the other is connected to the fourth resin transfer pipe 13 and connected to each of the desalination towers 2. The anion exchange resin A in the anion regeneration tower 8 can be directly transferred into each desalting tower 2 alone via the resin transfer pipe 14. The cation exchange resin in the cation regeneration tower 7 is connected to each desalination tower 2 via a valve 12A, a valve 12B, a valve 14A, and a fifth resin transfer pipe 14, and the cation exchange resin is used alone in each of the desalination towers. 2 so that it can be directly transferred. Therefore, the anion exchange resin A in the anion regeneration tower 8 and the cation exchange resin C in the cation regeneration tower 7 are transferred into the desalination tower 2 via the fifth resin transfer pipe 14, and the anion exchange resin is transferred into the desalination tower 2 The lower layer 6B of the mixed ion exchange resin layer 6 composed of the resin A and the cation exchange resin can be formed.
[0037]
Next, an embodiment of a method for regenerating the ion-exchange resin in the desalination tower 2 that has reached the end point of water flow using the regeneration equipment 3 and filling the regenerated ion-exchange resin into the desalination tower 2 will be described. This will be described with reference to FIG. For example, when the desalination tower 2 shown on the right side of FIG. 1 reaches the end of water flow, the ion exchange resin is regenerated. First, the valve 10A is opened, and all the ion exchange resins in the desalination tower 2 are transferred to the cation regeneration tower 7 through the first resin transfer pipe 10. After the transfer of the ion exchange resin is completed, the empty desalination tower 2 is mixed with the mixed ion exchange resin CA in the anion regeneration tower 8 which has been regenerated and stored in advance by a method described later. The mixed ion exchange resin CA in the tank 9 is transferred and filled as described later, and condensed water is passed again. After transferring the ion exchange resin from the desalting tower 2, the anion exchange resin A is separated into an upper layer and the cation exchange resin C is separated into a lower layer in the cation regeneration tower 7 by backwashing. Next, the valve 11A is opened, and the separated anion exchange resin A is transferred to the anion regeneration tower 8 via the second resin transfer pipe 11.
[0038]
Thereafter, in the cation regeneration tower 7, an acid regenerant is supplied from the distributor 7A into the cation regeneration tower 7, the cation exchange resin C is regenerated, and the regenerated cation exchange resin C is washed to remove the acid regenerant. In the anion regeneration tower 8, an alkali regenerant is supplied from the distributor 8A into the anion regeneration tower 8, the anion exchange resin A is regenerated, and the regenerated anion exchange resin A is washed to remove the alkali regenerant. After completing these operations, a part of the cation exchange resin C in the cation regeneration tower 7 is transferred to the storage tank 9 via the third resin transfer pipe 12, and the anion exchange resin A in the anion regeneration tower 8 is also removed. The remaining part is transferred to the storage tank 9 via the third resin transfer pipe 12. Next, the remaining cation exchange resin C in the cation regeneration tower 7 is transferred to the anion regeneration tower 8 via the second resin transfer pipe 11 and mixed with the remaining anion exchange resin A in the anion regeneration tower 8. , As a mixed ion exchange resin CA. Further, in the storage tank 9, the cation exchange resin C and the anion exchange resin A after the transfer are mixed and adjusted as a mixed ion exchange resin CA, and each of the next desalination tower 2 (for example, the left desalination tower in FIG. 1) And stored as a mixed ion-exchange resin CA until transported. During this time, each mixed ion exchange resin CA is preferably washed at appropriate intervals.
[0039]
When the next desalination tower 2 reaches the end of water flow and the recharged ion exchange resin regenerated as described above is filled in the desalination tower 2, the used ions in the desalination tower 2 are filled. After removing the exchange resin from the desalting tower 2 to the cation regeneration tower 7 as described above, first, the valve 13B of the fourth resin transfer pipe 13 and the valve 14A of the fifth resin transfer pipe 14 are opened, and the inside of the anion regeneration tower 8 is opened. The mixed ion-exchange resin of the cation exchange resin C and the anion exchange resin A remaining in the deionizer 2 is transferred to the desalination tower 2 via the fifth resin transfer pipe 14 and the fourth resin transfer pipe 13 and filled therein. A lower layer 6B made of the mixed ion exchange resin CA is formed below the salt tower 2. Subsequently, the valve 14A is closed, the valve 13A of the fourth resin transfer pipe 13 on the storage tank 9 side is opened, and all the mixed ion exchange resins CA in the storage tank 9 are desalted through the fourth resin transfer pipe 13. Then, the mixed ion exchange resin CA is stacked on the lower mixed ion exchange resin CA layer previously filled with the mixed ion exchange resin CA. As a result, in the ion-exchange resin layer 6 in the desalination tower 2, the upper layer 6A is formed of the mixed ion-exchange resin CA, and the lower layer 6B has a different mixing ratio of the cation-exchange resin C and the anion-exchange resin A from the upper layer (cation-exchange resin). A mixed ion exchange resin CA (with a lower ratio of the exchange resin C) is formed, and the desalination tower of the condensate desalination apparatus specified in the present invention is constituted.
[0040]
FIG. 2 shows a regeneration facility of a condensate desalination apparatus according to another embodiment of the present invention, and shows a regeneration facility 20 of a two-column regeneration system. As shown in FIG. 1, the regeneration equipment 20 has a resin transfer pipe (fifth resin transfer pipe 14 in FIG. 1) for directly transferring the regenerated anion exchange resin A in the anion regeneration tower 22 to the desalination tower 2. Although not provided, all of the cation exchange resin C in the cation regeneration tower 21 and all of the anion exchange resin A in the anion regeneration tower 22 are once transferred to the storage tank 23 via the third resin transfer pipe 12. A sixth resin transfer pipe 30 (resin transfer pipe for anion exchange resin) provided with a valve 30A is connected to a substantially intermediate portion of the storage tank 23 (a position where only the separated anion exchange resin A can be transferred). The configuration is the same as that of the regenerating equipment 3 except that one of the sixth resin transfer pipes 30 is connected to the fourth resin transfer pipe 13.
[0041]
A method of filling the ion exchange resin using the regeneration equipment 20 shown in FIG. 2 will be described. In the case of this method, since the operation up to the regeneration is common to the operation in the regeneration equipment 3, only the filling operation after the regeneration will be described. In this embodiment, all of the regenerated cation exchange resin C regenerated in the cation regeneration tower 21 is transferred from the cation regeneration tower 21 to the storage tank 23 via the valve 12A and the third resin transfer pipe 12, and the anion is removed. All of the regenerated anion exchange resin A regenerated in the regeneration tower 22 is transferred from the anion regeneration tower 22 to the storage tank 23 via the valve 12B and the third resin transfer pipe 12, and both ions are exchanged in the storage tank 23. The resins C and A are filled. Next, in the storage tank 23, the cation exchange resin C and the anion exchange resin A are mixed by, for example, stirring by blowing air to reduce Na ions remaining in the anion exchange resin A. After this mixing operation, the cation exchange resin C and the anion exchange resin A are separated again by backwashing in the storage tank 23. As a method for transferring the ion-exchange resin after separation to the desalination tower 2, for example, the following method is available.
[0042]
That is, after the ion exchange resin is separated in the storage tank 23, first, a part of the anion exchange resin A is desalted from the storage tank 23 via the valve 30A, the sixth resin transfer pipe 30 and the fourth resin transfer pipe 13. The cation exchange resin is transferred to the tower 2 for filling, and a part of the cation exchange resin is transferred from the storage tank 23 to the desalination tower 2 via the valve 13A and the fourth resin transfer pipe 13 for filling and mixing in the desalination tower 2. Then, a lower layer 6B made of a cation exchange resin C and an anion exchange resin A is previously formed below the desalination tower 2. Next, the valves 13A and 30A are closed, the remaining cation exchange resin C after separation and the remaining anion exchange resin A after separation are mixed in the storage tank 23 to adjust the mixed ion exchange resin CA, and then the valve 13A is closed. Then, the mixed ion exchange resin CA is transferred from the storage tank 23 to the desalination tower 2 via the valve 13A and the fourth resin transfer pipe 13 to the desalination tower 2 and stacked on the already filled lower layer 6B. Is formed.
[0043]
FIG. 3 shows a regeneration equipment of a condensate desalination apparatus according to still another embodiment of the present invention, and shows a regeneration equipment of a single tower regeneration system. That is, the regeneration equipment 40 does not have a storage tank for the ion-exchange resin after regeneration in the regeneration equipment. As shown in the figure, the regeneration equipment 40 includes a single regeneration tower 41. Therefore, in the regeneration tower 41, a distributor 41A for supplying an alkaline regenerant on the upper part of the ion exchange resin layer, and a collector 42 for discharging the regeneration waste liquid near the separation boundary between the cation exchange resin C and the anion exchange resin A are provided. Further, an acid regenerant supply pipe 43 for supplying an acid regenerant is provided below the regeneration tower 41. In addition, the regeneration tower 41 and the desalination tower are connected by a first resin transfer pipe 44 so that the ion-exchange resin that has reached the water flow end point via the first resin transfer pipe 44 is transferred from the desalination tower to the regeneration tower 41. It is. Further, the lower part of the regeneration tower 41 and the upper part of each desalination tower are connected by a second resin transfer pipe 45, and the ion exchange resin regenerated in the regeneration tower 41 via the second resin transfer pipe 45 is transferred from the regeneration tower 41 to each It is transferred to a desalination tower. A substantially intermediate portion of the regeneration tower 41 (near the separation boundary between the cation exchange resin C and the anion exchange resin A) and the upper part of each desalination tower are connected via a third resin transfer pipe (resin transfer pipe for anion exchange resin) 46. Connected. In addition, 45A and 46A are valves.
[0044]
Next, a method for filling the deionized tower with the ion-exchange resin after regeneration using the regeneration facility 40 will be described. The method of regenerating the ion-exchange resin transferred from the desalting tower to the regenerating tower 41 is the same as the conventional method, and thus the description is omitted. To fill the ion exchange resin into the desalination tower, first, the valve 46A is opened, and a part of the upper layer anion exchange resin A in the regeneration tower 41 separated by the regeneration operation is regenerated through the third resin transfer pipe 46. The cation exchange resin C in the lower layer in the regeneration tower 41 is transferred to the desalination tower to form a lower layer made of the mixed ion exchange resin CA below the desalination tower in advance. Keep it. Then, the remaining cation exchange resin C and the remaining anion exchange resin A are mixed in the regeneration tower 41, and then the valve 45A is opened, and the mixed ion exchange resin CA is supplied to the regeneration tower 41 via the second resin transfer pipe 45. To a desalination tower, and laminated on a previously formed mixed ion-exchange resin CA to form an upper layer made of the mixed ion-exchange resin CA to form an ion-exchange resin layer.
[0045]
In the above-described method, first, the separated and regenerated anion exchange resin A in the regeneration tower 41 is transferred to the desalination tower. However, in the case of the method described below, first, the separated regeneration in the regeneration tower 41 is separated. It is also possible to mix the cation exchange resin C and the anion exchange resin A later by an air scrubbing operation or the like, and after this mixing operation, separate the cation exchange resin C and the anion exchange resin A again. Subsequent operations are the same as those described above. In the above example, a single-column regeneration system having no storage tank in the regeneration facility was described. However, in the case of a single-column regeneration system having a storage tank, both ion exchange resins regenerated in the regeneration tower were used. Once transferred to a storage tank, the two ion-exchange resins are separated in this storage tank, and then the regenerated ion-exchange resin is transferred in the same manner as when transferring the resin from the regeneration tower to the desalination tower as described above. May be transferred from the storage tank to the desalination tower.
[0046]
In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and a method for surely forming two mixed ion exchange resin layers having different mixing ratios of the cation exchange resin C and the anion exchange resin A. And the apparatus are included in the present invention as long as the requirements defined in the present invention are satisfied.
[0047]
【Example】
When using the condensate desalination apparatus according to the present invention, it is possible to suppress the leakage of organic substances from the anion exchange resin, and to prevent the leakage of organic substances from the cation exchange resin, and to pass the simulated seawater. In the seawater leak test, it was confirmed that mixing the cation exchange resin in the lower anion exchange resin layer could increase the time to reach the reference value, and the optimal cation exchange resin mixed in the lower anion exchange resin was confirmed. Since the ratio was found by a test, the test will be described below.
[0048]
Example 1
In this example, a new cation exchange resin (“Amberjet” (registered trademark, the same applies hereinafter) 1006: manufactured by Rohm & Haas Co.) and a new anion exchange resin (“Amberlite” IRA-900CP) are shown in Table 1. After regenerating each ion exchange resin under the conditions described above, the formation conditions of the upper and lower ion exchange resin layers were changed for each test section under the conditions shown in Table 2 in an acrylic column having an inner diameter of 20 mm and a length of 1500 mm. Then, pure water was passed at 45 ° C. from the inlet of the column under the water passing conditions shown in Table 3.
[0049]
At the column outlet, an outlet pipe, an ultraviolet irradiation device, and ion chromatography were continuously connected directly, and nitrate ions and sulfate ions were automatically measured by sequence control. The organic ions were determined by subtracting nitrate ions and sulfate ions before irradiation from ultraviolet rays from nitrate ions or sulfate ions after irradiation with ultraviolet light, and the test evaluation was performed using the concentration of organic ions after 24 hours of passing water. Organic sulfate ions indicate PSS, and organic nitrate ions indicate organic nitrogen compounds.
[0050]
Test zone 1: Table 2 shows the resin layer forming conditions in test zone 1. Anion exchange resin regenerated under the regeneration conditions shown in Table 1 was first filled in a column with 70 mL of anion exchange resin (layer height 200 mm), and anion exchange resin was exchanged with the cation exchange resin under the resin layer formation conditions shown in Table 2 above. The resin was filled in a mixed state to fill a layer height of 600 mm, and a water flow test was performed (total resin layer height of 800 mm). The results are shown in Table 4 and FIG.
[0051]
Test zone 2: In this test zone, the same ion exchange resin as that used in test zone 1 was regenerated under the same conditions, and then the same column used in test zone 1 was filled with the ion exchange resin. At this time, a cation exchange resin having a volume ratio of 10% (based on the total amount of the lower side) was mixed with the lower anion exchange resin under the resin layer forming conditions shown in the test section 2 in Table 2 to obtain a total amount of 70 mL (layer height 200 mm). , And a mixture of the cation exchange resin and the anion exchange resin shown in the upper part of the test section 2 in Table 2 was filled so as to have a layer height of 600 mm, and a water flow test was performed. The results are shown in Table 4 and FIG.
[0052]
Test zone 3: In this test zone, after regenerating the same ion exchange resin as that used in test zone 2 under the same conditions, the same resin was used in the same procedure and in the same column as used in test zone 2. An ion exchange resin was filled so as to have a layer height. At this time, in this test section, as shown in Table 2 test section 3, the cation exchange resin was mixed into the lower anion exchange resin layer at a volume ratio of 20% (based on the total amount of the lower side), and a water flow test was performed. did. The results are shown in Table 4 and FIG.
[0053]
Test zone 4: In this test zone, after regenerating the same ion exchange resin as used in test zone 2 under the same conditions, the same resin was applied to the same column as used in test zone 2 by the same procedure. An ion exchange resin was filled so as to have a layer height. At this time, in this example, as shown in Table 2 Test Section 3, a cationic resin was mixed into the lower anion exchange resin layer so as to have a volume ratio of 35% (based on the total amount on the lower side). A water test was performed. The results are shown in Table 4 and FIG.
[0054]
Test zone 5: In this test zone, after regenerating the same ion exchange resin as that used in test zone 2 under the same conditions, the same resin was used in the same column and in the same procedure as used in test zone 2. An ion exchange resin was filled so as to have a layer height. At this time, in this example, as shown in Table 2 Test Section 3, a cationic resin was mixed into the lower anion exchange resin layer so as to have a volume ratio of 65% (based on the total amount of the lower part) and passed through. A water test was performed. The results are shown in Table 4 and FIG.
[0055]
According to the results shown in Table 4 and FIG. 4, by mixing about 10% to 30% of the cation exchange resin into the lower anion exchange resin, the organic sulfate ions and the anion derived from the cation exchange resin during the passage of water. It was revealed that the amount of organic nitrate ion leaked from the exchange resin was effectively reduced. In particular, it has been clarified that the amount can be effectively reduced in the mixing region of about 20 ± 5%.
[0056]
Example 2
In this example, a new cation exchange resin ("Amberlite" (registered trademark, the same applies hereinafter) IR120BN: manufactured by Rohm & Haas) and a new anion exchange resin ("Amberlite" IRA-400T) are shown in Table 1. After regenerating each ion exchange resin under the conditions described above, the conditions for forming the upper and lower ion exchange resin layers were changed for each test section under the conditions shown in Table 5 in an acrylic column having an inner diameter of 20 mm and a length of 1500 mm. Then, the total resin layer height was set to 800 mm, and the lower layer height was changed as shown in Table 6, and a water flow test was performed under the water flow conditions shown in Table 6.
[0057]
In Test Zones 6 to 8, the seawater leak response time when the lower anion exchange resin layer height was changed from 0 to 200 mm was tested. The results are shown in FIG. The seawater leak response time decreased linearly as the layer height of the lower anion exchange resin increased. This indicates that the height of the upper mixed ion exchange resin layer is required to be equal to or more than a certain value.
[0058]
In Test Zones 9 to 12, seawater leak response time when a cation exchange resin was mixed in the lower anion exchange resin layer was tested. The results are shown in FIG. As the proportion of the mixed cation exchange resin increased, the seawater leak response time increased.
[0059]
From the results of Examples 1 and 2, it is considered appropriate that the mixing ratio of the cation exchange resin in the lower anion exchange resin is 10 to 30% by volume.
[0060]
[Table 1]
[0061]
[Table 2]
[0062]
[Table 3]
[0063]
[Table 4]
[0064]
[Table 5]
[0065]
[Table 6]
[0066]
[Table 7]
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of organic substances leaking from the ion-exchange resin of the condensate desalination apparatus into the treated water and improve the quality of the treated water. And condensate desalination equipment that can effectively prevent corrosion of high temperature and high pressure system components such as nuclear reactors of boiling water nuclear power plants and steam generators of pressurized water nuclear power plants A method for filling the resin can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equipment system diagram of a condensate desalination apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an apparatus system diagram of a regeneration facility of a condensate desalination apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an equipment system diagram of a regeneration facility of a condensate desalination apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of a cation exchange resin and the dissolution of organic ions.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the height of the lower resin layer and the water flow time.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of a cation exchange resin and the water flow time.
[Explanation of symbols]
1 Condensate desalination equipment
2 Desalination tower
3 Regeneration equipment
4 Inflow piping
4A, 5A, 10A, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B, 14A Valve
5 Outflow piping
6 ion exchange resin layer
6A Upper resin layer
6B Lower resin layer
7 First regeneration tower (cation regeneration tower)
7A, 8A distributor
8 Second regeneration tower (anion regeneration tower)
9 storage tanks
10 First resin transfer piping
11 Second resin transfer piping
12 Third resin transfer piping
13 4th resin transfer piping
14 Fifth resin transfer piping
20 Regeneration equipment
21 Cation regeneration tower
22 Anion regeneration tower
23 Storage tank
30 6th resin transfer piping
30A valve
40 Regeneration equipment
41 Regeneration Tower
41A Distributor
42 Collector
43 Acid regenerant supply piping
44 First resin transfer piping
45 Second resin transfer piping
45A, 46A valve
46 3rd resin transfer piping
