JP4781154B2 - 脱塩装置からイオン交換樹脂を取り出す方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電所に設置される復水脱塩装置などの脱塩装置において使用された結果、劣化して交換が必要となったイオン交換樹脂を、脱塩システムから取り出す方法、および、該方法を実施するために好適な取り出し装置に関する。

火力発電所や原子力発電所においては、貫流ボイラ、原子炉などのボイラで作られた蒸気は、タービン発電機を回して電気を作るために使用された後、復水器によって復水と呼ばれる水に戻され、再度ボイラの給水系統に戻されて循環使用される。
ボイラへの給水は、非常に高純度の純水であることが要求されるので、復水は給水系統に移送される前に復水脱塩装置によってアンモニア、鉄、銅、シリカ等の不純物が除去される。また、万一復水器の細管漏洩により海水が復水中に混入した場合、海水に由来する塩素イオン等を除去するために復水の全量もしくはそれに近い量が復水脱塩装置に通水される。

復水脱塩装置は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の混合物が充填された脱塩塔からなり、さらに、イオン交換樹脂を再生して再利用できるようにするための再生塔と、再生されたイオン交換樹脂を再使用に備えて貯蔵するための樹脂貯槽とを備え、これらが全体として脱塩システムを構成している。イオン交換樹脂の再生方法としては、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を単一の再生塔で再生する方法、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂をそれぞれに分離した後、それぞれ別個の再生塔で再生する方法などがある（特許文献１及び２参照）。
しかし、何れの再生方法の場合も、イオン交換樹脂は再生して再利用できるとしても、繰り返し再利用していると経時的に劣化するため、最終的には定期的に新品と交換する必要が生じる。

従来、劣化したイオン交換樹脂を新品と交換するために取り出す作業は、イオン交換樹脂を脱塩装置すなわち脱塩塔から再生塔に移送し、復水を再生塔からブローして除去した後、再生塔のマンホールから塔内に作業員が入ってバケツなどを用いて塔の外に取り出すことで行われていた。
しかしながら、再生塔の内部スペースは狭いため作業性が悪く、また、上述のような不純物を含むため作業環境上も好ましくなく、従来の方法では樹脂の取り出しに多大な労力と時間を要していた。

特開２０００−１３５４４４号公報 特開平６−２８５４６３号公報

本発明の目的は、脱塩システムから簡単にイオン交換樹脂を取り出すことができる方法、及び、その方法に使用する装置であって、既存の脱塩システムに簡単に設置及び撤去できるものを提供することにある。

本発明によれば、上記目的は、脱塩塔と、再生塔及び樹脂貯槽から構成され、イオン交換樹脂の循環再生が可能な復水脱塩装置において、前記脱塩塔からイオン交換樹脂を前記再生塔に移送するとともに該再生塔にてイオン交換樹脂をスラリー状に維持し、該再生塔に水中ポンプを配置し、該水中ポンプに連結された導管を介してスラリー状のイオン交換樹脂を外部に配置された濾過装置に移送することによりイオン交換樹脂を分離して回収することを特徴とする、脱塩装置からイオン交換樹脂を取り出す方法により達成される。前記再生塔から前記濾過装置へのイオン交換樹脂の移送は、水中ポンプを移送の当初のみ動作させ、その後は、前記導管を介したサイホン作用によって行うことが好ましい。

また、本発明によれば、上記方法を実施するための装置として、脱塩塔と、再生塔及び樹脂貯槽から構成され、イオン交換樹脂の循環再生が可能な復水脱塩装置に使用されるものであって、イオン交換樹脂の再生塔に設置可能な水中ポンプとそれに連結された導管とからなる移送装置と、該移送装置によって移送されたイオン交換樹脂を分離するための濾過装置とを備えてなる、イオン交換樹脂の取り出し装置が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記濾過装置は、前記移送装置によって移送されたイオン交換樹脂を受け入れる土嚢袋と、該土嚢袋から濾過された濾液を受け入れる水槽とを備えてなる。

本発明の方法によれば、再生塔に水中ポンプを配置し、該水中ポンプに連結された導管を介してスラリー状のイオン交換樹脂を外部に配置された濾過装置に移送することとしたので、再生塔に移送されたイオン交換樹脂を復水と一緒に取り出すことができ、再生塔から復水をブローする必要がなくなり、また、再生塔内部で作業する必要もなくなり作業環境の面でも好ましい。

また、本発明の装置は、導管によって相互に連絡された水中ポンプと濾過装置とからなるため、既存の脱塩システムに容易に設置して使用することができ、使用後の撤去も容易であり、特別な工事を必要とせずに用いることができ、また、取り出したイオン交換樹脂の廃棄も容易に行える。

以下、本発明の具体例を図面に基づいて説明するが、本発明は、図示の例のみに限定されるものではない。

図１は、一般的な脱塩システムの一例を概略的に示す系統図であり、数字１は脱塩装置としての脱塩塔、２は再生塔、３は樹脂貯槽を示す。脱塩塔１に充填されたイオン交換樹脂を再生する際には、ポンプ１０を作動させるとともに弁１１を開き、導管１２を介して復水タンク（図示せず）などから復水を脱塩塔１に供給することにより、導管２１を介してイオン交換樹脂を再生塔２へ移送する。そして、再生塔２で再生されたイオン交換樹脂は、ポンプ１０を作動させるとともに弁２２を開き、導管１３を介して復水を再生塔２に供給することにより、導管３１を介してイオン交換樹脂を樹脂貯槽３に移送する。そして、再生したイオン交換樹脂を樹脂貯槽３から脱塩塔１に充填する際には、ポンプ３０を作動させて、導管４１を介してイオン交換樹脂を脱塩塔１に移送する。

図１において、劣化したイオン交換樹脂を新品と交換する際には、上記の脱塩塔１から再生塔２への移送と同様に、ポンプ１０を作動させるとともに弁１１を開き、導管１２を介して復水を脱塩塔１に供給することにより、脱塩塔１に充填されていたイオン交換樹脂を導管２１を介して再生塔２へ移送する。この状態では、脱塩塔２に収容されたイオン交換樹脂は、復水中に適当な濃度で懸濁されたスラリー状に維持されている。

図２に示されるように、本発明によれば、劣化したイオン交換樹脂を再生塔２から取り出すために、水中ポンプ５１に導管５２の一端を連結し、導管５２の他端を再生塔２の外部に残した状態で、この水中ポンプ５１を再生塔２の中に配置する。再生塔２は、通常、側面にマンホール２３を備えているので、このマンホール２３を開放し、そこから水中ポンプ５１及び導管５２を再生塔２の内部に配置することができる。水中ポンプ５１としては、例えば、電圧１００V（交流）、３．２A程度の容量８０L／時間のものを使用することができる。導管５２としては、例えば、口径２５Aのものを使用できる。

また、再生塔２の外部には、濾過装置６を配置しておく。この濾過装置６は、イオン交換樹脂と復水とを分離することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、フィルタや遠心分離機などが使用できる。フィルタを用いる場合、イオン交換樹脂は通常粒径が１ｍｍ前後であるため、それよりも小さい粒径のものを通過させるものであればよい。

図示の例では、濾過装置６は、水槽６１と、水槽の開口部上方に適当な手段によって支持された浅底のパン６２と、このパン６２に載置された複数の土嚢袋６３とからなる。パン６２の底には開口部が形成されており、復水を水槽６１に回収できるようにしており、また、パン６２の側壁にはホース６４が連結されており、パン６２に必要以上の復水が貯留して溢れ出ないようにしている。また、水槽６１の下方には弁６６を備えた導管６５が設けられており、回収された復水を排水したり、復水系統などで循環使用できるようにしている。

かくして、水中ポンプ５１を動作させると、再生塔２の内部でスラリー状に維持されたイオン交換樹脂は、導管５２を介して濾過装置６の土嚢袋６３に移送され、土嚢袋６３でイオン交換樹脂が捕捉されるとともに、復水は濾液として土嚢袋６３から排出され、パン６２の底の開口部から水槽６１に回収される。かくして土嚢袋６３中にイオン交換樹脂が分離して回収される。一つの土嚢袋６３が一杯に充填された場合は、導管５２から排出されるイオン交換樹脂のスラリーを他の土嚢袋６３で受けるようにすればよい。充填された土嚢袋６３は適当な手段で開口を閉じ、イオン交換樹脂を包入したまま廃棄することができる。

図示の例のように、濾過装置６を再生塔２内のスラリーの液面よりも低く配置しておけば、水中ポンプ５１はスラリーの移送の当初のみ動作させればよく、その後は、導管５２を介したサイホン作用によって、水中ポンプ５１を停止した状態でもスラリーの移送を行うことができる。サイホン作用を利用すると、水中ポンプによってイオン交換樹脂を損傷させること無く移送を行えるので好ましい。

再生塔２内のスラリーは、通常、脱塩塔１から上記の方法で再生塔２に移送された状態の濃度で水中ポンプ５１によって十分移送できるが、使用する水中ポンプの能力や導管の径に応じて、復水を補充するなどの方法で所望の流動性を示す濃度に調製してもよい。
水槽６１に濾液として回収された復水は、上述のとおり、弁６６を開いて導管６５を介して排水したり、復水系統に循環させて再使用することができる。

上記のようにして劣化したイオン交換樹脂を取り出した後、新品のイオン交換樹脂をマンホール２３から再生塔２に補充することにより、イオン交換樹脂の交換が容易に行える。
作業終了後、導管５２を外方に引っ張ることによって水中ポンプ５１と導管５２は再生塔２から容易に撤去することができる。

本発明のイオン交換樹脂の取り出し方法及び装置は、発電所などで用いられる復水脱塩装置等の脱塩装置の保守に有用である。

本発明で使用する脱塩システムの一例を概略的に示す系統図である。 本発明の具体例を示す概略図である。

符号の説明

１…脱塩塔、２…再生塔、３…樹脂貯槽、６…濾過装置、１０…ポンプ、１１…弁、１２…導管、１３…導管、２１…導管、２２…弁、２３…マンホール、３０…ポンプ、３１…導管、４１…導管、５１…水中ポンプ、５２…導管、６１…水槽、６２…パン、６３…土嚢袋、６４…ホース、６５…導管、６６…弁。

Claims (4)

1. 脱塩塔（１）と、再生塔（２）及び樹脂貯槽（３）から構成され、イオン交換樹脂の循環再生が可能な復水脱塩装置において、
   前記脱塩塔（１）からイオン交換樹脂を前記再生塔（２）に移送するとともに該再生塔（２）にてイオン交換樹脂をスラリー状に維持し、該再生塔（２）に水中ポンプ（５１）を配置し、該水中ポンプ（５１）に連結された導管（５２）を介してスラリー状のイオン交換樹脂を外部に配置された濾過装置（６）に移送することによりイオン交換樹脂を分離して回収することを特徴とする、脱塩装置からイオン交換樹脂を取り出す方法。
2. 前記再生塔（２）から前記濾過装置（６）へのイオン交換樹脂の移送は、水中ポンプ（５１）を移送の当初のみ動作させ、その後は、前記導管（５２）を介したサイホン作用によって行われる請求項１に記載の方法。
3. 脱塩塔（１）と、再生塔（２）及び樹脂貯槽（３）から構成され、イオン交換樹脂の循環再生が可能な復水脱塩装置に使用されるものであって、イオン交換樹脂の再生塔（２）に設置可能な水中ポンプ（５１）とそれに連結された導管（５２）とからなる移送装置と、該移送装置によって移送されたイオン交換樹脂を分離するための濾過装置（６）とを備えてなる、イオン交換樹脂の取り出し装置。
4. 前記濾過装置（６）は、前記移送装置によって移送されたイオン交換樹脂を受け入れる土嚢袋（６３）と、該土嚢袋（６３）から濾過された濾液を受け入れる水槽（６１）とを備えてなる請求項３に記載の装置。

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