JPH047261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン交換樹脂が充填されているイオ
ン交換塔の側壁あるいは塔内に開設した移送口か
ら、当該移送口の上方部に存在するイオン交換樹
脂を正確に塔外に移送する方法に関するものであ
る。

イオン交換樹脂が充填されているイオン交換塔
の側壁あるいは塔内に開設した移送口から、当該
移送口の上方部に存在するイオン交換樹脂を塔外
に移送する操作が介在するイオン交換装置の代表
的なものに別塔再生を行なう復水脱塩装置があ
る。

すなわち通水塔から移送されてくる使用済みの
カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオ
ン交換樹脂を分離塔に充填し、当該分離塔でカチ
オン交換樹脂とアニオン交換樹脂を逆洗分離し、
次いで上層のアニオン交換樹脂を別塔に移送し、
両イオン交換樹脂を別塔で別々に再生する方式の
復水脱塩装置である。

このような復水脱塩装置の分離塔における移送
口の上方のイオン交換樹脂、すなわちアニオン交
換樹脂を別塔に移送する場合、従来では以下のよ
うな方法が行なわれている。

すなわち第１図に示したようにイオン交換塔１
内に形成されるカチオン交換樹脂２とアニオン交
換樹脂３の分離境界面４の位置に相当する箇所の
塔壁５にあらかじめ移送管６を連通して移送口７
を開設し、当該移送口７の上方部にあるアニオン
交換樹脂３を塔外に移送するにあたり、上部流入
管８から移送水あるいは圧縮空気を流入するとと
もに下部流入管９から移送水を流入して当該アニ
オン交換樹脂３を移送口７からスラリー状で塔外
に流出するものである。しかしながらこのような
従来の移送方法にあつては第２図に示したごとく
移送口７の下方部のイオン交換樹脂、すなわちカ
チオン交換樹脂２までが流出するとともに、アニ
オン交換樹脂３が若干残留するという欠点を有し
ている。この理由としては下部流入管９からも移
送水を流入するため充填樹脂層が僅かに膨張流動
し、このため膨張流動した移送口７下方近傍のイ
オン交換樹脂が移送口７に向かつて流れる水（矢
印線で示した）に乗つて移送口７から流出するた
めと、移送口７上方遠方にあるイオン交換樹脂、
すなわちアニオン交換樹脂３が残留し、この残留
したアニオン交換樹脂３が下部流入管９からの上
昇流により平らに均らされるからと考えられる。
なお移送口７を分離境界面４の位置よりやや下方
に開設したとしてもアニオン交換樹脂３が少量残
留するのは同じである。

一方第３図に示したごとく下部流入管９から移
送水を流入しないで、上部流入管８のみから移送
水あるいは圧縮空気を流入して前記移送口７の上
方部にあるアニオン交換樹脂３をスラリー状で塔
外に流出する方法もあるが、このような方法では
第４図に示したごとく移送口７下方のイオン交換
樹脂、すなわちカチオン交換樹脂２が流出しない
という利点を有するものの、移送口７上方遠方の
イオン交換樹脂、すなわちアニオン交換樹脂が移
送できず、移送口７を最下低部として安息角状に
傾斜してアニオン交換樹脂３が残留するという欠
点を有している。

また塔壁５に移送管６を貫通し、移送口７を塔
内に設けたとしてもイオン交換樹脂を移送するに
あたり、塔の上部および下部から流体を流入すれ
ば第５図に示したごとくアニオン交換樹脂３が残
留するとともに移送口７下方のイオン交換樹脂ま
でが流出するのは同じであり、さらに塔の上部か
らのみ流体を流入すれば第６図に示したごとく、
移送口７を最下低部として安息角状にアニオン交
換樹脂３が残留するのは同じである。

なお分離境界面４に相当する箇所に移送口７を
多数有するコレクターあるいは流出樋を塔内に設
けて、その上方のイオン交換樹脂を塔外に移送す
る方法も実施されているが、この方法は混合イオ
ン交換樹脂を逆洗分離する際に、コレクターある
いは流出樋の影響により分離境界面４が不明確と
なるという欠点を有しており好ましくない。

このように従来の移送方法においては移送口の
下方に存在するイオン交換樹脂は流出させず、か
つ移送口の上方に存在するイオン交換樹脂のみを
正確に塔外に移送するという目的を達成すること
ができず、そのため特に復水脱塩装置においては
残留するアニオン交換樹脂がカチオン交換樹脂の
再生剤であるたとえば塩酸に接触し、処理水に塩
化物イオンがリークするという欠点を有してい
る。

本発明は、従来の移送方法におけるかかる欠点
を解決し、移送口７の上方に存在するイオン交換
樹脂のみを正確に塔外に移送することを目的とす
るもので、イオン交換樹脂を充填するイオン交換
塔の側壁あるいは塔内に開設した移送口から、当
該移送口の上方部に存在するイオン交換樹脂を塔
外に移送するにあたり、イオン交換塔の下方部か
ら流体を流入することなく、イオン交換塔の上方
部のみから流体を流入してイオン交換樹脂を塔外
に移送する移送工程を行ない、かつ当該移送工程
の後半において、移送口を最下低部として傾斜し
て残留するイオン交換樹脂を、イオン交換塔の上
方部から供給するシヤワー水と圧縮空気によつて
崩しながら移送するシヤワー工程をすくなくとも
前記移送工程に介在させて移送することを特徴と
するイオン交換樹脂の移送方法に関するものであ
る。

以下に本発明を復水脱塩装置の分離塔を例にし
て工程ごとに詳細に説明する。

第７図は本発明の実施態様の一例のフローを示
す説明図であり、イオン交換塔１の上部に多数の
穴を有するデイストリビユータ１０を内設し、当
該デイストリビユータ１０と上部流入管８を連通
するとともに、イオン交換塔１の上部に空気流入
管１１を連通する。また逆洗分離して沈整するこ
とにより形成されるカチオン交換樹脂２とアニオ
ン交換樹脂３の分離境界面４に相当する箇所の塔
壁５に移送管６を連通して塔壁５に移送口７を開
設する。

本発明においては通水塔（図示せず）より移送
されてくる混合イオン交換を常法により逆洗分離
し、移送管６に付設した弁（図示せず）を開け上
部流入管８から移送水を流入する。なおイオン交
換塔下部からは移送水あるいは圧縮空気などの流
体を一切流入しない。

このような移送工程によりアニオン交換樹脂３
は移送口７から流出するが、最終的には第８図に
示したごとく移送口７を最下低部として安息角状
に傾斜してアニオン交換樹脂３が残留する。この
ような状態に至つたら、アニオン交換樹脂３の上
方部の塔内に水が多量にある場合は、第８図に示
したようにその水面１２がアニオン交換樹脂３の
やや上部に位置するまで、あるいはアニオン交換
樹脂３の上部が水面１２から露出するまで塔内の
水を移送口７から排出し、次いで上部移送管８か
ら水を流入するとともに空気流入管１１から圧縮
空気を流入するシヤワー工程を行なう。

このようにすると上部移送管８から流入する水
はデイストリビユータ１０によつて分散されシヤ
ワー状に塔内を落下し、あるいはアニオン交換樹
脂３を撹乱するので、残留するアニオン交換樹脂
３を崩し、樹脂面を平らにすると同時に、樹脂層
上面全体に移送口７へ向う表層流（第９図に矢印
点線で示した）を形成することができ、そして第
９図に示したごとく残留するアニオン交換樹脂３
を前記表層流によつて移送口７から徐々に表層の
樹脂粒子を掃き寄せるように流出させることがで
き、最終的にはアニオン交換樹脂３が全て流出す
る。

なお本発明のシヤワー工程において上部移送管
８から水を流入するとともに空気流入管１１から
圧縮空気を流入するのは、たとえば水だけを流入
すると前記水面１２が徐々に上昇するので、残留
するアニオン交換樹脂を塔上部からのシヤワー水
で崩し、かつ流動性を高めるという効果が期待で
きなくなり、また圧縮空気だけを流入すると水面
１２が徐々に低下し、追には水面１２が移送口７
と同レベルになることによりアニオン交換樹脂が
露出してしまい移送口７からアニオン交換樹脂３
を流出できなくなるからである。

したがつて本発明のシヤワー工程においては水
と圧縮空気の両方を流入することが必須である
が、その流量はたとえば水の場合は塔内断面積に
対してLV3〜６ｍ／ｈが適当であり、また圧縮空
気は塔内圧力0.8Kg／cm²Ｇ前後になるようにして、
LV3〜６ｍ／ｈが適当である。

なお上述した実施態様においては移送口７を塔
壁５に設けたものであるが、移送口７としては第
５図あるいは第６図に示したように塔内に設けて
さしつかえない。

またアニオン交換樹脂３を移送するにあたり、
最初から上部流入管８から移送水を流入するとと
もに空気流入管１１から圧縮空気を流入してもよ
く、このような移送を行なうとその移送の後半が
前述したシヤワー工程に相当することとなる。

以上説明したごとく本発明によれば従来では移
送口７を最下低部として安息角状に傾斜して残留
するアニオン交換樹脂３をイオン交換塔上方部か
ら供給するシヤワー水によつて崩しながら移送す
ることができるので移送口７の上方部にあるアニ
オン交換樹脂３を残留させることなく確実に塔外
に移送することができる。

なおカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
合イオン交換樹脂をイオン交換塔１に移送し、常
法により逆洗分離し沈整した後、イオン交換樹脂
に下降流の水を通水してイオン交換樹脂を圧縮す
る圧縮工程を行ない、次いで前述した移送工程あ
るいはシヤワー工程を行なつてアニオン交換樹脂
を移送することがより望ましい。

すなわちこのような圧縮工程により分離境界面
４の位置を再現性よく移送口７に相当する位置に
合致することができる。

以上説明した本発明の実施態様は復水脱塩装置
の分離塔を例にし、かつ分離境界面４の位置に移
送口７を開設し、当該移送口７の上方部のアニオ
ン交換樹脂３を塔外に移送するものであるが、本
発明はこれにかぎらずたとえば分離境界面４の前
後に移送口７を開設し、当該移送口７の間にある
カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を塔外
に移送する際にも応用することができる。

すなわち第１０図に示したごとくカチオン交換
樹脂２とアニオン交換樹脂３の分離境界面４の上
方部の塔壁５に移送管６を連通して移送口７を開
設するとともに、分離境界面４の下方部の塔壁５
にも移送管６′を連通して移送口７′を開設し、ま
ず前述した本発明の移送工程およびシヤワー工程
により、移送口７上方のアニオン交換樹脂３を移
送管６よりたとえばアニオン再生塔（図示せず）
に移送し、次いで第１１図に示したごとく同じよ
うに本発明の移送工程およびシヤワー工程により
移送口７′上方のアニオン交換樹脂３とカチオン
交換樹脂２を移送管６′よりたとえば滞留槽（図
示せず）に移送する。

このように分離境界面４を含む前後のアニオン
交換樹脂３とカチオン交換樹脂２を滞留槽に移送
し、アニオン再生塔に移送したアニオン交換樹脂
３とイオン交換塔１に残留させたカチオン交換樹
脂２のみを再生して混合し、通水に供すれば、よ
り確実に高純度の処理水を得ることができる。

また本発明の移送方法は復水脱塩装置の分離塔
にかぎらず移送口の上方に存在するイオン交換樹
脂を確実に塔外に移送する際に応用することがで
きる。

以下に本発明の効果を明確にするために実施例
を説明する。

実施例 内径2000mm、直線部高さ6000mmのイオン交換塔
に6280の強酸性カチオン交換樹脂アンバーライ
ト（登録商標）200Cと3140の強塩基性アニオ
ン交換樹脂アンバーライトIRA−900の混合樹脂
を充填した。なお当該イオン交換塔にはあらかじ
め分離境界面から100mm上方に相当する位置の塔
壁に内径67mmの移送管の下端面が位置するように
上部移送管を連通して上部移送口を開設し、さら
に分離境界面から100mm下方に相当する位置の塔
壁に内径67mmの移送管の上端面が位置するように
下部移送管を連通して下部移送口を開設した。

このようなイオン交換塔において常法により逆
洗分離、沈整を行なつた後、以下の本発明の移送
方法と従来の移送方法で移送を行なつた。

(1) 従来方法 イオン交換塔の下部からLV2.5ｍ／ｈの移送
水を流入し、同時に塔上部から1.3Kg／cm²Ｇの
圧縮空気をLV5ｍ／ｈで流入して上部移送口か
らアニオン交換樹脂を取りだし、次いで同じよ
うにイオン交換塔の下部からLV2.5ｍ／ｈの移
送水を流入し、同時に塔上部から1.3Kg／cm²Ｇ
の圧縮空気をLV5ｍ／ｈで流入して下部移送口
から分離境界面を含むアニオン交換樹脂とカチ
オン交換樹脂を取り出した。

(2) 本発明方法−１ イオン交換塔の上部から1.3Kg／cm²Ｇの圧縮
空気をLV5ｍ／ｈで流入してアニオン交換樹脂
面まで水抜を行ない、次いで塔上部に設けたデ
イストリビユータからLV5ｍ／ｈの水を流入す
るとともに、塔上部に設けた空気流入管から
1.3Kg／cm²Ｇの圧縮空気をLV5ｍ／ｈで流入し、
移送口を最下低部として安息角状に傾斜して残
留するアニオン交換樹脂を崩しながら移送する
シヤワー工程を介在させて上部移送口からアニ
オン交換樹脂を取りだし、次いで同じように塔
上部に設けたデイストリビユータからLV5ｍ／
ｈの水を流入するとともに、塔上部に設けた空
気流入管から1.3Kg／cm²Ｇの圧縮空気をLV5
ｍ／ｈで流入し、下部移送口から分離境界面を
含むアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を同
じように崩しながら取り出した。

(3) 本発明方法−２ 逆洗分離、沈整を行なつた後、沈整樹脂層に
イオン交換塔の上部からLV10ｍ／ｈの水を流
入して流出水を塔下部より排出する圧縮工程を
５分間行ない、以後は本発明方法−１と全く同
様な方法で移送を行なつた。

以上のような従来方法と本発明方法で移送を行
ない、移送後のイオン交換塔内の状態を観察した
ところ以下のような結果であつた。

従来方法においては下部移送口下端より80mm下
方までイオン交換樹脂が移送されたにもかかわら
ず、カチオン交換樹脂上に樹脂層高で20mmのアニ
オン交換樹脂が残留した。当該残留アニオン交換
樹脂量は63であり、これは移送前のアニオン交
換樹脂の２％に相当する。

一方本発明方法−１では下部移送口下端より45
mm上方までイオン交換樹脂が移送され、カチオン
交換樹脂上に極微量のアニオン交換樹脂しか残留
しなかつた。

また本発明方法−２では同じく下部移送口下端
より45mm上方までイオン交換樹脂が移送され、カ
チオン交換樹脂上にアニオン交換樹脂が全く認め
られなかつた。

なお本発明方法−１において上部移送口の上方
に存在するアニオン交換樹脂を移送するときは、
イオン交換塔の下部から移送水を流入するととも
にイオン交換塔の上部から圧縮空気を流入する従
来方法を実施し、下部移送口から分離境界面を含
むアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を移送す
るときのみ前述した本発明方法を実施したとこ
ろ、移送後のイオン交換塔内の状態は本発明方法
−１と全く同様であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はいずれも従来の移送方法
におけるフローおよび移送の状態を示すもので、
第１図および第３図はフローの説明図であり、第
２図、第４図、第５図、第６図は移送の状態を示
す切欠断面図である。また第７図ないし第１１図
はいずれも本発明の実施態様を示すもので第７
図、第８図、第１０図、第１１図はフローの説明
図であり、第９図は移送の状態を示す切欠断面図
である。 １……イオン交換塔、２……カチオン交換樹
脂、３……アニオン交換樹脂、４……分離境界
面、５……塔壁、６……移送管、７……移送口、
８……上部流入管、９……下部流入管、１０……
デイストリビユータ、１１……空気流入管、１２
……水面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン交換樹脂を充填するイオン交換塔の側
   壁あるいは塔内に開設した移送口から、当該移送
   口の上方部に存在するイオン交換樹脂を塔外に移
   送するにあたり、イオン交換塔の下方部から流体
   を流入することなく、イオン交換塔の上方部のみ
   から流体を流入してイオン交換樹脂を塔外に移送
   する移送工程を行ない、かつ当該移送工程の後半
   において、移送口を最下低部として傾斜して残留
   するイオン交換樹脂を、イオン交換塔の上方部か
   ら供給するシヤワー水と圧縮空気によつて崩しな
   がら移送するシヤワー工程をすくなくとも前記移
   送工程に介在させて移送することを特徴とするイ
   オン交換樹脂の移送方法。 ２ 移送工程を行なう前に、イオン交換樹脂に下
   降流の水を通水してイオン交換樹脂を圧縮する圧
   縮工程を行なう特許請求の範囲第１項記載のイオ
   ン交換樹脂の移送方法。