JPS58101707A - 電気透析式トリチウム分離方法および装置 - Google Patents

電気透析式トリチウム分離方法および装置

Info

Publication number
JPS58101707A
JPS58101707A JP57197826A JP19782682A JPS58101707A JP S58101707 A JPS58101707 A JP S58101707A JP 57197826 A JP57197826 A JP 57197826A JP 19782682 A JP19782682 A JP 19782682A JP S58101707 A JPS58101707 A JP S58101707A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
tritium
ions
water
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57197826A
Other languages
English (en)
Inventor
フイリプ・ジエイ・グラント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Babcock and Wilcox Co
Original Assignee
Babcock and Wilcox Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock and Wilcox Co filed Critical Babcock and Wilcox Co
Publication of JPS58101707A publication Critical patent/JPS58101707A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G21C19/30Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46Apparatus therefor
    • B01D61/48Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/06Column or bed processes during which the ion-exchange material is subjected to a physical treatment, e.g. heat, electric current, irradiation or vibration
    • B01J47/08Column or bed processes during which the ion-exchange material is subjected to a physical treatment, e.g. heat, electric current, irradiation or vibration subjected to a direct electric current
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体精無技術に関し、さらに詳しく一つと、
原子力発電所の一次冷却材ループから出る水および精製
およ−び濃縮を必要とするその他の  −陽イオンおよ
び陰イオンを含む流れを処理するイオン交換および電気
透析装置組合せに関する。
原子炉に発生される電力を制御するためには、炉心中を
流れる冷却水中に中性子吸収ホウ紫を溶解させるのが普
通である。ホウ素原子の核は、炉心内のフイツシ目ン過
程で発生される中性子のあるものを吸収し、それにより
、炉心内の中性子の数の制御された減少を通じて炉心が
発生するパワな調節する。この中性子吸収行程の結果と
して、中性子を吸収したホウ紫檀は、一般に、各々7の
原子質量数(リチウム7)をもつリチウム核すなわちリ
チウムアイソトープに崩壊する。
炉心の腐食を制御する九めIIcは、−次炉心冷却材ル
ープの水に水酸化リチウムを加えるOも普通である。こ
の使用のために選択されたリチウムアイソトープは、質
量数7をもつアイソトープであリ、そしてこの特定のリ
チウムアイソトープは、上述のホウ素の機能に相反する
ため、中性子を少ししか吸収せず、生ずる危険なトリチ
ウムの量は少ない。さらに、この点で、高度に富んだ形
式のこの特定のリチウムアイソトープは他のリチウムア
イソトープに比して不足して≠る。
原子炉の出力パワを調節するために一次冷却材のホウ素
の濃度を変える丸め、また炉心冷却材中の水酸化リチウ
ムの濃度を制御するため、種々のかなり手の込んだ技術
を使用するのが実際であった。普通これらの方法は、蒸
発器、結晶装置、沈*/脱除装置および同等物を使用し
た。これらの装置の性能は満足すべきものでなく、しば
しば発電所の動作は制限され、大規模亀変更が企画され
た。これら装置が不適当なために受妙る装置利用の費用
と損失は、避けざる重荷であり、明らかに大きな改善の
必要がある。
さらに、炉心における中性子照射の結果として、トリチ
ウム、すなわち水素の電アイソトープがしよび周囲に及
はす危険の同着がある。既存の原子力発電所におψては
、プラント領域からこの「トリチーム化水」を除去する
ためかなりの努力が費やされた。
放射性蒸水処理にイオン交換および電気透析技術を利用
する若干の研究が従来性なわれていた。、簡単にいうと
、この研究は、特定の室で塩が収集され、濃縮され、新
し一生成水が透過選択性の膜を介してイオン輸送により
発生される標準電気透析セル装置を含むものであった。
電気透析の目的のためには、ある種の物質すなわち膜が
陽イオンに対して選択的に透過性であり9、他の験が陰
イオンに対して透過遊であることが分った。ある麺境の
下では、イオンに富んだ水と負に′−電した陰極間に陽
イオン膜が挿入されると、正に*tiしたイオンが膜を
介して陰極に移動する。しかしながら、換は、膜を介し
て陰極に至る負に荷電したイオンの輸送を有効に阻止す
る。は!同様に、隘イオン膜は、負に荷電された陳イオ
ンが正に荷電された向における陽イオンの移動に対して
は障壁を提供する。イオンの除去および輸送を容易にす
るため、生成水流に混合床イオン交換樹脂が使用される
−一された廃棄物流は収集され、廃棄物処理のため固化
される。この装置は、1対の電極間に濃縮物室および生
成氷室が交互に挾まれたものより成る。
発生する化学的現象に関しては、以下の事項がX遅して
いる。簡単に≠うと、多くの酸および多くのj4JAは
、水中で成分イオンに分解する。水溶級中のホウ酸祉、
負に荷電されたホウ−イオンと正に4111された水素
イオンに分解される。すべての賀に荷電されたイオンは
「陰イオン」と称され、すべての正に#J寛されたイオ
ンは「陽イオン」と称される。
さらに、ある檎の形式の一11i/l:l陰イオンに対
してに柾力t−有し、他の樹脂は陰イオンに対して親和
力を有する。水からイオン化された物質を除去するのに
この知縁か利用された。かくして、イオ。
ンに蔦んた水は、亀イオン41Ii−および陽イオン樹
脂の混合床を通され、隙イオン411i脂が水から陰イ
オン樹脂を除去し、陽イオン樹脂が水から陽イオン樹脂
を除去する。
電気透析は、反対に全く違った方法である。普通、1対
の電極がイオンに富んだ水に浸され、これらの電極に反
対の゛電荷が与えられる。負に荷電された陰イオンは正
に荷電された陽極に向って移動しようとする。逆に、正
に荷電された陽イオンは、負に荷電された陰極に向って
移動りようとする。
次に1本発明につ−て概説する。
1例として、陽イオン膜および負に荷電された陰極間に
陽イオン樹脂床が配置され、陽イオン膜と正に荷電され
九陽極間に陰イオン11Fk1床が配置される。この例
示の構造を完成させるためには、さらに2つの膜が組合
せに加えられる。例えば、陰イオン樹脂床と正に荷電さ
れた陽極間に@イオン映が挿入される。逆に、陽イオン
樹脂床および負に荷電された陰極間には%陽イオン膜が
配置される。本発明のむの構造的特徴は、混合された樹
側床から非常に純粋な脱イオン水の連続流を生ずるだけ
でなく、隆イオン11に床を収納する陽“極液室から濃
縮された―の連続流を、陽極樹脂床を収容するmm液室
から濃縮されたアルカリの連続流を発生する。
酸および塩基のこの連続的生成は、もちろん、水の濃縮
された環流を生成するために陰イオンおよび陽イオンを
結合し九イオン交換および電気透析法を結合する以前の
努力に比して鋭一対照をなしてψる。
さらに詳しく−うと、炉心冷却水精製の間−に応用され
る本発明の代表的具体例は、純水ならびに濃縮されたホ
ウ酸および水酸化リチウムを生ずるだけでなく、中性子
吸収に続く一1θ価のホウ意義の崩壊を通じて発生され
る一7価のリチウムを取出°シ、粘物質として導入され
るこの希アイソトープを(ロ)収すると−う非常に有効
な効果を有する。さらに、このセル構造体に適当゛な物
質を加えることにより、濃縮され丸形式で後で廃棄のた
め、この物資によ抄本からトリチウムを優先的に抽出す
ることができる。
かくして、本発明の原理にしたがえば、イオンに富んだ
供給流体を、脱イオン液体、濃縮された犠および濃縮さ
れたアルカリに連続的に処理する技術が提供、される。
原子炉の炉心冷却材と関連して使用されると、本発明の
特徴を備える装置は、−7価のリチウムの回収およびト
リチウムの除去の利点を生ずる。
本発明を特徴づける種々の新規な特徴は、以下の詳細な
説明に詳しく指摘される。本発明、その動作上の利点お
よびその使用により達成される持重の目的は、本発明の
好まし≠具体例を例示する図面を参照してなせる以下の
説明により、一層よく理解されよう。
まず、4つO−にル10,11.12およヒ1′!Iの
配列を示す第1図を参照する。セル1oおよび12ij
主たる特徴において同一であ抄、セル11および13は
相互に類似であるが、後述のごとく、セル11および1
3は、セル1oおよび12からその構造部品の相対配置
が相異する。
セル10は、陽極室15に陽極14を有する。
例示されるように、陽極14Fi適当亀電all(図示
せず)に電気的に結合され、電極表面に正の電荷を生ず
る。
陽極室15Fi、陽イオン膜17により陽極液室16か
ら分離されて―る。上述のごとく、陽イオン物質@は、
正に荷電された陽イオンが験の一側から他似に秒′動す
るのを許容する。しかしながら、陽イオン膜は、負に荷
電された陰イオンが、膜の一側から糾の反゛対側に移動
するのを阻止する。1例として、マツタグローヒルブッ
ク社、ニューIEI −り、1973年発行のべり一等
著ケンカル・エンジニアリング・ハンドブック、第5版
の17−55 @IIC,数檀の代表的陽イオン製が列
挙されている。さらに、イオニツク社製陽イオン@6l
−CZL−183が本発明の目的に゛適当であることが
分った。
陽極峡室16は、は鵞矩形の角柱に充填された亀イオン
樹脂床20を含む。しかして、角柱の一軸は、陽イオン
唆17により形成される。陰イオン樹脂床20は、一般
に汚染隘イオンを優先的に吸収し、よ抄好まし一陰イオ
ンを解放する樹脂材料よシ成る球状ビード充填体である
。代表的には、ローン・アンド・ハース社の「アンバー
ライト」陰イオン樹脂IRN−78が本発明での使用に
適切である。@17かも離間されかつそれと平行の陰イ
オン膜′21は、陽極液室16の他側を形成する。険イ
オン物質または陽イオン物質のみしか吸収しな一樹脂床
は、しばしばモノイオン交換樹脂床と称する。予想され
るように、陰イオン膜は、負に荷電されたイオ/が験の
一側から他側に移動するのを許容する。しかしながら、
陰イオン膜は。
正に荷電された陽イオンが験の一側からその膜の他側に
移動することを許容しない。ケミカル・エンジニャズ・
ハンドブックの17−55頁には、多数の陰イオン膜も
列挙されており、イオニックス社0陰イ;ty910 
S −PZL −065カ、考察下の装置に使用できる
混合樹脂床24.B、、矩形の角柱状の供給人口室23
を充填する。混合床22の樹脂は、処理されつ−ある流
体に対してもつとも適当な形式のものである。いずれに
しても、混合樹脂床22は、陽イオンおよび隙イオンに
対して親和力を有し、溶鍛から両物質を除去する。第1
図に示されるごとく、混合IIII&床22祉、陰イオ
ンi[21と陽イオン−24との間に挾まれる。ローム
・アンド・ハース社より販売されている「アンバーライ
ト」混合床@MIII RN −150がこ−の記載の
目的に使用できる。
さらに、陰極液室25から供給入口室2sを分割する仕
切シを形成するのは、陽イオン膜24である。陰極液室
25内にお―ては、充填された樹脂ビードまたは同等物
の矩形の角柱状陽イオン4に側床26が、汚染陽イオン
を好まし一陽イオンに交換する。ローン・アンド・ハー
ス社の陽イオン樹廁■ルN−77は、容認できる結果を
もたらす代表的l11Ml11である。
適当な電−(図示せず)に電気的に結合された負に荷電
された陰極27は、隘イオン@ 3Oにより陰極液室2
5から分離されてお抄、また陽イオン樹脂床26により
陰イオン膜24から離間されてψる。このように、験3
0Fi、陰極液室25に対して陽イオン膜24に対して
平行立仕切りを形成する。
セル12は、セル10と構造が同一であることが思−起
こされよう。したがって、セル12Fi、正に荷電され
九陽極31を有し、これが、陽イオン@54により陽極
液室55の陰イオン樹脂床32から分離されて−る。さ
らに、陰極液室35は、陰イオン膜37によ抄供給室3
6の混合橘側床35から分離されている。
陰極液室40は、陰イオン膜41により供給室56f%
ら仕切られ、そして陽イオン@41および陰イオン喚4
5間に陽イオンtMMyi床42を挾む。
験45はまた、陽イオンW側床42および負に荷電され
た陰極44間に位置づけられている。
セル11社、構造的部材の相対配置か若干異なる。すな
わち、負に荷電された陰極27は、陰イオン膜46を介
して陽イオン4&I脂床45から分離される。陽イオン
膜47は、陰極液室50の賜イオン樹脂床45と、供給
室52の混合樹脂床51間に仕切抄を形成する。sIi
液室55が、陰イオン$54により供給室52に隣接し
て形成されて−る。酪イオyl154/d、供給室52
と陽極液室55間の仕切として働き、それにより陰イオ
ン樹脂床53Aを挾む。さらに、正に荷電され九陽極S
1は、陽イオン@55により陽極液室53から分離源れ
ている。
セル15は、セル11と同様の態様で配置されてψる。
例示のように、セル13は陰極液室56に有し、該室は
、陰イオン@6つにより負に荷電された陰極44かも分
離された陽イオン樹脂床57を含む。供給室61は、陰
極液室56と陽極液室62間に設置される。供給室61
は混合樹脂床63を収納しており、陽イオン@64によ
り陰極液室から分離され、そして腺イオン換65によ抄
陽極液室62から分離されている。さらに1この点に関
し、陽極液室62において、陰イオン樹脂床66が、陰
イオン膜および陽イオン116711IK挾まれて≠る
。陰イオン樹脂床66を正に荷電された陽極から分離す
るの一般に、電極i!社、硝酸のごとき希釈電解液の使
用により浄化される。しかし亀から、との装響にあって
は、各電′I#、室に混合床樹脂を合体し、セルから流
出する脱イオン化水流で浄化することができるととが示
された。電接ゆすぎ導管71け、ゆすぎ流体人ロア2、
陽1!14、!+1.70およθ陰優27.44および
ゆすぎ流体放出ロア5間に流体流路を形成し、もって陽
極および陰em造体から汚染物、ガスおよび同等物を放
出し、それにより装曾の有効性の維持を補助する。
供給流体は、供給筐体人ロア4を介して構造体に入り、
入ロア4Kll接する矢印74により指示される方向に
、供給入口室2g、導管75、供給室52.導管76、
供給11s6、導管77、供給室61および供給流体放
出導管80を含む波路を流れる。
第1図に示される本発明の実施例において、陽極液流体
は、陽極液入口導管81により装置11K入り、導管8
1KII接する矢印の方向に、陽極液室62、導管82
、陽極液1!35・、導管85、陽極液室55、導管8
4、I!極原液室14通って流れ、陽極液放出導管85
を介して装置から出る。
ll!1&液の流路は、陰極液入口導管86で始まり、
導管84KlllIする矢印の方向に1−極液室54、
導管87、陰極液室40、導管90、陰極液室50、導
管91、陰極液室25を通って流れ、陰極液放出導管9
2を介して1曾から出る。
それぞれのs極液および陰極液流に所望される化学的濃
度7アタタの程度にしたがって、壷式のセル形蒙を1つ
1列の流れ1鯉を設計しうる。同様に、混合床室から出
る流出液の所望される純度が、必要とされる直列の型装
置の数を決室するであろう。逆に、処理の必豐流れ容量
にし九がって、並列の流れ装置も設計しうる。
本発明の原理を採用する代表的装置の動作およびイオン
輸送機構をよシ詳しく理解する丸め、第2図を参照する
。との図は、供給入口室25、陰極液室25、陽極液W
116、陰極27および陽極14の一部を示す。陰イオ
ン1l121および陽イオンl1lK24間に閉じ込め
られ先混合樹脂床22は、一群のは鵞球状の陽イオン樹
脂ビード93および同様に献形された陰イオン11脂ピ
ード94、より成る。さらに、@極液室内においては、
本発明の特11KL九がって、陰イオン樹脂ビード95
より成る陰イオン樹脂床2oが、陰゛イオン膜21およ
び陽イオンM17関に挾まれている。
陰極液室25はまた、このwiK対する陽イオン樹脂床
24を形成する陽イオン樹脂床96の配列を含む。前述
のごとく、陽イオン*li#床26が陽イオン#24お
よび陰イオン膜間50KI!囲されている。しかして、
陰イオン#soは、負に荷電され九陰極27から陰極液
W125を分離する。
動作について説明すると、考察下にある本発明の特定の
例示に関して、イオン化されたホウ酸、H,BO,およ
びイオン化された一7価のリチウム水酸化物Li’OH
を含も供給流体が、矢印97の方向に供給人口mに流入
する。このイオン化された状11において、供給流体は
、正11C′i!f電された水素陽イオン(H+)およ
びリチウム(Li+)陽イオン、および負に荷電され九
ホウ酸陰イオン(BO−1BO,−およびBs O,−
’ )および水酸陰イオン(OH−)を含む。
ホウ酸イオンは、陰イオンビード94上の水酸化イオン
を置換することKよシ溶液から除去される。同様に1イ
オン化され九リチウムは、陽イオ、ンビード9S上のH
+イオンを置換する。陽イオン樹脂ビード93および陰
イオンWs21間の接触部、および陰イオン樹脂ビード
94および陽イオン−関の接触部で、水分子は解離し、
OH−およびH+を生ずる。これらの状況の下でOH−
イオンは正に荷電され九陽極14に向って移動する。
H+の方は、負に荷電され九陰極27に向って移動する
これらの移動中、これらのイオンは、樹脂ビー)’95
.94から相応するリチウムおよびホウ酸イオンを置換
し、それらの樹脂を電解的に再生する。置換されたリチ
ウム陽イオンは、樹脂ビード−および陽イオン#24を
介して電流の一部を運び、陰―液室25に集中する。さ
らに、水およびは、陰極27が浸漬される7ラツシング
流体から陰イオン膜30を介して移動する。これらの水
酸化イオンは、陰極液室25に集中する。しかして、該
室は、思い起こされるように陽イオン樹脂床26を含む
。水素イオンも陽イオン$24を介して移動し、陰極液
室2sK*まり、それにより水酸化イオンと結合して水
を形成する。陰極27における陰極反応の共通の結果は
、水素ガスの発生および水酸化イオンの形成である。叫
イオン膜24中のリチウムの移動および陽イオン膜24
中の水酸化イオンの移動の共通の結果は、水酸化リチウ
ムの形成である。陽イオン樹脂床26#i、最初リチウ
ムイオンで飽和し、そして溶液/樹脂平衡状11に達す
る。陽イオン膜24中を通過する追加の汚染陽イオンは
、陽イオン樹脂床26上に@収され、それKよ)陰極液
室25に水酸化リチウムの陽イオン精製溶液を提供する
。−7価のリチウムイオンは、炉心にお砂る中性子−ホ
ウ素反応の生成物であ)、そして濃縮された形のこの特
定ものであることが思い起ζされよう。本発明の実施に
したがえば、炉心冷却材に対する最初の装入水に加えら
れる一7価のリチウムアイソトープは保存され、中性子
一本つ素反応によ抄発生される追加のLi−マ屯蓄積さ
れる。これらの状況の下で、本発明の一部は、長期間に
わたりI、、−vの自足を可峠にする1e叶で亀く、若
干の金剰のL−vを生ずる。
は鵞同様に、ホウ酸および水酸イオyは、陰イオン樹脂
ピード94および陰イオン膠21を介して移動する。陰
イオン樹脂ビード94および陽イオン#24と水の接触
部103で1、水分子が解離して0H−1および)(−
1イオンを生ずる。これらの状況の下で、水酸化イオン
は陰イオン樹脂ビード94を介して移動し、ホウ酸イオ
ンを置換する。l1lll換されたホウ酸イオンは、樹
脂ビード鎖および陰イオン$l!21を介して電流の一
部を運び、それによりホウ酸イオンは険イオン室に集ま
る。
水およびli1極1極間4間陽極反応で発生される水素
イオンは、同時に陽イオン#17を通って陽極液1m!
14中に移動し、濃縮されたホウ酸(H,BO,)流を
形成する。水および陽極14間の陽極反応(電気分解)
は會た酸素ガスを発生し、そしてこのガスは、連@ブラ
ッシング動作によシ浄化される。
陰イオン膜21中の・ホウ酸イオンの移動および陽イオ
ン膜17中のH+イオンの移動の共通の結果は、陽極液
室116にホウ酸が形成されることである。陽極液室1
6は、思い起こされるように、陰イオン樹脂床20を含
む。陰イオン樹脂は最初ホウ酸イ、オンで飽和され、溶
液/III脂平衡に達する。陰イオンI!ji21中を
移動する追加の汚染物陰イオンは、陰イオン樹脂床20
で吸収され、それkより電解液室16にホウ酸の陰イオ
ン精製溶液を生ずる。
陰イオンおよび陽イオン汚染物が、それぞれの陰イオン
樹脂床2oおよび陽イオ/樹脂床26上で飽和レベルに
達すると、これらのイオンは、−極液室16および陰極
液1125の溶IIl流中に集まる。ttLが分析法に
よ)検出されると、セル#璽の極性は逆転され、電極1
4を一極に、電極27をS極に反転する。この極性反転
法は、陰イオン樹脂ビード95を6生し、同時に逃れた
汚染陰イオン社、陽極液1M16から陰イオンlI!2
1を介して供給室25に流れ、それによシこれらの汚染
陰イオンは、供給滴液流とともに装置から駆逐される。
同様に、極性反転動作中、陰極液室25に配置される陽
イオン樹脂ピード96は再生され、逃れた汚染陽イオン
は、電流の一部を陰極液室25から陽イオ、ン@24を
介して供給$2SFIC運び、それにより汚染物イオン
は、矢印97の方向に示されるように供給溶液流ととも
に装置かも駆逐される。
極性反転モードでない通常の動作中、供給入口室2Sか
ら出る流出物は本質的に脱イオン化水である。
従って、考察下にある本発明の特定め具体例にしたがえ
ば、普通のセル流路によシ、それぞれの室16.23お
よび25から濃縮されたホウ酸、脱イオン化水および濃
縮された水酸化リチウムの別儒の精製流よシ成る最終生
成物を発生する!続釣行稚が提供される。
1ちろん、上述のごとく、陽極および陰極は、不純物を
除去すべく連続的に洗浄され、電極反応から発生される
ガスも連続的に駆逐される。普通3ないし5重量%のホ
ウ酸が、陽極液室から流出する流体に維持され、−7価
のリチウム水酸化物の11000pp 〜50口opp
mが、陰極液室から出る流体に維持される。
フイツシ冒ン法ならびに炉心内の可溶化学物質との中性
子反応からトリチウムが発生されること、およびこの特
定の水素アイソドープが若干の蛙績および環境上の問題
を生ずることが思い起こされるであろう。
「トリチウム化水」(すがわち、元素水素のトリチウム
アイソトープが酸素と化学的に結合しI(水分子)の優
先的な交換がある形式の鉱物で&7察されている。この
奇異な現象は、クレーと関辿して特−に詔められている
。この実際の一部は完全に明らかでないが、一つの埋−
は、例えばカロリナイトクレーにおいて、トリチウムが
固定され友格子算域からアルミニウムを飯換し、そして
クレー横端体内のアルミニウム原子が固定領域から交換
Url#−埴に移動するということのようである。優先
的トリチウム分離法の効率は、イオン化および輸送行程
により増大しうる。
電気透析法は、さらに1イオン交換速度を増大するのに
使用できる方決である。第1図および第2図とpA′f
!Pシて上述したセル構造体は、電気透析の条件を設定
する。これらの状況の下で、ll!li2図に示される
混合樹脂床22に対してカオリナイトクレーまたは優先
的にトリチウムを吸収する適幽な*IJIiIのビード
と菅き代えると、トリチウム廃棄の間−を−拳化し、ト
リチウムを抽出およびその恢の使用に一層役立つ形式で
、炉心冷却材からトリチウムを連続的に抽出する改良さ
れた装置を提供しうる。
もちろん、求められる細麺の&J[にしたがって、より
多くのセルを第1図に示される配置に加えることができ
る。意図される特定の応用にしたがって、上述の特定の
実施例を特徴づける陽イオンおよび陰イオン樹脂の1ま
たは1il!数のものをセル構造体から除去し、あるい
は環境にしたがって父hrすることができる。
【図面の簡単な説明】
餉1図は本発明の原理を例示゛する装置の1鯖に1、第
2図は本発明を特徴づけると思われる炭象をν1j示す
る図である。 10.11.12.16:セル 14.31.70:陽極 15:vk極室 1.6:Ki極液室 17.24ニーイオン換 20:陳イオン樹側床 21.50°:lLj!イオン腓 22:混合樹脂床 25:供給入口室 25:隙極液室

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)供給入口声、該室の一側を形成する陰イオン膜、
    前記室の他側を形成する陽イオン膜および前記室内にあ
    って、水からトリチウムを愉先的に除去する物質とを含
    む水からトリチウムを除去するセル構造体。 (2、特許請求の範囲第1項記載の構造体において、前
    記物質がクレームを含むセル構造体。 (3)  特許請求の範囲第1項記載の構造体において
    、前記物質が力pリナイシクレーを含むセル構造体。 (4)  特許1111木の範囲第2項記載の構造体に
    おいて、前記クレーがアル文ニウムを含む結晶質構造を
    含むセル構造体。 (5)流体からトリチウムを分離する方法において、陽
    極に正電荷を供給する段階と、陰極に負電荷を供給する
    段階と、流体からトリチウムを優先的に吸収する物質床
    にトリチウムを含む流体を流す段階とを含むトリチウム
JP57197826A 1977-07-22 1982-11-12 電気透析式トリチウム分離方法および装置 Pending JPS58101707A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/817,952 US4148708A (en) 1977-07-22 1977-07-22 Combination ion exchange and electrodialysis fluid purification apparatus
US817952 1977-07-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58101707A true JPS58101707A (ja) 1983-06-17

Family

ID=25224280

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53088512A Expired JPS5927204B2 (ja) 1977-07-22 1978-07-21 イオン交換および電気透析組合せ液体浄化方法および装置
JP57197826A Pending JPS58101707A (ja) 1977-07-22 1982-11-12 電気透析式トリチウム分離方法および装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53088512A Expired JPS5927204B2 (ja) 1977-07-22 1978-07-21 イオン交換および電気透析組合せ液体浄化方法および装置

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4148708A (ja)
JP (2) JPS5927204B2 (ja)
AT (1) AT368400B (ja)
BE (1) BE868885A (ja)
CA (1) CA1100439A (ja)
CH (1) CH625970A5 (ja)
DE (1) DE2830972C3 (ja)
ES (1) ES471599A1 (ja)
FR (1) FR2397861A1 (ja)
GB (1) GB1603015A (ja)
IL (1) IL54924A (ja)
IT (1) IT1098667B (ja)
LU (1) LU80021A1 (ja)
NL (1) NL7806439A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534453A (ja) * 2003-06-23 2007-11-29 バッテンフォール アーベー ホウ素の分離および回収
JP2015530238A (ja) * 2012-08-27 2015-10-15 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 改良型の電気脱イオンモジュールおよび装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2520545A1 (fr) * 1982-01-27 1983-07-29 Framatome Sa Procede et dispositif de modification de la concentration du poison soluble contenu dans le fluide refrigerant du circuit primaire d'un reacteur nuclaire
WO1983003984A1 (en) * 1982-05-13 1983-11-24 Gerhard Kunz Method for the treatment of a liquid phase, particularly method for desalting aqueous solutions, as well as device for its implementation
US4636296A (en) * 1983-08-18 1987-01-13 Gerhard Kunz Process and apparatus for treatment of fluids, particularly desalinization of aqueous solutions
DE3423653A1 (de) * 1984-06-27 1986-01-09 Gerhard K. Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5628 Heiligenhaus Kunz Verfahren und vorrichtung zum zudosieren von ionen in fluessigkeiten, insbesondere waessriger loesungen
FR2571977B1 (fr) * 1984-10-23 1990-06-22 Framatome Sa Procede de separation de constituants d'un acide faible, notamment d'acide borique et membrane pour la mise en oeuvre dudit procede.
DE3926642C2 (de) * 1988-08-11 1998-02-26 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Gewinnung einer Säure aus ihrem Salz
WO1994019280A1 (en) * 1993-02-16 1994-09-01 Nauchno-Proizvodstvennoe Aktsionernoe Obschestvo 'ekostar' Process for obtaining lithium chloride from solutions and a device for carrying out the same
US5419816A (en) * 1993-10-27 1995-05-30 Halox Technologies Corporation Electrolytic process and apparatus for the controlled oxidation of inorganic and organic species in aqueous solutions
DE69532281T2 (de) * 1994-05-20 2004-09-30 United States Filter Corp., Palm Desert Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entionisierung mit polaritätsumschaltung und doppelumkehrung
DE4418812C2 (de) * 1994-05-30 1999-03-25 Forschungszentrum Juelich Gmbh Einfach- und Mehrfachelektrolysezellen sowie Anordnungen davon zur Entionisierung von wäßrigen Medien
KR0149288B1 (ko) * 1995-01-25 1998-10-15 윤덕용 붕산 분리용 음이온 교환막 추출기
DE19747076C2 (de) * 1997-10-24 2001-11-29 Enbw Kraftwerke Ag Kernkraftwe Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von ¶7¶Li oder Bor aus dem Primärkühlkreis eines Kernkraftwerks
DE19747077A1 (de) * 1997-10-24 1999-04-29 Enbw Kraftwerke Ag Kernkraftwe Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von ·7·Li aus dem Primärkühlkreis eines Kernkraftwerks
US6149788A (en) * 1998-10-16 2000-11-21 E-Cell Corporation Method and apparatus for preventing scaling in electrodeionization units
DE19951642A1 (de) 1999-10-26 2001-06-28 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren von kationischen Verunreinigungen und zum Dosieren von Lithium im Kühlwasser eines Leichtwasserreaktors und Kühlwassersystem eines Leichtwasserreaktors mit einer solchen Vorrichtung
ITTO20010848A1 (it) * 2001-09-05 2003-03-05 Eltek Spa Disposizione e metodo di purificazione o trattamento elettrochimico.
US7094325B2 (en) * 2002-02-02 2006-08-22 Ionics, Incorporated EDI and related stacks and method and apparatus for preparing such
US6808608B2 (en) * 2002-03-13 2004-10-26 Dionex Corporation Water purifier and method
US7959780B2 (en) 2004-07-26 2011-06-14 Emporia Capital Funding Llc Textured ion exchange membranes
US7780833B2 (en) 2005-07-26 2010-08-24 John Hawkins Electrochemical ion exchange with textured membranes and cartridge
CN105540763A (zh) 2005-10-06 2016-05-04 派克逖克斯公司 流体的电化学离子交换处理
CN100482594C (zh) * 2007-01-11 2009-04-29 吴祖成 一种无结垢并回收阴阳离子的电去离子净水装置及方法
KR101433086B1 (ko) * 2008-11-17 2014-08-25 록우드 리튬 잉크 수용액으로부터 리튬의 회수
US8715477B2 (en) * 2010-10-22 2014-05-06 Ionic Solutions Ltd. Apparatus and process for separation and selective recomposition of ions
CN103864249B (zh) * 2014-03-28 2015-06-24 中国科学技术大学 一种由盐湖卤水提取氢氧化锂的方法
US9757695B2 (en) 2015-01-03 2017-09-12 Pionetics Corporation Anti-scale electrochemical apparatus with water-splitting ion exchange membrane
CN111530292B (zh) * 2020-05-12 2021-12-14 上海统洁环保科技有限公司 一种制备电池级氢氧化锂的膜装置及方法
CN113707354B (zh) * 2021-08-18 2024-02-09 中国人民解放军63653部队 含239Pu、90Sr和137Cs的大体积放射性废液电化学分离固定方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB845653A (en) * 1958-03-12 1960-08-24 Permutit Co Ltd Improvements relating to electrodialytic cells
US3074865A (en) * 1959-05-18 1963-01-22 Gen Electric Methods of and apparatus for demineralizing raw water
GB1137679A (en) * 1965-02-24 1968-12-27 Wallace Tiernan Inc Procedures and apparatus for electrodialytic treatment of liquids
FR1547493A (fr) * 1967-07-25 1968-11-29 Perfectionnements apportés aux moyens pour enlever des ions d'une solution
US3869376A (en) * 1973-05-14 1975-03-04 Alvaro R Tejeda System for demineralizing water by electrodialysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534453A (ja) * 2003-06-23 2007-11-29 バッテンフォール アーベー ホウ素の分離および回収
JP2015530238A (ja) * 2012-08-27 2015-10-15 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 改良型の電気脱イオンモジュールおよび装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5927204B2 (ja) 1984-07-04
FR2397861A1 (fr) 1979-02-16
NL7806439A (nl) 1979-01-24
JPS5423082A (en) 1979-02-21
ES471599A1 (es) 1980-01-01
IL54924A (en) 1982-01-31
GB1603015A (en) 1981-11-18
DE2830972B2 (de) 1980-12-18
IT1098667B (it) 1985-09-07
DE2830972A1 (de) 1979-01-25
US4148708A (en) 1979-04-10
CA1100439A (en) 1981-05-05
CH625970A5 (ja) 1981-10-30
BE868885A (fr) 1978-11-03
ATA538178A (de) 1982-02-15
IL54924A0 (en) 1978-08-31
FR2397861B1 (ja) 1983-03-18
LU80021A1 (ja) 1978-12-12
IT7825512A0 (it) 1978-07-10
DE2830972C3 (de) 1981-10-15
AT368400B (de) 1982-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS58101707A (ja) 電気透析式トリチウム分離方法および装置
JP4374341B2 (ja) ホウ素の分離および回収
Cherif et al. Nitric acid and sodium hydroxide generation by electrodialysis using bipolar membranes
US3475122A (en) Recovery of sulfur dioxide from gas streams
US4596641A (en) Electrochemical deionization
Josefsson Determination of soluble carbohydrates in sea water by partition chromatography after desalting by ion-exchange membrane electrodialysis
JPH04215806A (ja) 分離方法
US4879006A (en) Liquid treatment process
Loza et al. Electrodialysis concentration of sulfuric acid
US3192143A (en) Electrodialytic demineralization of water
KR820001653B1 (ko) 원자로심의 냉각수를 정제하기 위한 셀(cell)구조체
EP0675761B1 (de) Verfahren und anlage zur behandlung einer wässrigen lösung durch ionenaustausch
Rockstraw et al. Use of electrodialysis to remove acid, salt, and heavy metal mixtures from aqueous solutions
KR820001652B1 (ko) 원자로심의 냉각수로 부터 삼중수소를 제거하기 위한 셀(cell)구조체
JP2014139530A (ja) 溶離液の再生方法及びその再生装置
US3337444A (en) Ion exchange apparatus for the modification of liquids
CA1287598C (en) Electrolytic process for producing extremely low chloride anion exchange resins
JPS61161500A (ja) 電解除染廃液処理方法
JP2938869B1 (ja) 放射性廃液の処理方法
JPS603593A (ja) 放射性金属廃棄物の電解除染方法
JPS59224598A (ja) 使用済イオン交換樹脂の電解再生法
SE419600B (sv) Jonbytar- och elektrodialyscell
EP0126170B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von SO2 aus SO2-haltigen Gasen
Turner et al. The EIX process for radioactive waste treatment
SU833292A1 (ru) Способ регенерации отработаннойСМЕСи иОНиТОВ