JPS621425A

JPS621425A - 濾過脱塩装置

Info

Publication number: JPS621425A
Application number: JP60137568A
Authority: JP
Inventors: Mitsushige Nakamura; 中村　充栄
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1987-01-07
Also published as: DE3620660A1; US4750998A; DE3620660C2

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】「産業上の利用分野」太を日日は一里一の宮呂内に榊償フｌ　）Ｌ／々七脱塩
塔との両方の機能を備えた濾過層を収納するよ巧にした
濾過脱塩装置に関するものである。

「従来技術とその問題点」原子力発電プラント、火力発電プラント、水蒸気発生ボ
イラプラント等に使用されている各覆審器、配管等の鉄
屑構造物では、復水等の流体により鉄鋼構造物が少しず
つ腐食することによって、酸化鉄（Ｆ　ｅｇｏ　３．　
Ｆ　ｅｓｏ　４等）の粒子等の腐食生成物（以下クラッ
ドという）が発生して、該クラッドにより管路が徐々に
狭められる現象や、酸と塩基の中和反応によって生じた
いわゆる塩が、流体中に融解することにより強電解質化
して、配管を腐食する現象が起こる。

前記クラッドの濾過除去には、例えばＮＨｉフィルタが
、また、塩の除去には脱塩塔が使用されるが、従来は、
それを別個の独立した機器として、並列に設置すること
により使用されてきた。その理由はいくつか考えられる
が、例えば、次のようなものである。

■電磁フィルタの耐圧容器は非磁性鋼であることが必要
であり、その外周に水冷励磁コイルや、強磁性のヨーク
等を取り付ける。他方、脱塩塔の容器は、強度を確保す
るために炭素鋼で作られるため異材質となり、組み合わ
せをしようとすると、溶接組立等のコスト上昇を招き易
い。

■電磁フィルタは、耐圧容器の径を大きくすると、濾過
エレメントの形状が平板状となって、その励磁に大電力
を必要とする。したがって、経済性を満足させる径が定
まり、前記脱塩塔の径と整合させることが困難である。

一方、本発明者は、第６図に示すような磁気フィルタ　
（実開昭５８−５３２１０号）を開発して、前記クラッ
ドを効率良く除去するとともに、設置面積を少なくし得
るようにした。該磁気フィルタにあっては、液入り口５
及び液出口６を有する容器Ｉに、内管４Ｉの一部を液密
に貫入させて設け、該内管４１の貫入部の端部を閉止部
４２により閉鎖するとともに、内管４１内を除く容器ｌ
内に強磁性材料により形成された濾過層エレメント９を
収容し、内管４１内に、永久磁石１１を上下移動自在に
収容した構造となっている。また、内管４１は非磁性材
、閉止部４２は強磁性材とされるとともに、内管４１の
下部に位置しているガイド部４３は強磁性材によって内
管４■と一体に構成されている。さらに、前記濾過層エ
レメント９は、上下に離間するとともに、内管４１を貫
通状態としている両継鉄兼整流板４４の間に充填されて
おり、該両継鉄兼整流板４４の流通孔を濾過層エレメン
ト９より小さくして、流出の防止を図って移動を拘束し
た状態となっている。そして、磁石駆動装置２１により
永久磁石１１を駆動して内管４１の中に挿入し、濾過層
エレメント９を磁化せしめた状態で、原子炉水等の被処
理液を液入り口５から容器■の中に送り込み、クラッド
を濾過層エレメント９により吸引捕捉するものである。

また、吸引捕捉されたクラッドを分離して取り出す場合
は、磁石駆動装置２１により永久磁石■１を下方位置に
下げてガイド部４３まで移動させ、濾過層エレメント９
の磁化を解除した状態としておいて、容器Ｉの中に洗浄
水を送り込んで、濾過層エレメント９から磁気を失った
クラッドを釈放させ、洗浄水とともに液出口６から容器
１の外に取り出すようにしているものである。

しかしながら、この技術では、上下に積み重ねることを
前提としていないため、例えば、前記脱塩塔と積み重ね
ると、高さ寸法が非常に大きなものとなる。

したがって、２つの機能を必要とするときは、それぞれ
別の場所に設置するか、あるいは、近接状態に横に並べ
ることとなり、電磁フィルタまたは磁気フィルタと脱塩
塔との間を、配管等により接続することを余儀なくされ
、設備の大型化や据え付は面積の増大を招く等の問題点
があった。

「発明の目的とその達成手段」本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、従来技術
の問題点を有効に解決することを目的とするものである
。

これらの目的を達成するため、本発明における濾過脱塩
装置は、容器の内部に被処理液入り口に連通オＡ）−空
容ン液出口ｌこ遣涌オＡ下窃當２にズ画するスクリーン
本体を設け、該スクリーン本体と前記液出口との間に、
上空室を区画するイオン交換濾過層を設け、前記スクリ
ーン本体の上に磁化時に磁気濾過層を形成する濾過層エ
レメントを上方解放状態に配設するとともに、スクリー
ン本体にこれを貫通して上方に突出した非磁性体からな
る磁石挿入筒を設け、該磁石挿入筒に挿入状態のときに
前記濾過層エレメントを磁化するとともに非挿入状態の
ときに磁化を解放する磁石を上下移動可能に設けたもの
である。

「作用」永久磁石を磁石挿入筒に挿入した状態のときは、自然堆
積状態となっている濾過層エレメントの上層部分の近傍
に磁場が形成され、濾過層エレメントを磁化した状態と
する。被処理液を液入り口から容器の中に送り込むと、
クラッドは、スクリーン本体の磁気濾過層を通過する際
に、磁化されている濾過層エレメントの磁着作用により
捕獲される。次いで、磁気濾過層の下部に位置している
イオン交換濾過層により、溶存しているイオン状物質が
吸着除去され、この際に、磁気濾過層とイオン交換濾過
層とが上下に近接して、容器内の全断面で対向するため
、流体の圧力損失を少なくして濾過するるとともに、被
処理液を上から下に直線的に通過させて、液出口から容
器の外に排出するものである。

一方、永久磁石を下方に移動させて磁界を消滅させて濾
過層エレメントの磁化を解放させた状態としておいて、
スクリーン本体の下方から洗浄液等を送り込むと、磁気
濾過層が流動化してスクラビング作用が生じ、エレメン
トの全表面が洗浄液等と接触し、エレメントの表面に付
着している磁気を失ったクラッドは、分離して洗浄液等
とともに容器の外に取り出される。また、逆洗浄停止後
は、流動層となっていた濾過層エレメントが、再び沈降
して自然に堆積することにより、元の状態に復元する。

さらに、永久磁石は、容器を貫通しているロッドにより
直接的に上下移動させられ、これらの上下移動時に、磁
極が周囲の非磁性体である磁石挿入筒に接触しても、い
わゆる接触減磁作用の発生がない。

また、イオン交換濾過層は、磁気フィルタ部分と同様に
逆洗状態として、イオン交換樹脂粒を流動化して容器の
外に取り出し、薬品等により処理して再生する。そして
再生した樹脂は、容器の中に送り込んで堆積させること
により、イオン交換濾過層を形成することができる。

「実施例Ｊ以下、本発明の濾過脱塩装置の一実施例を第１図ないし
第５図に基づいて説明する。

第１図に示すように、容器・ｌの内部は、第１のスクリ
ーン本体２によって上空室３と上空室４とに区画される
とともに、それぞれ被処理液が供給される液入り口５と
処理済み液が排出される液出口６とを有しており、該ス
クリーン本体２と前記　　。

液出口５との間に、上空室４を区画するイオン交換濾過
層７が設けられ、上半分が磁気フィルタの機能及び下半
分が脱塩機能を有するように設定されている。

まず、磁気フィルタの機能を有する部分について説明す
ると、前記スクリーン本体２の上には、磁化時に磁気濾
過層８を形成する濾過層エレメント９が上方解放状態に
配設されるとともに、これらを貫通するとともに、容器
１の上鏡部に対しても貫通している非磁性体からなる磁
石挿入筒１０が容器１の内部に対して液密状態に、即ち
、その下部が閉塞された有底筒状をなして複数段けられ
、該磁石挿入筒１０の内部には、挿入状態のときに前記
濾過層エレメント９を磁化するとともに、非挿入状態の
ときに磁化を解放する永久磁石１１が上下移動可能に設
けられる基本構成である。

そして、前記スクリーン本体２は、全体として容器ｌの
内部に水平に架設されるものであり、容器１に、格子板
１２がその下部まで各磁石挿入筒ｌＯを貫通状態とする
ように第３図に示す如く取り付けられ、該格子板Ｉ２の
上面には、各磁石挿入筒ＩＯの間（第３図参照）を仕切
る隔離板１３が載置され、該隔離板１３には４個の穴１
４が明これを覆うようにスクリーン板１５が第５図に示
す如く取り付けられた構造である。該スクリーン板！５
は、濾過層エレメント９の粒（例えば０゜５〜２ｍｍ程
度）が、通り抜けない程度の小さなスリットあるいは網
目を有するとともに、第２図及び第４図に示すように４
個の磁石挿入筒１０の中心位置に取り付けられている。

また、前記磁気濾過層ＩＯの上方位置には、リング状側
壁１６の中を複数分割するように仕切り！７が第２図及
び第４図の如く配設され、該仕切りＩ７は、複数の磁石
挿入筒１０の各上部位置の間を正方形状に連結するよう
に区画して、上下方向に沿う挿通路１８を形成しており
、該挿通路１８と前記スクリーン板１５とを上下対向状
態とするものである。

前記磁石挿入筒１０の下部周囲には、格子板１２の下方
位置に永久磁石１１の磁路を形成するための強磁性体か
らなるハウジングＩ９が備えられて、該磁路の切り替え
は外部から作動させられるす−ｎ１づ慴血１即ち、永久磁石１１と一体のロッド２０が容器ｌの上鏡
部から第１図に示す如くそれぞれ外方に引き出されて、
磁石駆動装置２１に連結されるとともに、各永久磁石１
１が１度に作動されるようになっている。該磁石駆動装
置２１は、各ロッド２０の先端部に一体に取り付けられ
ている昇降台２２と、該昇降台２２を上下移動可能に支
持しているガイド２３と、該ガイド２３の上下位置を設
定するための例えばウオームギヤジヤツキ、モータ等の
駆動源２４と、該駆動源２４と昇降台２２とを連結して
いる駆動軸、減速機、ギヤ等からなる伝達機構２５とか
ら構成されている。

また、前記液入り口５と上空室３との間には、上部スク
リーン２６が設けられ、該上部スクリーン２６は府述の
スクリーン板１５と同様に濾過層エレメント９が通り抜
けない程度に設定されている。さらに、前記上空室４に
は、濾過層エレメント９を洗浄する際に使用される逆洗
水入り口２７と、逆洗空気入り口２８とが配設される。

一方、前記イオン交換濾過層７は、スクリーン本体２と
前記液出口６との間の上空室４を区画する鏡状支持板２
９が設けられるとともに、該鏡状支持板２９の上にイオ
ン交換樹脂粒の充填層３０が形成されて、濾過液を鏡状
支持板２９の多数のストレーナ３１を経由して、その下
部の集水室３２に落とし込み、渦巻防止堰３３から液出
口６へと排出する構造である。また、上空室３には、容
器ｌの中にイオン交換樹脂粒を供給するための樹脂入り
口３４が設けられ、鏡状支持板２９の中央から容器ｌの
下鏡部にかけて、これを貫通する樹脂出口３５が設けら
れ、かつ、容器１の下鏡部に空気入り口３６が設けられ
て、高圧空気を容器１の中に送り込んで充填層３０を流
動化する構造となっている。

なお、図中符号３７は、容器１を支持しているスカート
、符号３８はスカート３７の部分に明けられたマンホー
ルである。

このような構造を有している濾過脱塩装置は、濾過層エ
レメント９を磁石挿入筒１０の上方位置まで、第１図に
示すように充填しておいて、磁石駆動装置２１を運転し
、永久磁石１１を磁石挿入筒ＩＯに挿入すると、自然堆
積状態となっている濾過層エレメント９の上層部分と下
層部分との間に、永久磁石１１の磁路ができ、この間が
磁化されてスクリーン本体２の濾過層エレメント９が磁
気濾過層８となる。この場合における磁場は、第１図に
示すように永久磁石１１のほぼ上半分、つまり上方の磁
極を磁気濾過層８の中に挿入した状態であり、永久磁石
１１の下方の磁極をハウジング１９の中に残した状態で
ある。したがって、磁場は、永久磁石１１の上方の磁極
とハウジング１９の上端部との間に発生し、該磁場によ
り磁気濾過層８の各濾過層エレメント９が磁化されるこ
とになる。

このとき、濾過層エレメント９は、相互の磁着作用によ
って上下方向の密度が自然堆積状態よりも高まり、また
、濾過層エレメント９が、当初の状態において第１図に
示すように、磁石挿入筒１０の周囲に充填されていると
、磁化時に密となる−　　３−　　）−１−１１ｒｒ　
ｂｋ　Ｊｅ　　ｈ　　１１１　九　Ｉｒ１ｆ　：Ａ−Ｌ
　　−ｊ−Ｊ、、＋Ｚ　　／＋）　Ｑ〜士ることができ
るので、磁気濾過層８の密度が均一化される。

この磁気濾過層８に被処理液を送り込み、その中に含有
しているクラッドを吸引捕捉させる。このとき、液入り
口５から容器１の中に第１図の矢印で示すように送り込
まれた被処理液は、上部スクリーン２６から、上空室３
に矢印で示すように送り込まれ、さらに、仕切り１７の
各挿通路１８により複数に分流されて、磁気濾過層８の
各部においてほぼ均一な流れによってクラッドの吸引捕
捉を促進した後、各スクリーン板１５を経由して、上空
室４の全断面において矢印で示すように下方への流れと
なり、イオン交換濾過層７に送られることによって、ク
ラッドが除去された状態の被処理液に溶解している塩分
が、充填層３０で捕捉される。したがって、充填層３０
からストレーナ３１を経由して、集液室３２に集められ
た処理液は、濾過及び脱塩処理によって、清浄水となっ
て液出口６から容器１の外に第１図矢印のように排出さ
れることになる。

一方、永久磁石１１を磁石挿入筒工０により誘導して下
方位置まで下げると、永久磁石１１がハウジング１９の
中に収容されるため、磁路が上方の磁極からハウジング
Ｉ９の側壁を経由することになって、磁気濾過層８に磁
束が交差せず、したがって、濾過層エレメント９は、磁
化の解放により自由に移動できる状態となる。

そこで、容器Ｉの中に逆洗水入り口２７から第１図に破
線の矢印で示すように洗浄液を送り込むとともに、逆洗
空気入り口２８から高圧空気を送り込む逆洗生状態とす
ると、上空室４に送り込まれた洗浄液及び高圧空気は、
スクリーン本体２を上昇することにより、磁化が解放さ
れている濾過層エレメント９を流動層として疎の状態と
なるとともに、濾過層エレメント９の攪拌作用が生じ、
個々の濾過層エレメント９の全表面が洗浄液と接触して
、濾過層エレメント９の表面に付着している磁気を失っ
たクラッドを分離して、洗浄液とと乙に液入り口５から
容器ｆの外に取り出すことが可能となる。このような逆
洗生状態においては、濾過層エレメント９が流動化した
ときに、仕切り１７の挿通路１８の範囲内で主とした攪
拌作用が生じるので、流動化の促進による洗浄作用が頻
繁になるとともに、濾過層エレメント９が他の位置に飛
散する現象の発生を抑制するものである。上部スクリー
ン２６は、逆洗浄の際に、濾過層エレメント９が液入り
口５を経由して、容器１の外に流出するのを防止してい
る。なお、このいわゆる磁気フィルタ部分の逆洗浄時に
は、脱塩側の配管ラインを遮断しておく。

次いで、逆洗浄を停止すると、流動層となっていた濾過
層エレメント９が、再び沈降して自然に堆積するが、こ
の際に濾過層エレメント９が仕切りＩ７の挿通路１８に
よって下方に誘導されて元の位置に戻るため、堆積を均
一化する作用により、濾過層エレメント９の飛散防止が
なされるのである。

さらに、説明を補足すれば、永久磁石１１の上下移動を
行なう場合において、磁石駆動袋Ｒ２１は、ロッド２０
の上下方向の直線移動により、各永久磁石ＩＩを駆動し
ているため、全永久磁石ＩＩが昇降台２２と一体移動し
て、磁石相互の移動むらを生じることが少なく、磁化及
び非磁化の切り替えを確実に実施することができ、また
、永久磁石１１は非磁性体である磁石挿入筒１０ζこよ
って誘導されるため、そのストロークの範囲で磁極が磁
石挿入筒ＩＯに接触しても、強磁性体との接触によるい
わゆる接触減磁作用の発生を生じることがない。

一方、イオン交換樹脂粒を再生するときは、液出口６か
ら清水を、空気入り口３６から高圧空気をそれぞれ集液
室３２、各ストレーナ３１を経由してイオン交換濾過層
７に送り込んで、充填層３０を流動化して、イオン交換
樹脂粒を樹脂出口３５から容器Ｉの外部に取り出して、
薬品等により処理して再生する。そして、再生した樹脂
を流体（水等）とともに樹脂入り口３４から鏡状支持板
２９の上に送り込み、その上に堆積させることによりイ
オン交換濾過層７を繰り返し構成するよう「発明の効果
」以上説明したように、本発明の濾過脱塩装置は、共通の
容器の内部に、これを区画するように磁気フィルタの部
分を構成する濾過層と、脱塩機能の部分を構成するイオ
ン交換ａ過層とを設け、濾過層は、スクリーン本体の上
に磁化される濾過層エレメントを上方解放状態に配設す
るとともに、スクリーン本体を貫通して上方に突出して
いる磁石挿入筒に永久磁石の上方の磁極を挿入すること
により、濾過層エレメントの磁化を行なうものであるか
ら、（ａ）単一の容器の中で、濾過及び脱塩の濾過を行なう
ようにしているため、据え付はスペースの低減を図るこ
とができる。

（ｂ）被処理液を液入り口から磁気濾過層とイオン交換
濾過層とに直列的に送り込むようにしているため、この
間の空間が共通部分となって高さ寸法の増加が少なくて
すみ、装置全体の大容量化を容易に達成することができ
る。

（ｃ）容器の中を磁気濾過層及びイオン交換濾過層によ
り区画しているので、直列接続のための配管等を省略し
、構造の単純化及びコストの低減を図ることができる。

また、・容器内の横断面のほぼ全部を濾過面として利用
しているため、運転時の圧力損失を低減できる。

（ｄ）濾過層エレメントの磁化時に相互磁着によって密
度を高め、さらに、密となることによって、寸法が圧縮
されても濾過層エレメントが上方から自然に供給されて
、磁気濾過層の密度のむらが発生することを防止できる
。

（ｅ）磁石駆動装置により、磁気濾過層における永久磁
石を引き抜いた状態では、磁化を解放された濾過層エレ
メントがそれぞれ上方に自由に移動可能なり、逆洗浄の
際の流動化を図ることによって、洗浄効率を高めること
ができる。

（ｒ）永久磁石の周囲を磁石挿入筒によって囲み、両磁
極が強磁性体に直接的に接触しないようにしているので
、永久磁石の接触減磁作用の発生を防止することができ
る。

等の優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濾過脱塩装置の一実施例を示す正断面
図、第２図は第１図の■−■線に沿う一部を省略した矢
視断面図、第３図は第１図に鎖線■で示す部分の拡大図
、第４図は第２図の鎖線■部分の拡大図、第５図は第４
図の鎖線■−Ｖ線に沿う一部を省略した断面図、第６図
は磁気フィルタの従来例を示す正断面図である。 ■・・・・・・容器、２・・・・・・スクリーン本体、
３・・・・・・上空室、４・・・・・・上空室、５・・
・・・・液入り口、６・・・・・・液出口、７・・・・
・・イオン交換濾過層、８・・・・・・磁気濾過層、９
・・・・・・濾過層エレメント、１０・・・・・・磁石
挿入筒、１１・・・・・・永久磁石、Ｉ２・・・・・・
格子板、１３・・・・・・隔離板、１４・・・・・・穴
、１５・・・・・・スクリーン板、１６・・・・・・−
ング状側壁、１７・・・・・・仕切り、１８・・・・・
・挿通路、１９・・・・・ハウジング、２０・・・・・
・ロッド、２１・・・・・・磁石駆動装置、２２・・・
・・・昇降台、２３・・・・・・ガイド、２４・・・・
・・駆動源、２５・・・・・・伝達機構、２６・・・・
・・上部スクリーン、２７・・・・・・逆洗水入り口、
２８・・・・・・逆洗空気入り口、２９・・・・・・鏡
状支持板、３０・・・・・・充填層、３１・・・・・・
ストレーナ、３２・旧・・集液室、３３・・・・・・渦
巻防止堰、３４・・・・・・樹脂入り口、３５・・・・
・・樹脂出口、３６・・・・・・空気入り口、３７・・
・・・・スカート、３８・・・・・・マンホール。出願人　　石川島播磨重工業株式会社第２図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

容器の内部に被処理液入り口に連通する上空室と液出口
に連通する下空室とに区画するスクリーン本体を設け、
該スクリーン本体と前記液出口との間に下空室を区画す
るイオン交換濾過層を設け、前記スクリーン本体の上に
磁化時に磁気濾過層を形成する濾過用エレメントを上方
解放状態に配設するとともに、スクリーン本体にこれを
貫通して上方に突出した非磁性体からなる磁石挿入筒を
設け、該磁石挿入筒に挿入状態のときに前記濾過用エレ
メントを磁化するとともに非挿入状態のときに磁化を解
放する永久磁石を上下移動可能に設けたことを特徴とす
る濾過脱塩装置。