JPS62193651A - イオン交換反応の制御方法 - Google Patents

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】 本光朝夏！景 イオン交換反応の特徴は不均一反応であること、平衡反
応であることが挙げられ、反応段階が多段となるカラム
法を利用することが多い。この場合の反応条件は通液速
度、特に用いたイオン交換体の単位体積当たりの通液量
（空間速度ＳＶ）に支配され、この値を一定に保つこと
がこれまでのイオン交換反応の基本となっている。最適
のＳｖ値は各種速度で実際に通液して得られる処理液組
成を分析し、目的とするイオン交換反応が効率よく進行
したときのＳｖ値が採用される。しかしながら一旦この
ように決定した値もイオン交換体、処理液、反応塔の設
計等前提となるパラメーターが変わればその都度新たに
設定し直さなければならない。またイオン交換体を充填
した反応塔に処理液を連続的に通液し続けると、時間の
経過によりイオン交換体の交換能力が低下し、遂に所定
割合のイオンを除去できなくなるので、ＳＶ値は最大交
換能力と最低交換能力との中間の値を基にして決定しな
ければならない。従ってイオン交換体の交換能力を最大
限に活用することができない。

本実−明ρＩ変朋 本発明は、イオン交換体を充填した反応塔に処理液を通
過するイオン交換反応において、該反応塔通過前と通過
後における処理液の電導率の差を検出し、該電導率の差
に応答して反応塔を通過する処理液の流量を制御するこ
とを特徴とするイオン交換反応の制御方法に関する。

本発明は、ある与えられたイオン交換反応塔が単位時間
当たり除去できるイオンの総モル数は実質上−・定であ
るという仮説を基礎としている。この単位時間当たり除
去できるイオンの総モル数を原液のイオン濃度と空間速
度との積として表される。従って原液のイオン濃度が一
定であれば、あるＳＶ値以下の領域では原液と処理した
液との間のイオン濃度差、従って電導率の差は最大にな
り、該ＳＶ値（これを臨界ＳＶ値と称する）以上の領域
では原液と処理した液との間のイオン濃度差、つまり電
導率差はＳＶ値の上昇とともに小さくなる。この関係を
第１図のグラフに示す。従ってＳＶ値を常に前記臨界Ｓ
Ｖ値に保つことにより、反応を最大効率をもって実施す
ることができる。ところが該臨界ＳＶ値は時間の経過に
つれて変動するので、原液と処理した液との間の電導率
の差を連続的に検出し、反応ができるだけその時点にお
ける臨界ＳＶ値において行われるように、前記電導率の
差に応じてＳＶ（＠を制御しようとするのが本発明の原
理である。

本発明によれば、好ましくは検出した電導率の差に応答
し、反応がその時点における臨界ＳＶ値付近で行われる
ように処理液の流量力怜制御される。

ＳＶ値を一定に保って通液する従来方法では、その時点
におけるイオン交換体の交換能力を最大限に活用してい
るかどうかを判定することが困難であり、また通液し＠
りた結果交換能力の限界に近づいていることを知ること
も容易ではなかった。

本発明のこの具体例によれば、その時点におけるイオン
交換体の交換能力を最大限に活用することができ、また
イオン交換体の交換能力の限界まで使用することができ
るので、一定量のイオンを除去する所要時間が、ＳＶ値
を一定に保って通液する従来方法よりも短縮され、かつ
一定量のイオン交換体により除去できるイオンの量が多
くなる利益が得られる。

その理由は以下のように説明し得る。すなわち、当初任
意のＳＶ値で通液を開始し、反応塔を通過する前と後で
の処理液の電導率の時間的変化を見る。もし電導率の差
が不変または増大する傾向にあればＳＶ値を次第に増し
、遂に電導率の差が減少する直前までＳＶ値を高める。

その時のＳＶ値が反応を最大効率をもって実施し得る臨
界ＳＶ値である。反対に、当初のＳＶ値をもって通液を
開始後、前記電導率の差が減少する傾向にあれば、該Ｓ
Ｖ値は最大効率をこえたＳＶ値であるから電導率の差が
不変もしくは安定になるまでＳＶ値を減らし続け、前記
最大効率の臨界ＳＶ値に保つ。

同しＳＶ値で通液し続けると、イオン交換体の交換能力
の低下に伴って前記電導率の差が小さくなるから、それ
に応じてＳＶ値を小さくし、その時における最大効率の
新たな臨界ＳＶ値に保つ。このプロセスを電導率の差が
あらかじめ定めた最低値に達するまで続ければ、ＳＶ値
は常に最大効率の反応が行われる臨界値に保たれるので
与えられた総量のイオン量を除去する所要時間が最短と
なり、しかもイオン交換体をその交換能力の限界まで最
大限に使用することができる。

本発明の方法は処理液が反応塔を１回通過するだけの方
式にも、または原液タンクに収容した処理液の一部を取
り出して反応塔を通過させ、再び原液タンクへ返還する
循環方式にも適用し得る。

また第１の実施態様において、電導率の差があらかじめ
定めた最低値に達した時警報を作動する信号を発生せし
め、当該反応塔の交換能力の終了を指示するようにする
こともできる。このような指示が発生した場合には通液
ラインを予備回路に切り換え、その間に使用済の反応塔
の交換、再生等を実施することができる。

第２図は本発明方法を実施するためのイオン交換反応装
置の一例の概略図である。処理液は入口ラインから入り
、イオン交換体を充填した反応塔を通過して出口ライン
から排出される。入口ラインおよび出口ラインにはそれ
ぞれセルを設け、該セルの抵抗をそれぞれブリッジ回路
の第１抵抗および第２抵抗とし、ブリッジ回路に流れる
電流ないしはこれに基づく電圧信号により電導率の差を
検出し、これを制御装置に送って人口ラインに設けたポ
ンプおよび自動弁を制御して反応塔を通過する処理液の
流量を簡単に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はある反応塔を通過する原液と通過した液との間
の電導率差と空間速度との関係を表したグラフであり、
第２図は本発明を実施するためのイオン交換反応装置の
一例の概略図である。 臨界Ｓｖイ直　　　　　　　　　　　ＳＶイ直第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン交換体を充填した反応塔に処理液を通液す
   るイオン交換反応において、該反応塔通過前と通過後の
   処理液の電導率の差を検出し、該電導率の差に応答して
   反応塔を通過する処理液の流量を制御することを特徴と
   するイオン交換反応の制御方法。
2. （２）検出した電導率の差に応答し、反応がその時点に
   おける臨界ＳＶ値付近で行われるように処理液の流量を
   制御する特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）反応塔の入口ラインおよび出口ラインにそれぞれ
   セルを設置し、該セルの抵抗をそれぞれブリッジ回路の
   第１抵抗および第２抵抗とし、ブリッジ回路に流れる電
   流もしくはこれに基づく電圧信号により前記電導率の差
   を検出する特許請求の範囲第１項記載の方法。