JPWO2020180397A5 - - Google Patents
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Description
本発明の具体的な実施形態の上記の記述は、例証し記載する目的で提示したものである。それらは、網羅的であることも、又は開示される厳密な形態に本発明を限定することも意図するものではなく、多くの改変及び変更が上記教示内容に照らして可能であることは明らかである。例示的実施形態は、本発明の原理及びその実用的適用を最も良く説明し、それによって、当業者であれば、考慮される特定の使用に適するような様々な改変と共に本発明及び様々な実施形態を最も良く利用することができるように選択し、記載したものである。
［１］工業プラント施設で用いられた樹脂を浄化する方法であって、
使用済み樹脂を浄化のために入手し、集めること；
前記使用済み樹脂を浄化容器に導入すること、
ここで、前記容器は、樹脂を浄化するために、亜硫酸塩還元化学浄化溶液を含み、
前記容器は、樹脂を再生するために、再生剤化学物質、カチオン樹脂のための硫酸、及びアニオン樹脂のための水酸化ナトリウムを含む；
浄化溶液、再生剤、及び洗浄水が、意図する機能を実施するために、少なくとも１つのウェッジワイヤースクリーンを通して双方向に流動すること；
ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバー内に前記樹脂が入っており、エダクターによって前記容器の底部に向かって引かれるに従って運ばれること；
前記ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバーが、前記容器の前記底部に到達した前記樹脂から廃液を除去すること；
廃液出口部、前記容器の上部にあるウェッジワイヤー廃液出口部のうちの少なくとも１つを介して前記容器から前記廃液を排出すること；
前記エダクター、及び前記エダクターと連結しているプレナムが、前記樹脂の向きを変えて前記容器の上部へ送り、前記樹脂はそこから、前記ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバー中へ再度下向きに移動すること；
前記樹脂が、前記容器内で数多くの回数にわたって循環し、各サイクルで汚染物質を除去すること、又は樹脂を再生すること；
前記容器内を循環する際の前記化学物質及び樹脂の状況に対してモニタリングし、応答する電子センサーを用いた電子モニタリング及び制御システム；
前記浄化サイクルが、触媒亜硫酸塩溶液が樹脂表面に付着した有機物質及び酸化鉄物質を分解、除去することから構成されること；
前記浄化フェーズが、樹脂から有機物及び酸化鉄を遊離させると、浄化された樹脂は再生を受け、
カチオン樹脂は、硫酸で再生され、
アニオン樹脂は、水酸化ナトリウムで再生されること；及び
前記樹脂が特定の所定の状態を得た後、浄化、再生された樹脂を、拡散シフト置換最終リンスプロセスを用いてリンスすること、
を含む、方法。
［２］前記特定の所定の状態が、前記樹脂が表面に堆積された有機物質及び酸化鉄物質、懸濁鉄、並びにデブリを含まないことを示す、［１］に記載の方法。
［３］前記特定の所定の状態が、前記樹脂が完全に再生され、イオン交換能及び反応速度が完全に回復していることを示す、［１］に記載の方法。
［４］前記容器が、前記浄化溶液への遊離酸素の導入を防止するために、空気ブランケット（溶液レベルの上に捕捉されたフリーボード部の空気）が存在しない状態で維持される、［１］に記載の方法。
［５］前記エダクター及びプレナムが、前記容器内の中央に配置されている、［１］に記載の方法。
［６］前記容器が、円錐形状の底部を有する、［１］に記載の方法。
［７］前記容器が、球形状の底部を有する、［１］に記載の方法。
［８］前記容器が、前記ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバーがＶ字型のドローチャンバーを形成する傾斜側面を有するように、水平に向けられている、［１］に記載の方法。
［９］樹脂の反応速度及びイオン交換特性を浄化し、再生するように構成された浄化システムであって、
樹脂を下向きに運ぶための少なくとも１つの傾斜側面を有する円錐形状底部、少なくとも１つの入口部、少なくとも１つの廃液出口部、少なくとも１つの使用済み樹脂入口部、及び少なくとも１つの再生樹脂出口部、を備えた容器；
前記容器内の前記容器の前記円錐形状底部の内部に配置されたウェッジワイヤースクリーンドローチャンバーであって、
前記ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバーは、前記容器内部に傾斜側面を作り出す、ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバー；
前記容器内の中央に配置されたエダクター；
前記エダクターから前記容器の前記上部に向かって上向きに垂直方向に延びているプレナム；
データインテグレータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、及び少なくとも１つのセンサーと連結された電子モニタリング及び制御システムであって、
前記少なくとも１つのセンサーは、前記容器の少なくとも１つの内部面上に配置されている、電子モニタリング及び制御システム；
カチオン性である第一の使用済み樹脂；
アニオン性である第二の使用済み樹脂；
第一の樹脂再生剤化学物質であって、カチオン樹脂のための前記化学再生剤溶液は、前記容器内に配置されている、第一の樹脂再生剤化学物質；
第二の樹脂再生剤化学物質であって、アニオン樹脂のための前記化学再生剤溶液は、前記容器内に配置されている、第二の樹脂再生剤化学物質；
前記容器内に配置された化学浄化溶液、
を備え；及び
前記エダクターは、前記ウェッジワイヤースクリーンドローチャンバー及び前記化学浄化溶液が一緒に働いて、前記樹脂から有機物／酸化鉄／廃液／デブリを除去し、前記廃液出口部から排出されるに従って、前記容器全体に樹脂を再循環させるように構成されている、
システム。
［１０］前記容器が、垂直に向けられている、［９］に記載のシステム。
［１１］前記容器が、水平に向けられている、［９］に記載のシステム。
［１２］前記第一の使用済み樹脂及び第二の使用済み樹脂が用いられる、［９］に記載のシステム。
［１３］前記樹脂が、新規樹脂であり、プレコンディショニングが必要である、［９］に記載のシステム。
［１４］前記電子モニタリング及び制御システムが、浄化中の前記樹脂の状態に関する警告及び統計的フィードバックを、少なくとも１つのディスプレイスクリーンを介して視覚的に提供するように構成されている、［９］に記載のシステム。
The foregoing descriptions of specific embodiments of the invention have been presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, and obviously many modifications and variations are possible in light of the above teachings. be. The illustrative embodiments best illustrate the principles of the invention and its practical application and thereby enable those skilled in the art to understand the invention and its various implementations, together with various modifications as appropriate for the particular uses contemplated. The forms have been selected and described so that they can be best utilized.
[1] A method of purifying resin used in an industrial plant facility, comprising:
Obtaining and collecting spent resin for purification;
introducing the spent resin into a clarification vessel;
wherein said vessel contains a sulfite reducing chemical cleaning solution for cleaning the resin;
The vessel contains regenerant chemicals, sulfuric acid for the cationic resin, and sodium hydroxide for the anionic resin, to regenerate the resin;
the bi-directional flow of cleaning solution, regenerant, and wash water through at least one wedge wire screen to perform its intended function;
said resin being contained within a wedge wire screen draw chamber and carried as it is drawn towards the bottom of said vessel by an eductor;
the wedge wire screen draw chamber removing waste liquid from the resin reaching the bottom of the vessel;
discharging the waste from the container through at least one of a waste outlet, a wedge wire waste outlet at the top of the container;
said eductor and a plenum connecting said eductor redirecting said resin to the top of said vessel from which it travels downward again into said wedge wire screen draw chamber;
circulating the resin in the vessel a number of times, each cycle removing contaminants or regenerating the resin;
an electronic monitoring and control system using electronic sensors that monitor and respond to conditions of the chemicals and resins as they circulate within the vessel;
said purification cycle comprising a catalytic sulfite solution decomposing and removing organic and ferric oxide materials deposited on the resin surface;
Once the purification phase liberates organics and iron oxides from the resin, the purified resin undergoes regeneration,
The cation resin is regenerated with sulfuric acid,
regenerating the anionic resin with sodium hydroxide; and rinsing the clarified, regenerated resin using a diffusion shift displacement final rinse process after said resin has attained a certain predetermined state;
A method, including
[2] The method of [1], wherein the specific predetermined condition indicates that the resin is free of surface-deposited organic and ferric oxide substances, suspended iron, and debris.
[3] The method of [1], wherein the specific predetermined state indicates that the resin has been completely regenerated and the ion exchange capacity and reaction rate have been completely restored.
[4] The vessel is maintained free of an air blanket (freeboard air trapped above solution level) to prevent the introduction of free oxygen into the cleaning solution, [1 ] The method described in .
[5] The method of [1], wherein the eductor and plenum are centrally located within the vessel.
[6] The method of [1], wherein the container has a conical bottom.
[7] The method of [1], wherein the container has a spherical bottom.
[8] The method of [1], wherein the vessel is oriented horizontally such that the wedge wire screen draw chamber has sloping sides forming a V-shaped draw chamber.
[9] A purification system configured to purify and regenerate resin kinetics and ion exchange properties, comprising:
a conical bottom having at least one sloped side for downwardly conveying resin, at least one inlet, at least one waste outlet, at least one spent resin inlet, and at least one reclaimed resin outlet; container provided;
a wedge wire screen draw chamber located within the conical bottom of the container within the container,
a wedge wire screen draw chamber, wherein said wedge wire screen draw chamber creates sloped sides within said container;
an eductor centrally located within said vessel;
a plenum extending vertically upward from the eductor toward the top of the vessel;
An electronic monitoring and control system coupled with a data integrator, a programmable logic controller (PLC), and at least one sensor,
an electronic monitoring and control system, wherein the at least one sensor is located on at least one interior surface of the container;
a first spent resin that is cationic;
a second spent resin that is anionic;
a first resin regenerant chemical, wherein said chemical regenerant solution for a cationic resin is disposed within said container;
a second resin regenerant chemical, wherein said chemical regenerant solution for an anionic resin is disposed within said vessel;
a chemical cleaning solution disposed within said container;
and said eductor, as said wedge wire screen draw chamber and said chemical cleaning solution work together to remove organics/iron oxides/waste/debris from said resin and discharged from said waste outlet, configured to recirculate resin throughout the vessel;
system.
[10] The system of [9], wherein the container is oriented vertically.
[11] The system of [9], wherein the container is oriented horizontally.
[12] The system of [9], wherein the first spent resin and the second spent resin are used.
[13] The system of [9], wherein the resin is a novel resin and requires preconditioning.
[14] to [9], wherein the electronic monitoring and control system is configured to visually provide warnings and statistical feedback regarding the status of the resin during cleaning via at least one display screen; System as described.
Claims (27)
底部、少なくとも一つの溶液入口部、少なくとも一つの廃液出口部、少なくとも一つの樹脂入口部、及び少なくとも一つの樹脂出口部、を備えた容器、
前記容器の前記底部の内部に配置されたドローチャンバーであって、分離スクリーンを含むドローチャンバー、
少なくとも一つのエダクター、
前記少なくとも一つのエダクターと流体連結されたプレナムであって、前記容器の上部で前記エダクターから出るプレナム、
少なくとも一つの樹脂を含む付着汚れを起こした／枯渇した樹脂であって、前記少なくとも一つの樹脂の各樹脂はアニオン性またはカチオン性である、樹脂、
前記少なくとも一つのエダクターを通って前記容器に流れる第一の樹脂再生剤化学物質であって、カチオン樹脂及びアニオン樹脂の一つのための化学再生剤溶液である、第一の樹脂再生剤化学物質、及び
前記付着汚れを起こした／枯渇した樹脂とともに、前記少なくとも一つのエダクターを通って前記容器に循環する亜硫酸塩溶液であって、還元反応を実施する、亜硫酸塩溶液、
を備え、及び
前記少なくとも一つのエダクターは、前記分離スクリーン及び前記亜硫酸塩溶液が一緒に働いて、前記樹脂から有機物、酸化鉄、廃液、及びデブリの少なくとも一つを除去するに従って、前記容器全体に樹脂を再循環させるように構成されている、
システム。 A purification system configured to purify and regenerate resin kinetics and ion exchange properties, comprising:
a container comprising a bottom, at least one solution inlet, at least one waste outlet, at least one resin inlet, and at least one resin outlet;
a draw chamber positioned within the bottom of the container, the draw chamber including a separation screen;
at least one eductor,
a plenum in fluid communication with the at least one eductor, the plenum exiting the eductor at the top of the vessel;
a fouled/depleted resin comprising at least one resin, each resin of said at least one resin being anionic or cationic;
a first resin regenerant chemical that flows through the at least one eductor into the vessel, the first resin regenerant chemical being a chemical regenerant solution for one of a cationic resin and an anionic resin; and a sulfite solution circulating with the fouled/depleted resin through the at least one eductor to the vessel to carry out a reduction reaction;
and the at least one eductor moves through the vessel as the separation screen and the sulfite solution work together to remove at least one of organics, iron oxides, waste liquids, and debris from the resin. configured to recycle the resin;
system.
前記第二の樹脂再生剤化学物質が、カチオン樹脂及びアニオン樹脂の一つのための化学再生剤溶液である、システム。 The sulfite solution is converted to sulfate as part of a reduction reaction to purify the resin before a second resin regenerant chemical is introduced through the at least one eductor and into the vessel. 2. The system of claim 1, wherein
The system wherein said second resin regenerant chemical is a chemical regenerant solution for one of a cationic resin and an anionic resin.
付着汚れを起こした／枯渇した樹脂を少なくとも一つのエダクターを通して容器に導入すること、ここで、前記容器は亜硫酸塩化学浄化溶液を含み、前記亜硫酸塩化学浄化溶液は、再生前に樹脂を浄化するために還元反応を実施するように構成され、前記浄化溶液を硫酸塩に変換する；
前記樹脂がドローチャンバーを移動し、前記少なくとも一つのエダクターによって前記ドローチャンバーの底部に向かって引かれるに従って、前記浄化溶液、再生剤化学物質、及び洗浄水をドローチャンバーの少なくとも一つの分離スクリーンを通して双方向に循環すること；
前記ドローチャンバーの前記少なくとも一つの分離スクリーンを用いて前記樹脂から廃液を分離すること；
前記分離スクリーンドローチャンバーの底部からの前記樹脂を前記少なくとも一つのエダクター及び前記エダクターと流体連結しているプレナムを用いて前記容器の上部に再循環すること、ここで、前記樹脂はそこから、前記分離スクリーンドローチャンバーへ再度下向きに移動する；
浄化フェーズで、前記容器内で前記亜硫酸塩化学浄化溶液を触媒して還元溶液を形成して樹脂表面に付着した有機物質及び金属酸化物物質を分解及び除去すること；
前記浄化フェーズの後に行なわれる再生フェーズの一部で、前記少なくとも一つのエダクターを通して前記容器に第一の樹脂再生剤化学物質を導入して再使用のために樹脂を再生すること；及び
前記樹脂が特定の所定の状態を得た後、前記樹脂を、拡散シフト置換最終リンスプロセスを用いてリンスすること、
を含む方法。 A method for purifying an ion-exchange resin contaminated with iron and organic fouling for reuse, comprising the steps of:
introducing fouled/depleted resin through at least one eductor into a vessel, wherein said vessel contains a sulfite chemical cleaning solution, said sulfite chemical cleaning solution cleaning the resin prior to regeneration. converting the cleaning solution to a sulfate salt;
As the resin moves through the draw chamber and is drawn toward the bottom of the draw chamber by the at least one eductor, the cleaning solution, regenerant chemical, and wash water are both passed through at least one separation screen in the draw chamber. circulating in the direction;
separating effluent from the resin using the at least one separation screen of the draw chamber;
recycling the resin from the bottom of the separate screen draw chamber to the top of the vessel using the at least one eductor and a plenum in fluid communication with the eductor, wherein the resin flows from there to the Move down again to the separating screen draw chamber;
catalyzing the sulfite chemical cleaning solution in the vessel to form a reducing solution in a cleaning phase to decompose and remove organic and metal oxide materials deposited on the resin surface;
introducing a first resin regenerant chemical into the vessel through the at least one eductor to regenerate resin for reuse; and rinsing the resin using a diffusion shift replacement final rinse process after obtaining certain pre-determined conditions;
method including.
前記再生フェーズの一部で、前記少なくとも一つのエダクターを通して前記容器に第二の樹脂再生剤化学物質を導入して再使用のために樹脂を再生すること、
をさらに含み、
前記第一の樹脂再生剤化学物質がカチオン樹脂のための化学再生剤溶液であり、
前記第二の樹脂再生剤化学物質がアニオン樹脂のための化学再生剤溶液である、
請求項１８に記載の方法。 separating the fouled/depleted resin into anionic resin and cationic resin during the purification phase and before the regeneration phase; and during part of the regeneration phase, through the at least one eductor to the vessel introducing a second resin regenerant chemical to regenerate the resin for reuse;
further comprising
wherein said first resin regenerant chemical is a chemical regenerant solution for cationic resins;
wherein said second resin regenerant chemical is a chemical regenerant solution for anionic resins;
19. The method of claim 18.
前記少なくとも一つのエダクターは樹脂を移送するように構成され、前記樹脂を前記少なくとも一つのエダクターを通して前記容器内に再循環する、
装置。 An apparatus configured to purify and condition anionic and cationic resins comprising a vessel and at least one eductor,
the at least one eductor configured to transfer resin and recirculate the resin through the at least one eductor into the vessel;
Device.
前記亜硫酸塩溶液は還元反応を実施するように構成され、前記少なくとも一つの樹脂再生剤溶液を前記容器に導入前に、硫酸塩に変換されて樹脂を浄化する、請求項２１に記載の装置。 further containing a sulfite solution,
22. The apparatus of claim 21, wherein the sulfite solution is configured to perform a reduction reaction and is converted to sulfate to purify resin prior to introducing the at least one resin regenerant solution into the vessel.
前記亜硫酸塩溶液が触媒され、樹脂表面に付着した有機物質及び金属酸化物物質を分解及び除去するように構成された、
請求項２２に記載の装置。 The bottom of the vessel has at least one slanted side for carrying resin downward, at least one sulfite solution inlet, at least one waste outlet, at least one resin inlet, and at least one resin outlet. , and
wherein the sulfite solution is catalyzed to decompose and remove organic and metal oxide materials deposited on the resin surface;
23. Apparatus according to claim 22.
リアルタイムモニタリング能力を有するデータインテグレータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、及び少なくとも一つのセンサーと連結された電子モニタリング及び制御システムをさらに含む請求項２２に記載の装置であって、
前記少なくとも一つのセンサーは前記容器の少なくとも１つの内部面上に配置されていて、
前記電子モニタリング及び制御システムは、前記樹脂、前記少なくとも一つの再生剤溶液、及び前記亜硫酸塩溶液が前記容器内及び前記少なくとも一つのエダクターを通して再循環している前記樹脂、前記亜硫酸塩溶液、及び前記少なくとも一つの再生剤溶液の状況をモニタリングし応答するように構成された少なくとも一つのセンサーを含む、
請求項２２に記載の装置。 at least one regenerant solution; and
23. The apparatus of claim 22, further comprising an electronic monitoring and control system coupled with a data integrator with real-time monitoring capability, a programmable logic controller (PLC), and at least one sensor,
the at least one sensor is disposed on at least one interior surface of the container;
The electronic monitoring and control system controls the recirculation of the resin, the at least one regenerant solution, and the sulfite solution within the vessel and through the at least one eductor. at least one sensor configured to monitor and respond to conditions of the at least one regenerant solution;
23. Apparatus according to claim 22.
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