WO2004107354A1 - 復水脱塩方法及び装置 - Google Patents

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Takeshi Izumi
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    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
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    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/427—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using mixed beds

Definitions

  • the present invention relates to a method (apparatus for desalination) and an apparatus for condensing water in a nuclear power plant, and to provide a high-purity treated water having a low concentration of sulfate ions derived from organic impurities eluted from thiothion resin.
  • An object of the present invention is to provide a condensate and desalination method and apparatus which can be obtained stably over a period.
  • a nuclear power plant After a turbine is turned by steam generated by a nuclear reactor or a steam generator to generate power, the steam is cooled by seawater, and condensed water (condensate) obtained is ionized.
  • the water is processed by a condensate desalination unit using exchange resin and circulated and supplied to a nuclear reactor or a steam generator.
  • the condensate desalination unit uses an ion exchange resin to remove seawater components flowing into the system, suspended corrosion products mainly composed of iron oxides generated from plant constituent materials, and ionic impurities. ing.
  • An anion exchange resin and a cation exchange resin are used in combination in the condensate desalination apparatus. Usually, a combination of a gel type cationic resin and a gel type anion resin or a porous type cationic resin is used. And a combination with a porous anion resin.
  • the former has a drawback of low anti-osmotic pressure, and the latter has a drawback of low wear resistance.
  • the condensate desalination equipment of plants that frequently perform backwash regeneration is used, and gel-type resins are used.
  • porous plants are used in plants that frequently perform chemical regeneration. Mold resin is usually used.
  • the porous resin is transported between a desalination tower and a regeneration tower, which have low abrasion resistance, the surface of the resin may be damaged or the resin particles may be damaged due to contact between the resins or between the resin and the metal material of the piping. Is crushed.
  • the porous resin has a denser resin matrix structure than the gel resin, The diffusion rate of ions into the pores of the resin during adsorption of the resin and the diffusion rate of the ions adsorbed on the resin into the washing water during regenerating the drug are lower than the gel-type resin in terms of reaction rate and regeneration efficiency. Poor performance. Therefore, when using a porous resin in a condensate desalination apparatus, it is necessary to design the apparatus in consideration of the characteristics of the porous resin, such as increasing the regeneration level (consumption of chemicals).
  • the ion exchange resin used in the condensate desalination unit of a nuclear power plant has a high ability to remove ionic components such as seawater components typified by NaCl flowing in from the upstream side.
  • the toxic impurities hereinafter referred to as TOC
  • TOC toxic impurities
  • Patent Document 1 A method of applying a strongly acidic gel-type cationic resin having a crosslinking degree of 12 to 16% higher than 8 to 10% (Patent Document 1) is known.
  • Patent Document 2 A method of adsorbing TOC eluted from a cationic resin by disposing it in the lower layer (Patent Document 2), a method of forming a mixed bed of a strongly acidic gel type cationic resin and a porous type anion resin having a Gaussian particle size distribution (Patent Reference 3) has been proposed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-352283
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-314855
  • Patent Document 3 JP-A-8-224579
  • porous anion resin has high adsorption capacity for organic impurities due to its macropores, but IRA900 manufactured by Onoregano Co., Ltd. and Mitsubishi Chemical Co., Ltd., which are usually used in condensate desalination equipment in nuclear power plants.
  • Porous anion resin such as PA312 has a so-called Gaussian distribution with a particle size distribution of 420-1180 xm and an average particle size of about 800 zm.
  • the resin matrix portion has a very dense structure, and is inferior to the gel-type resin in the reaction speed.
  • the present invention provides a high-purity treated water having a low concentration of sulfate ions generated from organic impurities eluted from a cationic resin in a condensate treatment by a condensate desalination apparatus of a nuclear power plant.
  • the inventors of the present invention have examined the characteristics of the porous resin and the gel resin described above, and as a result, have found that a strongly acidic gel-type cation exchange resin can be exchanged with a strongly basic porous anion-exchange resin having a uniform particle size.
  • the present inventors have found that the use of a resin in combination can improve the quality of treated water in the condensate and desalination treatment of a nuclear power plant, and have completed the present invention. That is, the present invention provides the following means.
  • Anion resin having an average particle size of 500-1000 / im and having a particle size distribution such that the resin particle abundance in an average particle size range of ⁇ 100 / im is 95% or more.
  • the condensate desalination unit described in paragraph 1 or 2 above will A condensate desalination method, which comprises subjecting condensate to desalination.
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a boiling water (BWR) nuclear power plant.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a configuration of a condensate desalination apparatus.
  • FIG. 3 is a graph showing experimental results of Example 2.
  • Fig. 1 shows a schematic flow of a boiling water (BWR) nuclear power plant as an example of a nuclear power plant.
  • BWR boiling water
  • Steam is generated in the nuclear reactor 1, and the steam is sent to the steam turbine 2, and the turbine 2 is rotated to generate electric power.
  • the steam discharged from the turbine 2 is sent to a condenser 3 where the steam is condensed by cooling water 4 and returned to water.
  • the condensed water obtained is purified by a condensate filter 5 and a condensate desalination device 6, which are purification equipment, and circulated and supplied to the reactor 1 through a return pipe 7.
  • the structure of a pressurized water nuclear power plant is similar to that of a BWR nuclear power plant.Steam is generated by a steam generator, turbines are used to generate power, and then condensed by a condenser to form water. Return, purify with a filtration device and a condensate desalination device, and circulate and supply water to the steam generator.
  • the condensate desalination apparatus 6 used in the condensate circulation system as shown in Fig. 1 has an apparatus configuration as shown in Fig. 2. That is, the condensate desalination apparatus is composed of 3 to 10 ion exchange resin towers 21. Usually, condensate at a flow rate of 2000 to 7000 m 3 / h is treated in these ion exchange resin towers 21. Part of the treated water is recirculated to the ion exchange resin tower 21 through the return pipe 24, and the remainder is discharged through the treated water pipe 25.
  • reference numeral 23 denotes a circulating water pump
  • reference numeral 22 denotes a resin strainer for trapping resin flowing out of the resin tower.
  • Each ion-exchange resin tower 21 is filled with 2000-15000 L of ion-exchange resin depending on the treatment flow rate, and is mixed at a volume ratio of cationic resin / anion resin of about 1 / 2-3 / 1. Forming the floor.
  • the resin layer height of the ion exchange resin tower is generally 90 200 cm Is usually about 100 cm.
  • the flow velocity of the water flow in the ion exchange resin tower is generally in the range of 50-200 m / h, usually about 100 m / h.
  • a mixture of a strongly acidic gel-type cation exchange resin and a strongly basic porous anion resin having a uniform particle size is mixed. It is characterized by forming a floor.
  • Porous anion resins such as IRA900 of Organo Corporation and PA312 of Mitsubishi Chemical Corporation, which are usually used in condensate desalination equipment of conventionally known nuclear power plants, have a particle size distribution of 420 to 1180 zm. It has a so-called Gaussian distribution with an average particle size of about 800 ⁇ m.
  • the porous ion-exchange resin has macropores, so the resin matrix has a very dense structure, and the reaction rate is low. Inferior to gel-type resin in surface.
  • the resin particle size is one important factor that affects the reaction rate of the ion exchange resin. The larger the particle size, that is, the smaller the surface area, the lower the reaction rate.
  • the resin matrix is dense, the adsorbed ions are less likely to diffuse into the grains, resulting in a lower reaction rate.
  • the average particle size can be reduced as compared with an ion exchange resin having a Gaussian distribution.
  • the differential pressure between a resin with a mean Gaussian distribution of approximately 800 ⁇ m and a uniform particle size resin with an average particle size of 650 ⁇ m is almost the same. Therefore, the average particle size can be reduced, which is advantageous in terms of the reaction rate.
  • the diffusion distance of the adsorbed ions within the grains is shortened, which is advantageous.
  • strong basic anion resins have type I and type II depending on the type of functional groups. Since type II anion resins have weak ion exchange capacity, condensate dewatering requires high treated water quality. I-type anion resin is mainly used in salt equipment. Therefore, also in the present invention, it is preferable to use an I-type strong basic anion resin having a uniform particle size.
  • the porous resin has poor abrasion resistance. Therefore, in order to combine the porous resin with a gel-type cationic resin that requires frequent backwashing, it is necessary to devise an operation method. There is. Abrasion of resin occurs mainly when transferring resin and performing scrubbing with air.
  • the tank on the side for receiving the resin is filled with water in advance to avoid the resin from directly colliding with the metal material; or by lowering the slurry concentration at the time of transferring the resin.
  • type I strongly basic porous anion resin having a uniform particle size that can be used in the present invention
  • MP725A sold by Dow Chemical Japan Co., Ltd.
  • a commercially available porous ion exchange resin can be used by adjusting the particle size to an even particle size by an operation such as a water sieve.
  • the ion exchange resin usually used in the conventionally known condensate desalination apparatus has a so-called Gaussian distribution whose particle size distribution is distributed to 420-1180 / im.
  • the average particle size of the strongly basic porous anion resin is 500-1 000 / im, and the average particle size is preferably 550-800 ⁇ m in consideration of the differential pressure and reaction rate when water is passed through the device.
  • the strong acid gel type cationic resin also has a particle size and a particle size distribution equivalent to those of the anion resin described above.
  • Conventional ion-exchange resins having a Gaussian distribution have a resin particle abundance of about 50% in the average particle size range of 100 ⁇ m.
  • Example 1 Example 1
  • the strongly acidic gel-type cation resin HCR-W2-H (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.), which has been widely used in condensate desalination equipment in nuclear power plants, has been compared with the Gaussian particle size distribution.
  • Type I strongly basic gel type anion resin SBR-PC-OH (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.) or type I uniform basic particle size strong basic porous anion resin MP725A (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.) ) was combined to form a mixed bed, and a water flow test was performed to measure the concentration of ions leaking from the resin layer. The test simulated the same conditions as the actual plant, with the quality of the water to be treated, the temperature, the dissolved oxygen concentration, the height of the resin layer, and the water flow velocity equal to those of the actual plant.
  • a column having an inner diameter of 25 mm was filled with the above cationic resin and anion resin mixed at a volume ratio of 2/1, and was sufficiently degassed with a conductivity of 0.006 mS / m and a temperature of 45 ° C. Then, pure water having a dissolved oxygen concentration of 20 ⁇ g / L was passed through the column. The treated water discharged from the column was irradiated with ultraviolet light to decompose the TOC contained in the treated water, and the concentration of the produced sulfate ions was analyzed by ion chromatography. The results are shown in Table 1.
  • a column having an inner diameter of 16 cm was filled with 2 mL of an anion resin to form a resin layer height of 1 cm.
  • a chemical solution with a NaCl concentration of 20 mg / L was passed through this column at a linear flow rate of 120 m / h, and the C1 concentration in the treated water was measured periodically to confirm the C1 removal characteristics of the anion resin layer.
  • the results were summarized in relation to the ion exchange rate and the desalination rate with respect to the total exchange capacity of the anion resin.
  • the desalting rate here was calculated by the following equation.
  • a condensate desalination method and apparatus capable of obtaining high-purity treated water quality in condensate desalination treatment of a nuclear power plant.

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Abstract

課題　原子力発電プラントの復水脱塩装置による復水処理において、カチオン樹脂から溶出する有機性不純物に由来して発生する硫酸イオン濃度の低い、高純度な処理水質を得ることを目的とする復水脱塩方法及び装置を提供する。 解決手段　本発明は、強酸性ゲル型カチオン交換樹脂と、均一粒径の強塩基性ポーラス型アニオン樹脂とを混合した混床を具備することを特徴とする、原子力発電プラントの復水を脱塩処理するための復水脱塩装置に関する。

Description

明 細 書
復水脱塩方法及び装置
技術分野
[0001] 本発明は、原子力発電プラントの復水の処理方法 (脱塩方法)及び装置に関し、力 チオン樹脂から溶出する有機性不純物由来の硫酸イオン濃度の低い、高純度な処 理水質を長期間に渡り安定的に得ることのできる復水脱塩方法及び装置を提供する ものである。
背景技術
[0002] 原子力発電プラントでは、原子炉若しくは蒸気発生器にて発生した蒸気でタービン を回して発電を行なった後に、蒸気を海水で冷却し、得られた凝縮水 (復水）をィォ ン交換樹脂を用いた復水脱塩装置で処理して、原子炉若しくは蒸気発生器に循環 給水している。復水脱塩装置では、イオン交換樹脂が使用され、系内に流入した海 水成分や、プラント構成材料より生成した鉄酸化物を主体とした懸濁性腐食生成物 やイオン性不純物を除去している。復水脱塩装置において用いる樹脂としてはァニ オン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが組合わせて使用され、通常は、ゲル型カチォ ン樹脂とゲル型ァニオン樹脂との組み合わせ、或いは、ポーラス型カチオン樹脂とポ 一ラス型ァニオン樹脂との組み合わせが使用されてレ、る。
[0003] ゲル型樹脂とポーラス型樹脂とを比較すると、前者は対浸透圧性が低ぐ後者は耐 摩耗性が低いという欠点をそれぞれ有している。このため、この欠点を考慮して、頻 繁に逆洗再生を実施するプラントの復水脱塩装置にぉレ、てはゲル型樹脂を、一方、 頻繁に通薬再生を実施するプラントではポーラス型樹脂を、通常使用している。特に 、ポーラス型樹脂は、耐摩耗性が低ぐ脱塩塔と再生塔との間を移送する際に、樹脂 同士や樹脂と配管の金属材料とが接触することで表面が破損したり樹脂粒が破砕し てしまう。このため、沸騰水型原子力発電プラントのように、カチオン樹脂表面に付着 したクラッドと呼ばれる懸濁性腐食生成物を排除するために逆洗を行うプラントでは、 耐磨耗性の高いゲル型カチオン樹脂とゲル型ァニオン樹脂とを使用している。更に、 ポーラス型樹脂は、樹脂マトリックス構造がゲル型樹脂に比べ密であるため、イオン の吸着時における樹脂の細孔内へのイオンの拡散速度、並びに通薬再生時におけ る樹脂への吸着イオンの洗浄水中への拡散速度はゲル型樹脂より小さぐ反応速度 や再生効率の面で性能が劣る。したがって、ポーラス型樹脂を復水脱塩装置で使用 する際には、再生レベル (薬品使用量)を大きくするなど、ポーラス型樹脂の特性を 考慮した装置設計を行う必要がある。
[0004] また、イオン交換樹脂は、通水によりイオン負荷が増加して交換容量が徐々に減少 するため、ある程度使用した時点で薬品による通薬再生を実施している。この際、力 チオン樹脂とァニオン樹脂の比重差を利用して上向流により逆洗分離することが通 常行なわれている。この操作による分離効率を高めるために、粒径分布を均一にした ゲル型イオン交換樹脂が市販され、復水脱塩装置で広く使用されている。
[0005] 原子力発電プラントの復水脱塩装置で使用しているイオン交換樹脂は、上流側より 流入する NaClに代表される海水成分などのイオン成分の除去能力は高いが、カチ オン樹脂から有機性不純物（以下、 TOCと称す）が溶出して、これが原子炉や蒸気 発生器に持ち込まれると分解して硫酸を生成するため、水質を低下させる原因となる 。したがって、処理水質を高純度にするためには、イオン交換樹脂から溶出する TO Cのリーク量を少なくする必要がある。
[0006] これらを解決する方法として、架橋度が通常使用されている 8— 10%より高い 12— 16%の強酸性ゲル型カチオン樹脂を適用する方法 (特許文献 1)、ァニオン樹脂を 樹脂層下層部に配してカチオン樹脂から溶出する TOCを吸着する方法 (特許文献 2 )、強酸性ゲル型カチオン樹脂と粒径分布がガウス分布のポーラス型ァニオン樹脂と で混床を形成する方法 (特許文献 3)などが提案されてレ、る。
特許文献 1：特開平 11 - 352283号公報
特許文献 2：特開 2001 - 314855号公報
特許文献 3：特開平 8 - 224579号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] このように架橋度の高い強酸性ゲル型カチオン樹脂を使用すれば TOC等の溶出 はある程度低減できるが、この場合であっても、樹脂を長期間使用すると、酸化劣化 が進行して有機性不純物の溶出は徐々に増加するため、処理水質の低下は避けら れない。また、ァニオン樹脂を樹脂層下層部に配する方法では、カチオン樹脂から 溶出する有機性不純物の溶出は低減できるが、逆にァニオン樹脂から溶出する有機 性不純物がリークして、これが分解することにより硝酸イオンなどが生成するため、や はり水質低下を引き起こす。また、ポーラス型ァニオン樹脂は、マクロポアを有するた め有機性不純物の吸着能力は高いが、原子力発電プラントの復水脱塩装置で通常 使用されているオノレガノ株式会社製の IRA900や三菱化学株式会社製の PA312な どのポーラス型ァニオン樹脂は、粒径分布が 420— 1180 x mに分布するいわゆる ガウス分布で平均粒径が 800 z m程度であること、並びに、ポーラス型イオン交換樹 脂がマクロポアを有するために、樹脂マトリックスの部分は非常に緻密な構造を有し ており、反応速度の面でゲル型樹脂に劣る。
[0008] 本発明は、原子力発電プラントの復水脱塩装置による復水処理において、カチォ ン樹脂から溶出する有機性不純物に由来して発生する硫酸イオン濃度の低い、高純 度な処理水質を得ることを目的とする復水脱塩方法及び装置を提供するものである
課題を解決するための手段
[0009] 本発明者らは、上記に記載したポーラス型樹脂とゲル型樹脂のそれぞれの特性を 検討した結果、強酸性のゲル型カチオン交換樹脂と、均一粒径の強塩基性ポーラス 型ァニオン交換樹脂とを組合わせて使用することにより、原子力発電プラントの復水 脱塩処理において、処理水質をより高度化することができることを見出し、本発明を 完成するに到った。即ち、本発明は以下の手段を提供するものである。
[0010] 1. 強酸性ゲル型カチオン交換樹脂と、均一粒径の強塩基性ポーラス型ァニオン 樹脂とを混合した混床を具備することを特徴とする、原子力発電プラントの復水を脱 塩処理するための復水脱塩装置。
[0011] 2. ァニオン樹脂の平均粒径値が 500— 1000 /i mであり、平均粒径値 ± 100 /i mの範囲の樹脂粒存在率が 95%以上となるような粒径分布を有するものである上記 第 1項に記載の復水脱塩装置。
[0012] 3. 上記第 1項又は第 2項に記載の復水脱塩装置によって原子力発電プラントの 復水を脱塩処理することを特徴とする復水脱塩方法。
[0013] これらの装置及び方法により、原子力発電プラントの復水脱塩処理において脱塩 装置からの TOCのリーク量を低減することができ、原子力発電プラントにおける上記 課題を解決することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]沸騰水型（BWR)原子力発電プラントの概略フローである。
[図 2]復水脱塩装置の構成を示すフロー図である。
[図 3]実施例 2の実験結果を示すグラフである。
発明の実施の形態
[0015] 以下、発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。
[0016] 図 1に、原子力発電プラントの一例として、沸騰水型 (BWR)原子力発電プラントの 概略フローを示す。原子炉 1で水蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービン 2に送り 、タービン 2を回転させて電力を生成する。タービン 2から排出される蒸気は、復水器 3に送って、復水器で冷却水 4によって凝縮させて水に戻す。得られた凝縮水は、浄 化設備である復水ろ過器 5、復水脱塩装置 6で浄化し、戻り配管 7を通して、原子炉 1 に循環給水する。加圧水型原子力発電プラントも BWR原子力発電プラントと構成は 類似しており、蒸気発生器で蒸気を発生させ、この蒸気でタービンを回して発電を行 なった後、復水器で凝縮させて水に戻し、濾過装置、復水脱塩装置で浄化して蒸気 発生器に循環給水する。
[0017] 図 1に示すような復水循環系で使用される復水脱塩装置 6は、図 2に示すような装 置構成をしている。即ち、復水脱塩装置は、 3— 10塔のイオン交換樹脂塔 21から構 成され、通常は 2000— 7000m3/hの流量の復水を、これらのイオン交換樹脂塔 21 で処理し、処理水の一部を戻し配管 24を通してイオン交換樹脂塔 21に再循環し、残 りを処理水配管 25を通して排出する。なお、図中、 23は循環水ポンプであり、 22は 樹脂塔力 樹脂が流出した場合にトラップするための樹脂ストレーナ一である。それ ぞれのイオン交換樹脂塔 21には、処理流量により 2000— 15000Lのイオン交換樹 脂が充填されており、カチオン樹脂/ァニオン樹脂の体積比で 1/2— 3/1程度の 範囲で混床を形成している。イオン交換樹脂塔の樹脂層高は、一般に 90 200cm の範囲で、通常は 100cm程度である。また、イオン交換樹脂塔の通水線流速は、一 般に 50— 200m/hの範囲で、通常は 100m/h程度である。
[0018] 本発明は、図 2に示すような復水脱塩装置のイオン交換樹脂塔において、強酸性 ゲル型カチオン交換樹脂と、均一粒径の強塩基性ポーラス型ァニオン樹脂とを混合 した混床を形成することを特徴とする。
[0019] 従来公知の原子力発電プラントの復水脱塩装置で通常使用されているオルガノ株 式会社の IRA900や三菱化学株式会社の PA312などのポーラス型ァニオン樹脂は 、粒径分布が 420 1180 z mに分布するいわゆるガウス分布で平均粒径が 800 μ m程度であり、更に、ポーラス型イオン交換樹脂はマクロポアを有するために樹脂マト リックスの部分が非常に緻密な構造を有していて、反応速度の面でゲル型樹脂に劣 る。樹脂粒径は、イオン交換樹脂の反応速度に影響を及ぼす 1つの重要な因子であ り、粒径が大きいほど、すなわち表面積が小さいほど反応速度は低くなる。また、樹 脂マトリックスが緻密であると、吸着したイオンが粒内に拡散しにくいため、反応速度 が低くなる。
[0020] これに対して、本発明においては、均一粒径のポーラス型ァニオン樹脂を使用する ので、 500 μ πι以下の小粒径樹脂がほとんど存在せず、同一の差圧となる樹脂層を 形成する場合、ガウス分布のイオン交換樹脂に比べ平均粒径を小さくすることができ る。粒径分布が 420— 1180 μ mに分布するレ、わゆるガウス分布で平均粒径が 800 μ m程度の樹脂と、平均粒径値が 650 μ mの均一粒径樹脂の差圧はほぼ同じである ことから、平均粒径を小さくすることができ、反応速度面で有利となる。また、吸着した イオンの粒内での拡散距離も短くなり、有利となる。
[0021] なお、強塩基性ァニオン樹脂には、官能基の種類によって I型と II型がある力 II型 のァニオン樹脂はイオン交換能力が弱いため、高度な処理水質が要求される復水脱 塩装置などにおいては主として I型ァニオン樹脂が使用されている。したがって、本発 明においても、均一粒径の強塩基性ァニオン樹脂としては、 I型のものを用いることが 好ましい。
[0022] また、前述の通り、ポーラス型樹脂は耐摩耗性に劣るため、頻繁に逆洗を実施する 必要のあるゲル型カチオン樹脂と組み合わせるためには、運用方法を工夫する必要 がある。樹脂の摩耗は、樹脂の移送時や空気によるスクラビング実施時に主として発 生する。本発明においては、樹脂の移送に際して、樹脂を受け入れる側のタンクに 予め水を張っておき、樹脂が金属材料に直接衝突することを回避したり；または樹脂 移送時のスラリー濃度を低くすることで樹脂同士の接触による摩耗を減らしたり；或い は従来は樹脂混合状態で実施してレ、た空気によるスクラビングを、カチオン樹脂とァ 二オン樹脂を分離した上で、表面にクラッドが多く付着しているカチオン樹脂のみ実 施する；などの対応をとることで、ポーラス型ァニオン樹脂の耐摩耗性の欠点を回避 すること力 Sできる。
[0023] 以上の理由により、均一粒径のポーラス型強塩基性ァニオン樹脂を使用することに より、従来、ポーラス型樹脂の欠点であるといわれていた反応速度ゃ耐摩耗性の課 題を解決することが可能であり、ポーラス型樹脂の利点である有機性不純物の吸着 能力の高さを発揮することが可能となった。
[0024] 本発明において使用することのできる均一粒径の I型強塩基性ポーラス型ァニオン 樹脂としては、ダウケミカル日本株式会社より販売されている MP725Aなどを挙げる こと力 Sできる。また、通常市販されているポーラス型イオン交換樹脂を、水篩などの操 作によって整粒して均一粒径のものに調整して使用することもできる。
[0025] また、従来公知の復水脱塩装置において通常使用されているイオン交換樹脂は、 その粒径分布が 420— 1180 /i mに分布するいわゆるガウス分布を有するものである 、本発明においては、強塩基性ポーラス型ァニオン樹脂の平均粒径値が 500— 1 000 /i mで、装置の通水時における差圧や反応速度を考慮すると平均粒径値は 550 一 800 μ mが望ましぐ且つ平均粒径値 ± 100 μ mの範囲の樹脂粒存在率が 95% 以上となるようなイオン交換樹脂にて混床を形成することが好ましい。更には、強酸 性ゲル型カチオン樹脂についても、上記に示したァニオン樹脂と同等の粒径値及び 粒径分布を有することが好ましい。従来のガウス分布を有するイオン交換樹脂は、平 均粒径値土 100 μ mの範囲の樹脂粒存在率は 50%程度である。
実施例
[0026] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこの実施例に限 定されるものではない。 [0027] 実施例 1
原子力発電プラントの復水脱塩装置で従来広く使用されているイオン交換樹脂で ある強酸性ゲル型カチオン樹脂 HCR— W2— H (ダウケミカル日本株式会社製）と、ガ ウス分布の粒径分布を有する I型の強塩基性ゲル型ァニオン樹脂 SBR— P—C— OH ( ダウケミカル日本株式会社製）、又は I型の均一粒径強塩基性ポーラス型ァニオン樹 脂 MP725A (ダウケミカル日本株式会社製）とを組み合わせて混床を形成して通水 試験を行い、樹脂層からリークするイオン濃度の測定を行った。試験は、被処理水の 水質、温度、溶存酸素濃度、樹脂層高、通水線流速を実プラントと同等として、実際 のプラントと同条件を模擬したものである。
[0028] 内径 25mmのカラムに、上記のカチオン樹脂とァニオン樹脂とを体積比で 2/1にて 混合して充填し、十分に脱気された導電率 0. 006mS/m、温度 45°C、溶存酸素濃度 20 μ g/Lの純水をカラムに通水した。カラムから排出される処理水を紫外線照射して 、処理水中に含まれる TOCを分解し、生成する硫酸イオン濃度をイオンクロマト法に て分析した。その結果を表 1に示す。表 1からわかるように、ゲル型カチオン交換樹脂 を均一粒径の I型強塩基性ァニオン交換樹脂と組合わせた本発明方法では、ゲル型 カチオン交換樹脂をゲル型ァニオン樹脂と組合わせた従来方法に比べて、処理水 中の硫酸濃度は低ぐ優れたイオン除去性能を示すことが確認された。
[0029] [表 1]
Figure imgf000009_0001
実施例 2
ガウス分布の粒径分布を有する強塩基性 I型ポーラス型ァニオン樹脂 MSA (ダウケ ミカル日本株式会社製）と、強塩基性 I型均一粒径ポーラス型ァニオン樹脂 MP725 A (ダウケミカル日本株式会社製）について、それぞれの反応速度を測定した。測定 は次の方法にて行った。
[0030] 内径 16cmのカラムにァニオン樹脂を 2mL充填して lcmの樹脂層高を形成した。こ のカラムに、 NaCl濃度が 20mg/Lの薬液を線流速 120m/hにて通水し、処理水中の C1濃度を定期的に測定して、ァニオン樹脂層による C1の除去特性を確認した。その 結果を、ァニオン樹脂の総交換容量に対するイオン負荷率と脱塩率の関係で整理し た。ここでの脱塩率は次の式にて算出した。
式 1
[0031] 脱塩率（％) = 100 X (入口濃度一出口濃度）/出口濃度
結果を図 3に示す。図から分かるように、ガウス分布のァニオン樹脂に比べて本発 明に力かる均一粒径のァニオン樹脂の方が高レ、脱塩率を示し、反応速度面で有利 であることが確認された。この均一粒径ポーラス型ァニオン樹脂の反応速度は、ガウ ス分布ゲル型樹脂の反応速度と同等であり、ゲル型カチオン樹脂と組み合わせる上 での反応速度面での問題は解決されたことが理解される。
産業上の利用可能性
[0032] 本発明によれば、原子力発電プラントの復水脱塩処理において高純度な処理水質 を得ることが可能となる復水脱塩方法及び装置が提供される。

Claims

請求の範囲
強酸性ゲル型カチオン交換樹脂と、均一粒径の強塩基性ポーラス型ァニオン樹脂 とを混合した混床を具備することを特徴とする、原子力発電プラントの復水を脱塩処 理するための復水脱塩装置。
ァニオン樹脂の平均粒径値が 500 1000 μ mであり、平均粒径値 ± 100 μ mの 範囲の樹脂粒存在率が 95%以上となるような粒径分布を有するものである請求項 1 に記載の復水脱塩装置。
請求項 1又は 2に記載の復水脱塩装置によって、原子力発電プラントの復水を脱塩 処理することを特徴とする復水脱塩方法。
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