FI101685B - Materiaaleja ja menetelmiä suspendoituneiden epäpuhtauksien adsorboimi seksi ja poistamiseksi - Google Patents

Description

101685

Materiaaleja ja menetelmiä suspendoituneiden epäpuhtauksien adsorboimiseksi ja poistamiseksi Tämä keksintö koskee materiaaleja ja menetelmiä 5 suspendoituneiden epäpuhtauksien adsorboimiseksi ja poistamiseksi. Tarkemmin sanoen tämä keksintö koskee ionin-vaihtohartsia olevaa, orgaanista, polymeeristä adsorptio-ainetta tai absorboivaa materiaalia, jolla on ainutlaatuinen pinta- ja pintakerrosrakenne ja morfologia ja jolla 10 suspendoituneet epäpuhtaudet, jotka koostuvat pääasiassa metallioksideista, joita on läsnä hivenmääriä vedessä, jota on määrä käsitellä esimerkiksi ultrapuhtaan veden valmistamiseksi, voidaan poistaa huomattavasti parantuneella hyötysuhteella. Yleisesti ottaen kondensaatiovedes-15 sä olevat metallioksidit koostuvat pääasiassa rautaoksideista, joita kutsutaan "mudaksi" tai "mutaraudaksi". Tämä keksintö koskee myös ko. polymeerisen adsorptioaineen tai adsorboivan materiaalin käyttöä ja menetelmiä suspendoituneiden epäpuhtauksien poistamiseksi käyttäen ko. polymee-20 rista adsorptioainetta tai adsorboivaa materiaalia.

Jotta olisi mahdollista pitää höyryvoimalaitoksissa käytettyjen kattiloiden sisäosat aina puhtaina, kondensaa-tiovesi, joka palaa kondensoivasta turbiinista kattilaan, puhdistetaan tarkasti kondensaatin mineraalinpoistolait-25 teella, ennen kuin se toimitetaan jäähdytysvetenä kattilaan .

Kondensaatin mineraalinpoistolaite on "sekakerros"-tyyppiä, jossa kationinvaihtohartsia ja anioninvaihtohart-sia on pakattu seokseksi. Kondensaatiovedessä olevat epä-30 puhtaudet, ts. ionikomponentit ja suspendoituneet kiinteät . komponentit (jotka koostuvat pääasiassa hienojakoisista, hiukkasmaisista metallioksideista) , erotetaan ioninvaihdolla ja adsorptiolla ja suodatuksella kondensaatioveden puhdistamiseksi. Tässä yhteydessä ioninvaihtohartsit voi-35 daan luokitella orgaanisiksi, polymeerisiksi adsorptioai- 2 101685 neiksi. Kationin- ja anioninvaihtohartsien sekakerroksia on tavanomaisesti muodostettu käyttäen geelimuodossa olevia hartseja ja/tai huokoisia ja/tai makroverkkomaisia hartseja.

5 Tavanomaisessa hiukkasmaisten ioninvaihtohartsien käyttömenetelmässä epäpuhtaudet, kuten ionikomponentit ja metallioksidit, jotka ioninvaihtohartsit ovat adsorboineet tai vanginneet, poistetaan jaksoittaisilla regeneroinneil-la kemikaaleja tai mekaanista takaisinpesua käyttäen kon-10 densaatin mineraalinpoistolaitteen pitämiseksi puhtaassa tilassa.

Samalla kun epäpuhtauksien kondensaatiovedestä poiston hyötysuhde on tärkeä mitä tulee sekä ionikompo-nentteihin että metallioksideihin, metallioksidien, kuten 15 mutaraudan, parannettu erottaminen on tullut erityisen tärkeäksi kiehuva vesi -ydinreaktoreiden toiminnalle höyryvoimalaitoksissa. Erottaminen suoritetaan tarkoituksena pienentää radioaktiivisuusannosta, jolle käyttöhenkilöt altistuvat laitoksen jaksoittaisten tarkastusten aikana 20 laitoksen seistessä, pienentämällä niiden metallioksidien määrää, jotka kulkeutuvat jäähdytysvedestä ydinreaktoriin. On kuitenkin havaittu, ettei tätä tarvetta pystytä tyydyttämään tunnetun tekniikan menetelmällä käyttäen tavan omaisia hiukkasmaisia ioninvaihtohartseja, sillä se ei ole 25 erityisen tehokas poistamaan metallioksideja.

Näissä olosuhteissa tämän keksinnön tekijät suorittivat laajoja tutkimuksia parannetun adsorptioaineen kehittämiseksi, joka kykenee poistamaan metallioksidit kondensaatiovedestä suurella hyötysuhteella.

30 Tämän vuoksi eräänä tämän keksinnön tavoitteena on .· saada aikaan adsorptioaine, jolla suspendoituneet epäpuh taudet voidaan tehokkaasti poistaa kondensaatiovedestä, jota käsitellään kondensaatin mineraalinpoistolaitteella.

Toisena tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan 35 materiaali, jolla suspendoituneet epäpuhtaudet voidaan 101685 3 tehokkaasti poistaa kondensaatiovedestä, jota käsitellään kondensaatin mineraalinpoistolaitteella.

Tämän keksinnön lisätavoitteena on saada aikaan menetelmä suspendoituneiden epäpuhtauksien poistamiseksi 5 kondensaatiovedestä, jossa menetelmässä käytetään mainittua adsorptioainetta tai poistavaa materiaalia.

Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi ja tämän keksinnön tarkoituksen mukaisesti tämän keksinnön orgaanista, polymeeristä adsorptioainetta käytetään adsorboimaan ja 10 poistamaan suspendoituneita epäpuhtauksia (jotka koostuvat pääasiassa kolloidisista aineista, kuten metallioksideis-ta), joita on läsnä hivenmääriä vedessä, jota käsitellään laitteistossa, jolla tuotetaan ultrapuhdasta vettä käytettäväksi puolijohdeteollisuudessa tai kondensaatin puhdis-15 timessa höyryvoimalaitoksissa, ja se koostuu hiukkasmai- sesta tai jauhetusta kationinvaihtohartsista ja anionin-vaihtohartsista, ja mainitulla adsorptioaineella on sellainen pintakerroksen rakenne ja morfologia, että rakeiden nähdään sitoutuvan toisiinsa, kun niitä tarkastellaan 20 pyyhkäisyelektronimikroskoopilla näkökentässä, jonka suu rennus vaihtelee 50 - 200 000 -kertaisen välillä.

Tämä keksintö koskee ioninvaihtajaa, joka sisältää regeneroitavissa olevaa kationinvaihtohartsia (H-muoto) ja regeneroitavissa olevaa anioninvaihtohartsia (OH-muoto), 25 jotka ovat partikkelimaisia, orgaanisia polymee- riabsorbentteja, adsorboimaan ja poistamaan suspendoituneita epäpuhtauksia, joita on läsnä hivenmääriä käsiteltävänä olevassa vedessä ja jotka koostuvat pääasiassa metal-lioksideista, jolloin 30 - molemmat hartsit käsittävät todellisessa pallo- .· maisessa muodossa olevia partikkeleita, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm; - kationinvaihtohartsin tehollinen ominaispinta-ala on 0,02 - 0,20 m2/g kuivaa hartsia ja anioninvaihtohartsin 35 tehollinen ominaispinta-ala 0,02 - 0,10 m2/g kuivaa hart- 101685 4 siä, ja tehollinen ominaispinta-ala mitataan kryptonin ja/tai kryptonia vastaavan adsorboituneen määrän perusteella; - kationinvaihtohartsilla on sellainen pintakerrok-5 sen rakenne, että yksikkörakeiden, joiden koko on 0,1 - 1.0 μπι, nähdään sitoutuvan toisiinsa, kun niitä tutkitaan pyyhkäisyelektronimikroskoopilla näkökentässä, jonka suurennus vaihtelee välillä 50 - 200 000, edullisesti 1000 -10 000; 10 - kationinvaihtohartsilla on mehiläiskenno- ja/tai suomupintarakenne, jossa pinnalla on uria, jolloin kunkin yksikkömehiläiskennon ja/tai -suomun yksikköpinta-ala on 1-50 μπι2 ja ne ovat agglomeroituneet yhteen muodostaen epäsäännöllisen pintarakenteen ja -morfologian, pinnan 15 ollessa sellainen, että yksittäiset yksikkömehiläiskennot ja/tai -suomut ovat toinen toistensa vieressä urien välityksellä, joiden leveys on 0,1 - 5,0 μπι ja syvyys 0,1 - 5.0 μιη ja mainittujen urien kokonaispituus on 100 - 1 000 mm/mm2; 20 - sekä kationinvaihtohartsin että anioninvaihto- hartsin silloitusaste on alueella 3 - 8 %; - kationinvaihtohartsilla on kaksoisrakenne, jossa kuorikerrosta on vähintään 0,1 - 10 μτη:η syvyyteen pinnasta; 25 - kationinvaihtohartsin pinnan pH-arvo (vetyionien väkevyys kiinteällä pinnalla) on 1,50 - 1,90 märässä tilassa ja anioninvaihtohartsin pinnan pH-arvo on 11,50 -13,80 märässä tilassa; - kationinvaihtohartsin sähkökineettinen rajapinta- 30 potentiaali (zeta-potentiaali) on -20 - -40 mV jauhetilas- .· sa, joka on saatu jauhamalla hartsi, ja anioninvaihtohart sin sähkökineettinen potentiaali (zeta-potentiaali) on +20 - +45 mV jauhetilassa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μιη.

5 101685

Todellisten pallomaisten hiukkasten koon tässä ad-sorptioaineessa ei tarvitse olla jatkuvasti muuttuva Gaussin jakautuman aikaansaamiseksi, vaan sen sijaan niillä voi olla yksi ainoa tai yhtenäinen hiukkaskoko.

5 Todellisten pallomaisten hiukkasten muodossa oleva adsorptioaine voidaan jauhaa hienojakoiseksi pulverimuo-dossa olevan adsorptioaineen saamiseksi.

Edellä kuvattua adsorptioainetta voidaan käyttää pakkauskerroksen ja/tai suodatinkerroksen aineosana mate-10 riaalin valmistamiseksi, joka kykenee poistamaan suspen-doituneet epäpuhtaudet ultrapuhtaasta vedestä tai konden-saatiovedestä parantuneella hyötysuhteella.

Vielä muun tämän keksinnön kohdan mukaisesti edellä kuvattua materiaalia voidaan käyttää menetelmissä suspen-15 doituneiden epäpuhtauksien poistamiseksi erilaisista käsiteltävistä vesistä, kuten ultrapuhtaasta vedestä, jota käytetään puolijohdeteollisuudessa, tai kondensaatiovedes-tä, jota tuotetaan höyryvoimalaitoksissa.

Niinpä keksintö koskee myös menetelmää suspendoitu-20 neiden epäpuhtauksien adsorboimiseksi ja poistamiseksi, joita epäpuhtauksia on läsnä hivenmääriä kondensaatiove-dessä, joka on peräisin höyryvoimalaitoksista, ja jotka koostuvat pääasiassa metallioksideista, jolloin menetelmässä 25 (A) sekoitetaan keskenään kationinvaihtohartsia (H-muodossa) ja anioninvaihtohartsia (OH-muodossa), niin että kationinvaihtohartsin tilavuussuhde anioninvaihto-hartsiin on välillä 0,5 - 2,0 ioninvaihtohartsisekakerrok-sen muodostamiseksi, jolloin mainitulla kationinvaihto-30 hartsilla ja mainitulla anioninvaihtohartsilla on edellä kuvatut ominaisuudet, ja (B) johdetaan kondensaatiovesi kulkemaan mainitun ioninvaihtohartsisekakerroksen läpi lineaarisella nopeudella 60 - 130 m/h kondensaatioveden saattamiseksi koske-35 tukseen mainitun hartsikerroksen kanssa.

6 101685

Keksintö koskee vielä lisäksi menetelmää suspendoi-tuneiden epäpuhtauksien adsorboimiseksi ja poistamiseksi, joita epäpuhtauksia on läsnä hivenmääriä kondensaatiove-dessä, joka on peräisin höyryvoimalaitoksista, ja jotka 5 koostuvat pääasiassa metallioksideista, jolloin menetelmässä (A) jauhetaan kationinvaihtohartsia (H-muodossa) ja anioninvaihtohartsia (OH-muodossa), joilla kummallakin on todellisessa pallomaisessa muodossa olevat hiukkaset, joi- 10 den halkaisija on 0,2 - 1,2 mm, hienojakoisen kationin-vaihtohartsin ja hienojakoisen anioninvaihtohartsin saamiseksi ; (B) sekoitetaan jauhettua kationinvaihtohartsia jauhettuun anioninvaihtohartsiin painosuhteessa 0,5 - 6 15 kuivapainosta laskettuna; (C) suspendoidaan ja dispergoidaan seos veteen lietteen muodostamiseksi liuokseen; (D) esipinnoitetaan suodatinkerros liuoksessa olevalla vesi-hartsilietteellä esipinnoitteen muodostamisek- 20 si, joka toimii suodatus/mineraalinpoistokerroksena, esi pinnoitteen määrän ollessa 0,5 - 2,0 kg (kuivana) seka-hartsia /m2 suodattimen pinta-alaa, (E) johdetaan kondensaatiovesi kulkemaan esipinnoi-tetun suodatus/mineraalinpoistokerroksen läpi lineaarisel- . 25 la nopeudella 1,0 - 13,0 m/h kondensaatioveden saattami seksi kosketukseen esipinnoitteen kanssa, jolloin mainitulla kationinvaihtohartsilla ja mainitulla anioninvaihto-hartsilla on edellä kuvatut ominaisuudet.

Tämän keksinnön adsorptioaineella on sellainen pin- 30 ta ja/tai pinnan rakenne ja/tai morfologia, että se kyke-nee selektiivisesti adsorboimaan ja poistamaan metalliok-sideja. Tästä johtuen verrattuna ioninvaihtoadsorptioai-neisiin, joita käytetään tavanomaisissa "sekakerros"-tyyppisissä mineraalinpoistolaitteissa tämän keksinnön adsorp- 35 tioaineella on suurempi affiniteetti metallioksideihin, ja 7 101685 se kykenee erottamaan ja poistamaan ne suuremmalla hyötysuhteella. Näin ollen, kun tämän keksinnön adsorptioainet-ta käytetään mineraalinpoistossa, sillä on se etu, että se tuottaa puhtaampaa vettä, joka sisältää pienempiä määriä 5 metallioksideja.

Muut tämän keksinnön tavoitteet ja edut käyvät alaan perehtyneille ilmi seuraavasta kuvauksesta.

Kuvio 1 on pyyhkäisyelektronimikroskooppikuva, joka esittää erilaisten polymeeristen adsorptioaineiden pinnan 10 tilaa, jotka aineet ovat kaikki kationinvaihtohartseja; kuvio 2 on kuvaaja, joka esittää kahden polymeerisen adsorptioaineen (kationinvaihtohartseja) silloitusas-teen ja metallioksidien väkevyyden (ppb Fe:na) välistä suhdetta vedessä, jota on käsitelty ko. polymeerisillä 15 adsorptioaineilla; kuvio 3 on kuvaaja, joka esittää polymeerisen adsorptioaineen (kationinvaihtohartsi) suhteellisen ominais-pinta-alan ja sen suhteellisen hyötysuhteen välistä suhdetta, jolla mainittu polymeerinen adsorptioaine poistaa 20 metallioksideja; kuvio 4 on juoksukaavio laitteistosta, jota käytetään "sekakerros"-kolonnikokeessa, joka suoritettiin tämän keksinnön tehokkuuden osoittamiseksi; kuvio 5 on kuvaaja, joka esittää useita läpimurto-. 25 käyriä, jotka on saatu poistamalla metallioksideja käyt täen eri ioninvaihtohartseja "sekakerros"-kolonnikokeessa; kuvio 6 on kuvaaja, joka esittää kationihartsin ominaispinta-alan ja mutaraudan tehokkaan poiston välistä suhdetta; 30 kuvio 7 on kuvaaja, joka esittää kationinvaihto- hartsin ominaispinta-alan ja kationihartsin pinnalle adsorboituneen mutaraudan poistoprosentin välistä suhdetta; ja 8 101685 kuvio 8 on juoksukaavio, joka esittää suodatusmine-raalinpoiston koesysteemiä esipäällystetyllä hartsipulve-rilla.

Menetelmiä ioninvaihtohartsin valmistamiseksi, joka 5 toimii tämän keksinnön polymeerisenä adsorptioaineena, tunnetaan jo, ja niitä on kuvattu useissa kirjallisuusviitteissä mukaan luettuna japanilainen patenttijulkaisu nro 18 705/1984 ja myös japanilainen patenttijulkaisu nro 98 117/1984. Näistä eri ioninvaihtohartseista, joita on 10 valmistettu näillä menetelmillä, ne, joilla on edellä kuvatut fysikaaliset ja/tai kemialliset ominaisuudet, ovat erityisen tehokkaita poistamaan suspendoituneita epäpuhtauksia, mm. hienojakoisia, hiukkasmaisia metallioksideja, kuten mutarautaa, joita on läsnä hivenmääriä ultrapuhtaas-15 sa vedessä ja kondensaatiovedessä.

Tämän keksinnön tekijät valitsivat 14 kationinvaih-tohartsia ja 6 anioninvaihtohartsia, jotka olivat erityisen tehokkaita poistamaan hienojakoiset metallioksidit kondensaatiovedestä, ja analysoivat ko. hartsien kemialli-20 set ja fysikaaliset ominaisuudet. Tyypilliset tulokset analyyseistä esitetään taulukossa 1; viisi taulukossa 1 luetelluista tekijöistä, ts. vedenpidätyskyky (vesipitoisuus) , irtopainotiheys märkänä, ominaispaino, neutraalin suolan hajoituskapasiteetti ja murskautumislujuus, on ru-25 tiiniparametreja, jotka mitataan ioninvaihtohartsien ylei sinä ominaisuuksina; esimerkiksi vedenpidätyskyky mitataan normin ASTM D 2187-82 menetelmällä B; irtopainotiheys märkänä mitataan takaisinpestynä ja laskeutuneena tiheytenä normin ASTM D 2187-82 menetelmällä C; ominaispaino märässä 30 tilassa mitataan menetelmällä, joka on kuvattu teoksessa *i "Diaion Manual", osa 1, sivu 141, 2 painos, 1. heinäkuuta 1990, Mitsubishi Kasei Corporation (japaniksi); suolanha-joituskapasiteetti mitataan normissa ASTM D 2187-82 kuvatulla menetelmällä E kationinvaihtohartsien osalta ja me-35 netelmällä H anioninvaihtohartsien osalta; ja murskautu- 101665 9 mislujuus mitataan murenevuutena Dowex Resin -menetelmällä nro 25 (3. tammikuuta 1973); "hartsin pinnan pH" mitattiin pienois-pH-mittarilla, malli C-l, Advantec Horiba Co., Ltd.; "ominaispinta-ala" mitattiin Quantasorb-laitteella, 5 valmistaja Quantachrome, Inc., BET-menetelmällä käyttäen kryptonia adsorboituvana kaasuna; ja zeta-potentiaali mitattiin yhtiön Rank Brothers Co., Ltd hiukkasmikroelektro-foreesilaitteella, malli Mark II, elektroforeettisesti soveltaen sitä näytehartsin hienojakoisiin hiukkasiin, jotka 10 dispergoitiin ja suspendoitiin puhtaaseen veteen.

Kuvio 1 on pyyhkäisyelektronimikroskooppivalokuva, joka esittää kationinvaihtohartsista muodostettujen eri polymeeristen adsorptioaineiden pintarakennetta. Valokuva (A) esittää tavanomaisen geelityyppisen adsorptioaineen 15 (koskematon: ehdottomasti DIAION "SK1B") pinnan tilaa.

Tällä adsorptioaineella on selvästi erittäin sileä pinta koskemattomassa tilassa. Valokuva (B) esittää tämän adsorptioaineen (ehdottomasti vanhennettu DIAION SK1B) pinnan tilaa, kun se on heitetty pois pitkäaikaisen käytön 20 jälkeen täydentävässä mineraalinpoistolaitteessa. Tämän keksinnön tekijöiden aikaisemmin suorittamien eri tutkimusten mukaisesti on havaittu, että tehokkuus, jolla me-tallioksideja, jotka ovat suspendoituneet kolloidisina aineina hivenmäärinä puhtaaseen veteen, voidaan poistaa I 25 polymeerisillä adsorptioaineilla, on alhainen niin kauan kuin ne ovat tuoreita ja että vähittäistä kasvua tapahtuu, kun niitä käytetään, ajan kuluessa. Eräs syy tähän ilmiöön on, että kun polymeeristä adsorptioainetta, erityisesti kationinvaihtohartsia, käytetään ajan kuluessa, sen kyky 30 adsorboida kolloidisia aineita kasvaa sillä tavoin, että ne voivat helposti liittyä adsorptioaineeseen sen pinnan läpi. Tämä ilmiö selitetään yleensä adsorptioaineen matriisien muutoksena, jonka hapettava hajoaminen aiheuttaa polymeerisen adsorptioaineen palautumattomana paisumisena. 35 Tämän ilmiön seurauksena valokuvassa (A) esitetty sileä 10 101685 pinta muuttuu mehiläiskenno- ja/tai suomurakenteeksi, jossa on uria, kuten valokuva (B) osoittaa. Valokuva (C) esittää tavanomaisen, makrohuokoisen, kationisen adsorp-tioaineen pinnan tilaa (koskematon: ehdottomasti DIAION PK 5 216). Tällä adsorptioaineella on selvästi huokoinen pinta.

Tämä adsorptioaine poistaa ensin tehokkaasti kolloidiset aineet, mutta tämä tehokkuus laskee nopeasti, koska ad-sorptioaineessa olevat huokoset tukkeutuvat kolloidisilla aineilla melko lyhyessä ajassa. Valokuva (D) esittää tämän 10 keksinnön uuden polymeerisen adsorptioaineen pinnan tilaa (koskematon). Tällä adsorptioaineella on selvästi pinta, joka on aivan erilainen kuin tavanomaisilla geelityyppi-sillä ja makrohuokoisilla adsorptioaineilla koskemattomassa tilassa ja joka on melko samanlainen kuin valokuvassa 15 (B) esitetty tila. Tämän vuoksi voidaan havaita, että tä män keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella on korkea tehokkuusaste kolloidisten aineiden adsorboimisessa ja poistossa sen käytön alusta alkaen.

Kuvio 2 esittää tyypillisiä esimerkkejä tutkimusten 20 tuloksista, joilla tutkitaan metallioksidien poiston tehoa vedestä erilaisilla polymeerisillä adsorptioaineilla ko. adsorptioaineiden silloitusasteen funktiona. Kuvion 2 kuvaajassa vaaka-akselille on merkitty adsorptioaineiden silloitusaste ja pystyakselille on merkitty niiden metal-I 25 lioksidien (ts. rautaoksidien) väkevyys, jotka jäivät poistamatta käsitellystä vedestä. Tässä tutkimuksessa mu-taraudan keskimääräinen tuloväkevyys oli n. 17,5 ppb Fe:na. Tämän keksinnön tekijöiden suorittamien aikaisempien tutkimusten mukaisesti polymeeristen adsorptioainei-30 den kyky poistaa metallioksideja puhtaasta vedestä riippuu * ko. adsorptioaineiden silloitusasteesta, ja niiden kyky kasvaa, kun silloitusaste laskee. Tämän keksinnön tekijät havaitsivat edelleen suoritettujen tutkimusten kuluessa, että tämän keksinnön toteuttamiseksi myös polymeerisillä 35 adsorptioaineilla, joilla oli vastaavat silloitusasteet, 11 101685 oli oleellisia eroja niiden kyvyssä poistaa metalliokside-ja riippuen niiden pinnan tilasta ja/tai morfologiasta, kuten pintakerroksen morfologiasta. Kuvio 2 osoittaa, että tämän keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella on mer-5 kittävästi parempi kyky poistaa metallioksideja kuin tavanomaisella geelityyppisellä adsorptioaineella.

Kuvio 3 esittää tuloksia tutkimuksista, joilla tutkittiin tämän keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella tapahtuneen metallioksidien poiston tehokkuuden ja sen 10 tehollisen ominaispinta-alan välistä suhdetta, joka pinta-ala mitattiin perustuen kryptonin adsorption määrään (tätä menetelmää, josta käytetään yleisesti nimitystä "BET-mene-telmä", käytetään usein keinona, jolla arvioidaan kvantitatiivisesti polymeeristen adsorptioaineiden pinnan ti-15 laa) . Tulokset sisältävät kuviossa 2 esitetyt tiedot ja ilmoitetaan suhteellisina arvoina normalisoimalla tavanomaisella geelityyppisellä adsorptioaineella saadut tulokset arvoksi yksi. Kuten kuvio 2 myös kuvio 3 osoittaa, että tämän keksinnön polymeerinen adsorptioaine on ylivoi-20 mainen tavanomaiseen geelityyppiseen adsorptioaineeseen verrattuna kyvyssään poistaa metallioksideja.

Esimerkit

Seuraavat esimerkit esitetään tarkoituksena valaista lähemmin tätä keksintöä, mutta niitä ei ole millään ta-: 25 voin pidettävä rajoittavana.

Esimerkki 1 Tämän keksinnön tehokkuuden varmistamiseksi suoritettiin seuraavassa kuvattu koe "sekakerros11 -tyyppisessä kolonnissa.

30 Sekakerroskolonnikoe * (1) Koeolosuhteet Käyttäen testaussysteemiä, jolla oli kuviossa 4 esitetty rakenne, suoritettiin "sekakerros"-kolonnikoe seuraavissa olosuhteissa.

12 101685 (i) Polymeeristen adsorptioaineiden (ts. ioninvaih-tohartsien) spesifikaatiot:

Yhdistelmä, jossa oli tavanomaista, vahvasti hapanta, geelityyppistä kationinvaihtohartsia (H-muoto), 5 jonka silloitusaste (XL %) oli 6 % {DIAION SK106) tai 8 % (DIAION SK1B), ja tavanomaista, vahvasti emäksistä anioninvaihtohartsia (OH-tyyppi) (DIAION SA10B); yhdistelmä, jossa oli tavanomaista, vahvasti hapanta geelityyppistä kationinvaihtohartsia (XL = 8 %) (DIAION SK1B) ja talo vanomaista, vahvasti emäksistä, geelityyppistä anioninvaihtohartsia (DIAION SA10B) (ioninvaihtohartsit olivat sellaisia, että ne heitettiin pois pitkäaikaisen käytön jälkeen täydentävässä mineraalinpoistolaitteessa ja ka-tioninvaihtohartsin silloitusasteen arvioitiin olevan hä-15 vityshetkellä XL = 7 % perustuen vedenpidätyskykymittauk-sen tuloksiin); yhdistelmä, jossa oli tavanomaista, vahvasti hapanta, makrohuokoista kationinvaihtohartsia (XL = 8 %) (DIAION PK216) ja tavanomaista, vahvasti emäksistä, makrohuokoista anioninvaihtohartsia (DIAION PA316); ja 20 yhdistelmä, jossa oli kolmea uutta tämän keksinnön adsorp-tioainetyyppiä, ts. vahvasti hapanta kationinvaihtohartsia (XL =6, 8 tai 10 %) ja vahvasti emäksistä anioninvaihtohartsia; näitä ioninvaihtohartseja käytettiin seoksina "sekakerrosten" muodostamiseen; ·, 25 (ii) Käytetty hartsien määrä:

Kolonnit pakattiin kationin- ja anioninvaihtohart-seilla, joita sekoitettiin tilavuussuhteessa 1,66/1,0 90 cm:n kerroskorkeuden aikaansaamiseksi (sekahartsien kokonaismäärä oli n. 1,8 1 joka kolonnissa); sen jälkeen 30 puhdasta vettä, joka sisälsi suspendoituneena hivenmääriä * rautaoksideja (jäljempänä käytetään nimitystä mutarauta) (n. 17,5 ppb Fe:na) johdettiin kolonnien läpi; (iii) Syöttöveden lineaarinen nopeus: LV = 108 m/h; 13 101685 (iv) Syöttöaika: Vähintään kolme kiertojaksoa yhden kiertojakson kestoajan ollessa n. 16 vrk.

(v) Mutaraudan näytteenotto tulo- ja poistovirras- 5 ta:

Tulo- ja poistovirtaan suspendoitunutta mutarautaa kerättiin päivittäin HA-tyyppisille Millipore-suodattimille, joiden nimellinen huokoskoko oli 0,45 μιη ja halkaisija 47 mm, mutaraudan väkevyyden mittaamiseksi ja määrittä-10 miseksi.

(vi) Mutaraudan väkevyyden mittaaminen ja määrittäminen :

Millipore-suodattimelle kerätty mutarauta mitattiin näytettä tuhoamatta ja määritettiin kvantitatiivisesti 15 haja-aallonpituisella röntgenfluoresenssispektroskopialla.

Tässä tutkimuksessa käytetty instrumentti oli yhtiön Rigaku Denki Inc. Simultix System 3530 varustettuna mikrotietokoneella automaattista tietojenkäsittelyä varten.

(2) Koetulokset 20 Esimerkki koetuloksista esitetään kuviossa 5. Ku viossa 5 esitetyn kuvaajan vaaka-akselilie on merkitty vuorokausien lukumäärä, jona aikana vettä johdettiin kolonnien läpi, ja pystyakselille on merkitty rautaoksidien väkevyys (ppb-yksiköissä Fe:na) kolonnin syöttö- ja pois-·. 25 toaukon kohdalla. Kuvaajan oikealle puolelle numeroilla 1-8 merkityt käyrät tarkoittavat seuraavaa: 1, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin syöttöaukossa; 2, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin poistoaukon kohdalla, kun kolonni on pakattu tavanomaisella, geelityyppisellä 30 ioninvaihtohartsilla (XL = 8%) (DIAION SK1B/SA10B); 3, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty tämän keksinnön polymeerisellä adsorp-tioaineella (XL = 10%); 4, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty tavan-35 omaisella, makrohuokoisella ioninvaihtoaineella (XL = 8 %) 14 101685 (DIAION PK216/PA316); 5, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty hylätyllä tavanomaisella, geelityyppisellä ioninvaihtoaineella (XL· = 7 %) (vanhennettu DIAION SK1B/SA10B); 6, rautaoksi-5 dien väkevyys kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty tavanomaisella, geelityyppisellä ioninvaihtoaineella (XL· = 6 %) (DIAION SK106/SA10B) ; 7, rautaoksidien väke vyys vedessä kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty tämän keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella 10 (XL =81); ja 8, rautaoksidien väkevyys vedessä kolonnin poistoaukossa, kun kolonni on täytetty tämän keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella (XL· = 6 %).

"Sekakerros"-kolonnikokeen tulokset osoittavat seu-raavaa: kationinvaihtohartsien silloitusasteen ollessa 15 sama tämän keksinnön polymeerinen adsorptioaine on tehokkaampi poistamaan suspendoituneita rautaoksideja kuin joko puhtaat tai käytetyt tavanomaiset, geelityyppiset ionin-vaihtohartsit tai tavanomaiset, makrohuokoiset ioninvaih-tohartsit; rautaoksidien poiston tehokkuus kasvaa, kun 20 vahvasti happamien kationinvaihtohartsien silloitusaste laskee; tämän keksinnön polymeerisellä adsorptioaineella, jonka silloitusaste (XL·) on 6 %, on erityisen hyvä suorituskyky. Tämän keksinnön tekijöiden suorittamien aikaisempien tutkimusten tulosten mukaisesti, jos kationinvaihto-; 25 hartsien silloitusaste on liian pieni, hartsimatriisien murskautumislujuus laskee ja niin tekee myös hartsien ko-konaisvaihtokapasiteetti, jolloin käy vaikeaksi käsitellä niitä käytännön sovellutuksissa. Kationinvaihtohartsin silloitusasteen alaraja, joka on sopusoinnussa käytännön 30 sovellutusten kanssa, on 3 %.

Kuviossa 2 verrataan tämän keksinnön polymeeristä adsorptioainetta tavanomaiseen, geelityyppiseen ioninvaih-tohartsiin edellä kuvattujen koetulosten perusteella, jossa vaaka-akselille on merkitty kationinvaihtohartsin tai 35 polymeerisen adsorptioaineen silloitusaste ja pystyakse- 15 101685 lille on merkitty metallioksidien väkevyys käsitellyssä vedessä.

Seuraavaksi käyttäen tämän keksinnön uuden geeli-tyyppisen kationin- ja anioninvaihtohartsin yhdistelmää, 5 joka on esitetty taulukossa l, suoritettiin koe sen muta-rautaa poistavan kyvyn arvioimiseksi. Koesysteemillä oli kuviossa 4 esitetty rakenne, ja koeolosuhteet olivat samat kuin mitä käytettiin esimerkissä 1 kuvatussa sekakerrosko-lonnikokeessa. Kokeen tulokset esitetään kuviossa 6; kuvi-10 on 6 kuvaajan vaaka-akselille on merkitty sekakerroksessa olevan kationinvaihtohartsin pinta-alan suhteellinen arvo tavanomaisen, geelityyppisen, koskemattoman kationinvaihtohartsin pinta-alan ollessa merkitty luvulla 1, ja pystyakselille on merkitty mutaraudan väkevyys (ppb Fe:na) ko-15 lonnin poistoaukossa. Kuviosta 6 ilmenee, että kun kationinvaihtohartsin pinta-ala kasvoi, mutaraudan väkevyydellä kolonnin poistoaukossa oli taipumus lähestyä alempaa arvoa samalla, kun siihen liittyi väheneviä vaihteluja, mikä osoittaa mutaraudan tehokasta poistoa ioninvaihto-20 hartseilla. Tämä ilmiö antaa olettaa, että kationinvaihto-hartsien ominaispinta-ala ja muut fysikaaliset ja/tai kemialliset ominaisuudet näyttelevät tärkeää osaa mutaraudan poistossa.

Kuviossa 6 esitettyjä tuloksia voidaan arvioida 25 "pintaan adsorboituneen mutaraudan" poistoprosenttina, joka määritellään kationinvaihtohartsipallosten pinnalle adsorboituneeksi mutaraudaksi, kuten kuviossa 7 on esitetty. Kuviossa 7 olevan kuvaajan vaaka-akselille on merkitty sekakerroksessa olevan kunkin kationinvaihtohartsin mitat-30 tu ominaispinta-ala, ja pystyakselille on merkitty muta-raudan rautasisällön prosentti, joka poistettiin "pintaan adsorboituneena mutarautana" ko. kationinvaihtohartsilla, mutaraudan kokonaisrautasisällöstä kolonnin syöttöaukossa. "Pintaan adsorboitunut mutarauta" on sanonta, jota on so-35 pivaa käyttää parametrina tämän keksinnön ka- 16 101685 tioninvaihtohartsin suorituskyvyn analysointiin, ja se määritellään seuraavasti: sen jälkeen, kun oli suoritettu mutaraudan poistokoe edellä mainituissa sekakerroskolonni-kokeen olosuhteissa, mutaraudan hienojakoiset hiukkaset, 5 jotka jäivät loukkuun sekakerroksessa olevien ioninvaihto-hartsien pallosten välisiin tiloihin, poistettiin helposti takaisinpesulla vedellä ja ilmalla (näin poistetusta muta-raudasta voidaan käyttää nimitystä "rajapinnoille kerrostunut mutarauta") ja mutarauta, joka jäi lujasti tart-10 tuneena kationin- ja/tai anioninvaihtohartsin pintakerrokseen, irrotettiin ultraäänipuhdistuksella ja kerättiin suodatinpaperille; suodattimelle näin saatu rauta määritellään "pintaan adsorboituneeksi mutaraudaksi".

Kuvio 7 osoittaa selvästi, että kun kationinvaihto-15 hartsin ominaispinta-ala kasvoi, sen kyky poistaa "pintaan adsorboitunutta mutarautaa" parani merkittävästi. Tämä ilmiö antaa olettaa, että avaintekijä mutaraudan poistote-hon parantamiselle sekakerroskolonnissa on muuttaa ympäristöä, jossa mutarautahiukkaset liittyvät kationinvaihto-20 hartsin yksittäisten hiukkasten pääosaan niiden pintojen välityksellä.

Näin ollen osoitettiin, että uusi ioninvaihtohart-si, joka toimii tämän keksinnön polymeerisenä adsorptio-aineena, on erittäin tehokas ultrapuhtaan veden tai kon-, 25 densoituneen veden käsittelytarkoitukseen erittäin kor keaan puhtaustasoon poistamalla kolloidisten metallioksi-dien hivenmäärät, joista tyypillinen on mutarauta.

Esimerkki 2

Suodatus/mineraalinpoistokoe esipäällystetyllä 30 hartsipulverilla (l) Koeolosuhteet

Suoritettiin mutaraudan poistokoe käyttäen suoda-tus/mineraalinpoistosysteemiä (tehollinen suodatusala: 6 m2) , joka oli varustettu 53 ruostumatonta terästä oleval-35 la lankaseulakerroksella (silmäkoko 32 μπι) , joiden hai- 17 101685 kaisi ja oli 25,4 mm ja tehollinen pituus 1372 mm. Koesysteemin virtausdiagrammi on esitetty kuviossa 8.

Taulukossa 1 esitetyt kationin- ja anioninvaihto-hartsit jauhettiin mekaanisesti (esim. märkävasarajauha-5 tuksella), ja saadut hartsipulverit panostettiin esipin-noitusmateriaalisäiliöön, jossa niihin sekoitettiin vettä vesi/hartsilietteen muodostamiseksi n. 8 %:n väkevyisenä. Liete syötettiin sitten imurin läpi suodatin/mineraalin-poistoastiaan sen esipinnoittamiseksi 40 minuutin ajan 10 0,04 %:n esipinnoiteväkevyydellä.

(i) Hartsin sekoitussuhde:

Kationin-/anioninvaihtohartsi = 3/1 (kuivapainosta) .

(ii) Esipinnoitteen paino: 15 1,0 kg kuivaa sekahartsia/m2 suodattimen pinta-alaa (kokonaisesipinnoituspaino = 6,0 kg kuivaa sekahartsia).

(iii) Esipinnoitusnopeus:

Lineaarinen nopeus (LV) = 3,7 m/h (virtausnopeus = 22 m3/h) .

20 Suoritettiin kierrätysoperaatio LV-arvolla 7,8 m/h (virtausnopeus = 47 m3/h) kierrätyspumppua käyttäen ja syöttäen amorfista rautaoksidia jatkuvasti simuloituna mutarautana mudan syöttösäiliöstä annostelupumpun avulla. Kierrätysoperaation aikana mutaraudan väkevyys suoda-·, 25 tin/mineraalinpoistoastian syöttöaukossa pidettiin arvossa 200 - 300 ppb Fe. Operaation loppupistettä kontrolloitiin siten, että paine-ero suodatin/mineraalinpoistoastian yli oli 172 kPa.

Vertailun vuoksi suoritettiin myös koe samoissa 30 olosuhteissa käyttäen kaupallisesti saatavaa kationinvaih-tohartsipulveria (PD-3) ja anioninvaihtohartsipulveria (PD-l), molempien valmistaja Epicor, Inc.

18 101685 (2) Koetulokset

Mutaraudan määrä, joka jäi loukkuun suodattimen pinta-alan (FA) yksikköä kohti, oli 60 - 70 g Fe/m2 FA tämän keksinnön hartsipulvereilla ja 40 - 45 g Fe/m2 FA kau-5 pallisesti saatavilla hartsipulvereilla. Tämän vuoksi oli selvää, että tämän keksinnön hartsipulverit olivat tehokkaampia kuin tavanomaiset muunnokset mutaraudan vangitsemisessa.

« 19 101685 I ·Ρ I —. ^h co o o t- —< t— o: o co o o ιό 0) <0 D> -— — — — — -- ·- *-··_ —

JJ .p <0 = 2COOOOOOOCO—lONlOO

D o-Hw ^oooocsjoooooc-jcm

N ClrP I I I I I I I I I I I I

' ITS Ä 3 P to tj c > **

*p ή ,-icoo—ιοοοο—(Oslo'S

Qj 3 — t— "γο^οο—io-cocmo-p

10 M SOOOOOOOOOOOO

--1 be Z — ·- ·- ·-- — =- *-·-·-·· -- v. ^ (0 \ >--000000000000

•P to V

e r-i 3 o nj s: - 2 c w 4j ‘rj 5 -^^τοο-τοο—iinf^oino-r Φ ” ® -> cot^t-cocot-inintoceeeoeo co Tl 5 I - - - v - - - -- - -~ yj* J"= , *—1 —i Ή —I —t *—i -t i—I —i — —l —i —i

Ο (Ο Ή X

o x a a 3-^^- 4J ^ 3 0 a) ocooeooocooo—ιοοο to L> U m -stnoo—ioo^ocq—icoc-jo

•H WfHOi COOCOOOCOOOincOOt-N

ti p tn \ 1-1 r 3-H O' £ g e- _

»H I

(0 ° «

C ·π I

(C (B -P

JZ V) £ 0 0000 0 0^-1—lONOO

C ro^ m in in *r in in c in in ο co co o q) c a-H · _ __ _

ί Μ -HrnrPrH^-iH-<-rPrH*P

3 -P 0 10 QJ Q)

Ή l-ι 3 3 dl E

3 cC CO -P -P — (0 jb----------------------

Eh 0 -

P I I

•C w soinf-oinco^^incocooco

—fry τ—i i-“i r—J f—i r—! i—! fH i—! Ή «—[ r—{ r—i iH

^CC ^ ***** C iH iH «—ί H »—i r-i T—i r—i 1—l r-i t—i <—!If—! p ε to c o a o --

H I I

: p o — £ m .5 ooo-coeo-cr-ocoooo 4J Λέ ΓΒ QJ 0* OOO—i—i—1—ΙΟ—ΐ—Ϊ—ΙΟ*-ί 10 P fto t— t— t— t~- f— C— t— C~- t— t— t— t1^ H ICO Ο -P t7> a 2 -p -p - a -

>H I

>1 :<c •P Ό •P Ή ,_i a J* oo^cint-t^ooo—ic-jcoco 0) C >1—. — — - — — ·— - — • Q) QJAidP ooot-oovino—i—:co

tji-σΐΟΙ OOCOOOOOCOCOCOCOOO

(D >1 ft C > -P — (U_________—--— •P 0 to P —>

3 c -P

D C C —( N O *? Q) O*poo^rinc-coo—<—<—:—I—) -p -p 1 I t I t I t I I t 1 t 1 >1 -ροουαοοοοοοοοα :« ra

Z M

20 101685 I e r~ o ci t- ci m (O QJ IO-* *· "* — *

jjjJinE CO «c· Ρ5 m CO O

o) o-η— pj pj n co ~ o- N CL-U »»♦» + * -1-—-- * ei rt “· C >0 -6 o o co o in m2 n rp n ip rt Tr " ·* o o o o o c " te --- --- - — ” \ oooooo

i N

•H lp B

E ^ 3 O lp__ c e § t- w o ci ci to jJ e ^ **rn v.

T. Ξ 1 n n es es oj 10 rt X w rt rt rt rt rt rt x aa S (A —.

rt 3 O

3 3 rt io -I-, rt 5 en o o en m

>/ 3 g O O P- in PJ PJ

to rt a o o un en pj in MU)--- rt - 3 rt σ> 3 f-E_-__

OK

u -rt i (0 ro -h «=>< ei -C ® E in to ο τ o m -- c ® _H "7 o o ei pj o t pH rt Ji ti £ rt" rt" o" rt*~ rt"" rt" o ci o; a)

o 3 3 0) E

tn *J -u — X ~ 3 i i •J U] *-rt

.2 CO CO © f— Is- CO

2 ÄO oooooo i0 cc — ^ ^ v E*H .h -h rt rt rt rt rt rt E »o 0 a

1 I

MO — • rt C U) oi ·· ao -Η >,— o in m ci p- in χιοωκ in u o m o in n α,χ o o is o o o »O O rt CP S rt rt — »0 Ό

-H >, O O O t~ t- O

aje «- — — ·- — s- c >-~ -p Li r- pj o rt G1 Ji o* Cl LI LI O W e Ό ui 1 tu sp a , > rt ·— _ o _

g -H

c e _

e rt PJ ΓΪ cl SO

0> -Hiili'· t* £<<<<<< » < 2__ 21 101685

Kun keksinnön mukaista polymeeriabsorbenttia käytetään "sekakerros"-suodatus- ja mineraalinpoistolaitteessa suspendoituneiden epäpuhtauksien poistamiseksi, joita on läsnä hivenmääriä puhtaassa vedessä, metallioksideja (eri-5 tyisesti rautaoksideja), jotka ovat epäpuhtauksien pääkom-ponentteja, voidaan poistaa riittävän suuressa määrin.

Eräässä sovellutuksessa adsorptioainetta voidaan käyttää kondensaatioveden käsittelyssä, jota syntyy höyry-voimalaitoksissa, ja erityisesti primäärijäähdytysveden 10 käsittelyssä, jota käytetään kiehuva vesi -tyyppisissä ydinvoimaloissa, ja se kykenee erittäin tehokkaaseen rautaoksidien adsorptioon ja poistoon, joita on läsnä hiven-määriä primäärijäähdytysvedessä, mikä auttaa pienentämään radioaktiivisuuden annosta, jolle käyttöhenkilöstö altis-15 tuu seisokin aikaisissa määräaikaistarkastuksissa. Toinen tämän adsorptioaineen potentiaalinen sovellutus on ultra-puhtaan veden valmistus, jota käytetään puolijohteiden valmistuksessa. Suspendoituneet epäpuhtaudet, jotka koostuvat pääasiassa metallioksideista ja joita on läsnä hi-20 venmääriä ultrapuhtaassa vedessä, voidaan tehokkaasti adsorboida ja poistaa tämän keksinnön adsorptioaineella, mikä auttaa suuresti puolijohdetuotteiden saannon parantamisessa .

»

Claims (15)

101685

1. Menetelmä suspendoituneiden epäpuhtauksien ad-sorboimiseksi ja poistamiseksi, joita epäpuhtauksia on 5 läsnä hivenmääriä kondensaatiovedessä, joka on peräisin höyryvoimalaitoksista, ja jotka koostuvat pääasiassa me-tallioksideista, tunnettu siitä, että (A) sekoitetaan keskenään kationinvaihtohartsia (H-muodossa) ja anioninvaihtohartsia (OH-muodossa), niin 10 että kationinvaihtohartsin tilavuussuhde anioninvaihto-hartsiin on välillä 0,5 - 2,0 ioninvaihtohartsisekakerrok-sen muodostamiseksi; jolloin mainitulla kationinvaihtohartsilla on: (a) kaksoisrakenne, jossa kuorikerrosta on vähin-15 tään 0,1 - 10 μτη:η syvyyteen pinnasta; (b) todellisessa pallomaisessa muodossa olevat hiukkaset, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm ja tehollinen ominaispinta-ala 0,02 - 0,20 m2/g kuivaa hartsia, jolloin tehollinen ominaispinta-ala on mitattu kryptonin ja/tai 20 kryptonia vastaavan kaasun adsorboituneen määrän perusteella; (c) sellainen pintakerroksen rakenne, että yksikkö-rakeiden, joiden koko on 0,1 - 1,0 /xm, nähdään sitoutuvan toisiinsa, kun niitä tutkitaan pyyhkäisyelektronimikros- • 25 koopilla näkökentässä, jonka suurennus vaihtelee välillä 50 - 200 000; (d) mehiläiskenno- ja/tai suomupintarakenne, jossa pinnalla on uria, jolloin kunkin yksikkömehiläiskennon ja/tai -suomun yksikköpinta-ala on 1 - 50 /xm2 ja ne ovat . 30 agglomeroituneet yhteen muodostaen epäsäännöllisen pinta rakenteen ja -morfologian, pinnan ollessa sellainen, että yksittäiset yksikkömehiläiskennot ja/tai -suomut ovat toinen toistensa vieressä urien välityksellä, joiden leveys on 0,1 - 5,0 /xm, syvyys 0,1 - 5,0 μιη ja mainittujen urien 35 kokonaispituus on 100 - 1 000 mm/mm2; 101685 (e) silloitusaste alueella 3 - 8 %; (f) pinnan pH-arvo (vetyionien väkevyys kiinteällä pinnalla) 1,50 - 1,90 märässä tilassa; ja (g) sähkökineettinen rajapintapotentiaali (zeta-5 potentiaali) -20 - -40 mV jauhetilassa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μπί; ja jolloin mainitulla anioninvaihtohartsilla on: (a1) todellisessa pallomaisessa muodossa olevat hiukkaset, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm, ja teholli-10 nen ominaispinta-ala 0,02 - 0,10 m2/g kuivaa hartsia, jolloin tehollinen ominaispinta-ala on mitattu kryptonin ja/tai kryptonia vastaavan kaasun adsorption perusteella; (b') silloitusaste alueella 3 - 8 %; (c') pinnan pH-arvo (vetyionien väkevyys kiinteällä 15 pinnalla) 11,50 - 13,80 märässä tilassa; ja (d1) sähkökineettinen potentiaali( zeta-potentiaa-li) +20 - +45 mV jauhetilassa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 /m; ja (B) johdetaan kondensaatiovesi kulkemaan mainitun 20 ioninvaihtohartsisekakerroksen läpi lineaarisella nopeudella 60 - 130 m/h kondensaatioveden saattamiseksi kosketukseen mainitun hartsikerroksen kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lineaarinen nopeus on 80 - 25 120 m/h.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lineaarinen nopeus on 100 - 115 m/h.

4. Menetelmä suspendoituneiden epäpuhtauksien ad-30 sorboimiseksi ja poistamiseksi, joita epäpuhtauksia on läsnä hivenmääriä kondensaatiovedessä, joka on peräisin höyryvoimalaitoksista, ja jotka koostuvat pääasiassa me-tallioksideista, tunnettu siitä, että (A) jauhetaan kationinvaihtohartsia (H-muodossa) ja 35 anioninvaihtohartsia (OH-muodossa), joilla kummallakin on 101685 todellisessa pallomaisessa muodossa olevat hiukkaset, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm, hienojakoisen kationin-vaihtohartsin ja hienojakoisen anioninvaihtohartsin saamiseksi; 5 (B) sekoitetaan jauhettua kationinvaihtohartsia jau hettuun anioninvaihtohartsiin painosuhteessa 0,5 - 6 kuivapainosta laskettuna; (C) suspendoidaan ja dispergoidaan seos veteen lietteen muodostamiseksi liuokseen; 10 (D) esipinnoitetaan suodatinkerros liuoksessa ole valla vesi-hartsilietteellä esipinnoitteen muodostamiseksi, joka toimii suodatus/mineraalinpoistokerroksena, esipinnoitteen määrän ollessa 0,5 - 2,0 kg (kuivana) seka-hartsia /m2 suodattimen pinta-alaa, 15 (E) johdetaan kondensaatiovesi kulkemaan esipinnoi- tetun suodatus/mineraalinpoistokerroksen läpi lineaarisella nopeudella 1,0 - 13,0 m/h kondensaatioveden saattamiseksi kosketukseen esipinnoitteen kanssa; jolloin mainitulla kationinvaihtohartsilla on: 20 (a) kaksoisrakenne, jossa kuorikerrosta on vähin tään 0,1 - 10 /xm:n syvyyteen pinnasta; (b) todellisessa pallomaisessa muodossa olevat hiukkaset, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm ja tehollinen ominaispinta-ala 0,02 - 0,20 m2/g kuivaa hartsia, jolloin ·' 25 tehollinen ominaispinta-ala on mitattu kryptonin ja/tai kryptonia vastaavan kaasun adsorboituneen määrän perusteella; (c) sellainen pintakerroksen rakenne, että yksikkö-rakeiden, joiden koko on 0,1 - 1,0 /tm, nähdään sitoutuvan . 30 toisiinsa, kun niitä tutkitaan pyyhkäisyelektronimikros- koopilla näkökentässä, jonka suurennus vaihtelee välillä 50 - 200 000; (d) mehiläiskenno- ja/tai suomupintarakenne, jossa pinnalla on uria, jolloin kunkin yksikkömehiläiskennon 35 ja/tai suomun yksikköpinta-ala on 1 - 50 μτη2 ja ne ovat 101685 agglomeroituneet yhteen muodostaen epäsäännöllisen pintarakenteen ja -morfologian, pinnan ollessa sellainen, että yksittäiset yksikkömehiläiskennot ja/tai suomut ovat toinen toistensa vieressä urien välityksellä, joiden leveys 5 on 0,1 - 5,0 μπι, syvyys 0,1 - 5,0 μπι ja mainittujen urien kokonaispituus on 100 - 1 000 mm/mm2; (e) silloitusaste alueella 3 - 8 %; (f) pinnan pH-arvo (vetyionien väkevyys kiinteällä pinnalla) 1,50 - 1,90 märässä tilassa; ja 10 (g) sähkökineettinen rajapintapotentiaali (zeta- potentiaali) -20 - -40 mV jauhetilassa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μπι; ja jolloin mainitulla anioninvaihtohartsilla on: (a1) todellisessa pallomaisessa muodossa olevat 15 hiukkaset, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm, ja tehollinen ominaispinta-ala 0,02 - 0,10 m2/g kuivaa hartsia, jolloin tehollinen ominaispinta-ala on mitattu kryptonin ja/tai kryptonia vastaavan kaasun adsorption perusteella; (b') silloitusaste alueella 3 - 8 %; 20 (c') pinnan pH-arvo (vetyionien väkevyys kiinteällä pinnalla) 11,50 - 13,80 märässä tilassa; ja (d1) sähkökineettinen potentiaali (zeta-potentiaa-li) +20 - +45 mV jauhetilassa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μπι.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhetun kationinvaihtohart-sin painosuhde jauhettuun anioninvaihtohartsiin on alueella 2,0 - 3,0.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että lineaarinen nopeus on 5-8 m/h.

7. Ioninvaihtaja, joka sisältää regeneroitavissa olevaa kationinvaihtohartsia (H-muoto) ja regeneroitavissa olevaa anioninvaihtohartsia (OH-muoto), jotka ovat partik- 3. kelimaisia orgaanisia polymeeriabsorbentteja, adsorboimaan 101685 ja poistamaan suspendoituneita epäpuhtauksia, joita on läsnä hivenmääriä käsiteltävänä olevassa vedessä ja jotka koostuvat pääasiassa metallioksideista, jolloin - molemmat hartsit käsittävät todellisessa pallo-5 maisessa muodossa olevia partikkeleita, joiden halkaisija on 0,2 - 1,2 mm; - kationinvaihtohartsin tehollinen ominaispinta-ala on 0,02 - 0,20 m2/g kuivaa hartsia ja anioninvaihtohartsin tehollinen ominaispinta-ala 0,02 - 0,10 m2/g kuivaa hart- 10 siä, ja tehollinen ominaispinta-ala mitataan kryptonin ja/tai kryptonia vastaavan adsorboituneen määrän perusteella; - kationinvaihtohartsilla on sellainen pintakerroksen rakenne, että yksikkörakeiden, joiden koko on 0,1 - 15 1,0 /im, nähdään sitoutuvan toisiinsa, kun niitä tutki taan pyyhkäisyelektronimikroskoopilla näkökentässä, jonka suurennus vaihtelee välillä 50 - 200 000, edullisesti 1000 - 10 000; - kationinvaihtohartsilla on mehiläiskenno- ja/tai 20 suomupintarakenne, jossa pinnalla on uria, jolloin kunkin yksikkömehiläiskennon ja/tai -suomun yksikköpinta-ala on 1 - 50 μτη2 ja ne ovat agglomeroituneet yhteen muodostaen epäsäännöllisen pintarakenteen ja -morfologian, pinnan ollessa sellainen, että yksittäiset yksikkömehiläis- :· 25 kennot ja/tai -suomut ovat toinen toistensa vieressä urien välityksellä, joiden leveys on 0,1 - 5,0 μπι ja syvyys 0,1 - 5,0 μιη ja mainittujen urien kokonaispituus on 100 - 1 000 mm/mm2; - sekä kationinvaihtohartsin että anioninvaihto- ; 30 hartsin silloitusaste on alueella 3 - 8 %; - kationinvaihtohartsilla on kaksoisrakenne, jossa kuorikerrosta on vähintään 0,1 - 10 μπΐ:η syvyyteen pinnasta; - kationinvaihtohartsin pinnan pH-arvo (vetyionien 35 väkevyys kiinteällä pinnalla) on 1,50 - 1,90 märässä ti- 101685 lassa ja anioninvaihtohartsin pinnan pH-arvo on 11,50 -13,80 märässä tilassa; - kationinvaihtohartsin sähkökineettinen rajapinta-potentiaali (zeta-potentiaali) on -20 - -40 mV jauhetilas- 5 sa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μπι, ja anioninvaihtohartsin sähkökineettinen potentiaali (zeta-potentiaali) on +20 - +45 mV jauhetilas-sa, joka on saatu jauhamalla hartsi hiukkaskokoon noin 50 - 100 μπι.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ioninvaihtaja, tunnettu siitä, että vaihtohartsit ovat jauhetussa, H-muodossa oleva kationinvaihtohartsi ja jauhetussa, OH-muodossa oleva anioninvaihtohartsi, jotka on tuotettu jauhamalla kationinvaihtohartsi ja anioninvaihtohartsi.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen ioninvaih taja, tunnettu siitä, että kationinvaihtohartsi sekoitetaan anioninvaihtohartsiin tilavuussuhteessa 0,5 - 2,0 ioninvaihtohartsisekakerroksen muodostamiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ioninvaihtaja, 20 tunnettu siitä, että mainitun ioninvaihtohartsisekakerroksen läpi kulkevan kondensaatioveden lineaarinen nopeus on 60 - 130 m/h kosketuksen aikaansaamiseksi kondensaatioveden ja hartsikerroksen välille.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ioninvaihtaja, 25 tunnettu siitä, että lineaarinen nopeus on 80 - 120 m/h.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ioninvaihtaja, tunnettu siitä, että lineaarinen nopeus on 100 - 115 m/h.

13. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen ioninvaih taja, tunnettu siitä, että - jauhettu, H-muodossa oleva kationinvaihtohartsi sekoitetaan jauhettuun, OH-muodossa olevaan anioninvaihtohartsiin kuivapainosuhteessa 1:2 - 6:1 ensiksi mainitun 35 suhteessa jälkimmäiseen; 101685 - suodatinkalvo, jossa on esipäällyste, joka toimii suodattavana/mineraaleja poistavana kerroksena ja jonka määrä on 0,5 - 2,0 kg sekahartsin kuivapainoa per m2 suoda-tinalaa, tyypillisesti 1,0 kg kuivaa sekahartsia per m2 5 suodatinalaa; ja - esipäällystetyn suodattavan/mineraaleja poistavan esi-päällystepylvään läpi kulkevan kondensaatioveden lineaarinen nopeus on 1,0 - 13,0 m/h kosketuksen aikaansaamiseksi kondensaatioveden ja mainitun esipäällysteen vä-10 Iillä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen ioninvaihtaja, tunnettu siitä, että kationinvaihtohartsia ja ani-oninvaihtohartsia on läsnä painosuhteessa 2:1 - 3:1, mainitussa järjestyksessä.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen ioninvaihtaja, tunnettu siitä, että mainittu lineaarinen nopeus on 5 - 8 m/h. 101685