JP2013119058A - 充填塔からの液抜き方法及び充填塔システム - Google Patents
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Abstract
【課題】窒素ガス等の加圧ガスを無駄に消費することなく、塔内の液を液残りなく排出することができる充填塔からの液抜き方法及び充填塔システムを提供する。
【解決手段】充填剤が充填された充填塔1から液体を抜く充填塔1からの液抜き方法及び充填塔システムであって、充填塔1に窒素ガスボンベ等のガス源7から加圧ガスを供給し、ガス圧によって塔1内の液面を加圧する充填塔1からの液抜き方法及び充填塔システムにおいて、該充填塔1に供給する加圧ガスの圧力又は流量をセンサ9又は10で検出し、検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに弁8aを閉じて加圧ガスの供給を停止する。
【選択図】図1
【解決手段】充填剤が充填された充填塔1から液体を抜く充填塔1からの液抜き方法及び充填塔システムであって、充填塔1に窒素ガスボンベ等のガス源7から加圧ガスを供給し、ガス圧によって塔1内の液面を加圧する充填塔1からの液抜き方法及び充填塔システムにおいて、該充填塔1に供給する加圧ガスの圧力又は流量をセンサ9又は10で検出し、検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに弁8aを閉じて加圧ガスの供給を停止する。
【選択図】図1
Description
本発明はイオン交換樹脂塔などの充填塔からの液抜き方法と、充填塔システムとに関するものである。
濾材を充填した濾過塔や、イオン交換樹脂塔を充填したイオン交換樹脂塔などの充填塔に通水を行うと、次第に濾材が目詰りしたり、イオン交換樹脂が飽和してくるので、洗浄や再生を行う。この洗浄や再生プロセスには、洗浄液や再生液などを充填塔に通液する工程と、その後、塔内から残留液を排出する工程とが含まれる。
特許文献1の0012段落には、この液の排出を行うための弁をタイマーで制御することが記載されている。
特許文献2の0011段落には、イオン交換樹脂のスラリーを脱塩塔内に導入した後、脱塩塔上部から空気又は窒素ガスを導入して強制的にドレン(液排出)を行うことが記載されている。
窒素ガスを塔の上部に供給して塔内の液の排出を強制的に行うに際し、特許文献1のようにタイマーで所定時間窒素ガスを供給するようにしたのでは、液が抜け切った後もタイマーがアップするまでは窒素ガスが流れることになり、窒素ガスが無駄となる。また、タイマーがアップするまでは次工程に移行しないので、システム全体の稼動効率が低下することになる。
なお、タイマーの設定時間を短目に設定した場合には、塔内の液が抜け切らないうちにタイマーがアップするおそれがある。
本発明は窒素ガス等の加圧ガスを無駄に消費することなく、塔内の液を液残りなく排出することができる充填塔からの液抜き方法及び充填塔システムを提供することを目的とする。
本発明の充填塔からの液抜き方法は、充填剤が充填された充填塔から液体を抜く充填塔からの液抜き方法であって、該充填塔の上部に加圧ガスを供給し、ガス圧によって塔内の液面を加圧する充填塔からの液抜き方法において、該充填塔に供給する加圧ガスの圧力又は流量を検出し、検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに加圧ガスの供給を停止することを特徴とするものである。
本発明の充填塔システムは、充填剤が充填された充填塔と、該充填塔に液体を通液する手段と、該充填塔の上部に加圧ガスを供給する手段と、該充填塔への加圧ガスの供給を制御する制御手段とを有する充填塔システムにおいて、該充填塔に供給される加圧ガスの圧力又は流量を検出する手段が設けられており、前記制御手段は、該検出手段の検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに加圧ガスの供給を停止することを特徴とするものである。
本発明の一態様では、充填剤はイオン交換樹脂であり、加圧ガスは加圧窒素ガスであることを特徴とするものである。
充填塔の上部に加圧ガスを供給して塔内の液を排出するに際し、塔内に液が残っている間は、加圧ガスの流量は塔からの液の排出量と等量の少流量となっている。また、加圧ガスの圧力も高いものとなっている。塔内の液の全量が排出されると、加圧ガスの流量が急激に増大し、また加圧ガスの圧力が急激に低下する。
本発明の充填塔からの液抜き方法及び充填塔システムでは、この塔に供給される加圧ガスの圧力又は流量を検出し、この圧力が予め設定した所定値以下となるか、又は流量が予め設定した所定値以上になったときに加圧ガスの供給を停止する。そのため、塔から液の全量を確実に排出することができると共に、ガスが無駄に供給されることがない。
本発明は、塔内にイオン交換樹脂が充填されており、加圧ガスとして窒素ガスを供給する場合に適用するのに好適である。窒素ガスを塔内に供給する場合、窒素ガス中には炭酸ガスが混入していないので、イオン交換樹脂が炭酸とイオン交換することが防止される。また、窒素ガスは空気に比べて高価であるので、無駄を少なくすることによるコスト削減効果が大きい。
以下、図1,2を参照して実施の形態について説明する。この実施の形態では、塔は混床式イオン交換樹脂塔であり、加圧ガスのガスは窒素ガスである。
図1の通り、イオン交換樹脂塔1内に強塩基性アニオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂との混床1Aが充填されている。このイオン交換樹脂塔1の頂部に連なる液給排用ライン6に被処理水供給ライン2、強塩基性再生剤供給ライン3、純水供給ライン4、及び排水ライン5が接続されており、各ライン2〜5にそれぞれ弁2a〜5aが設けられている。また、この液給排用ライン6に対し、窒素ガスボンベ等の加圧窒素ガス源7がライン8を介して接続されている。このライン8には、弁8aが設けられている。弁8aよりもガス源7側に圧力センサ9と流量センサ10とが設けられており、各々の検出信号が制御装置11に入力される。
イオン交換樹脂塔1の混床1Aの上面よりも若干上側に排出ライン12が設けられると共に、混床1Aの上下方向の途中にも排出ライン13が設けられている。各ライン12,13に弁12a,13aが設けられている。
イオン交換樹脂塔1の底部に連なる液給排用ライン21には、排出ライン14のほか、処理水ライン22、強酸性再生剤供給ライン23、純水供給ライン24が設けられており、各ライン14,22〜24にそれぞれ弁14a,22a〜24aが設けられている。図示は省略するが、ライン21にはイオン交換樹脂をバブリングして混合するための窒素ガス導入ラインが接続されている。
このイオン交換樹脂塔1に被処理水を通水して処理水(純水)を得るには、弁2a,22aを開とし、その他の弁を閉とし、ライン2,6、イオン交換樹脂塔1、ライン22の順に通水する(図2(a)参照)。
この採水工程を行った後、再生工程を次の手順で行う。
(1)分離工程(図2(b))
弁24a,5aを開、その他の弁を閉とし、混床式イオン交換樹脂塔1に逆洗水(純水)を上向流で通水した後静沈させることにより、塔内に混合充填されている強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを比重差を利用して分離する。分離後は上層に強塩基性アニオン交換樹脂層1aが形成され、下層に強酸性カチオン交換樹脂層1cが形成される。
弁24a,5aを開、その他の弁を閉とし、混床式イオン交換樹脂塔1に逆洗水(純水)を上向流で通水した後静沈させることにより、塔内に混合充填されている強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを比重差を利用して分離する。分離後は上層に強塩基性アニオン交換樹脂層1aが形成され、下層に強酸性カチオン交換樹脂層1cが形成される。
(2) 強塩基性再生剤による強塩基性アニオン交換樹脂の再生(図2(c))
弁3a,13a,24aを開とし、強塩基性アニオン交換樹脂層1aにライン3から強塩基性再生剤を通液し、強酸性カチオン交換樹脂層1cにはライン24から供給される純水をバランス水として流し、ライン13からバランス水と再生廃液を排出する。
弁3a,13a,24aを開とし、強塩基性アニオン交換樹脂層1aにライン3から強塩基性再生剤を通液し、強酸性カチオン交換樹脂層1cにはライン24から供給される純水をバランス水として流し、ライン13からバランス水と再生廃液を排出する。
強塩基性再生剤としては2〜5重量%程度のNaOH水溶液、KOH水溶液等の強塩基水溶液が用いられる。
(3) 強酸性再生剤による強酸性カチオン交換樹脂の再生(図2(d))
弁23a,4a,13aを開とし、強酸性カチオン交換樹脂層1cにライン23から強酸性再生剤を通液し、強塩基性アニオン交換樹脂層1aにはライン4から供給される純水を通水し、下層の強酸性カチオン交換樹脂層1cの再生を行う。再生排水及びバランス水排水は、ライン13より排出する。
弁23a,4a,13aを開とし、強酸性カチオン交換樹脂層1cにライン23から強酸性再生剤を通液し、強塩基性アニオン交換樹脂層1aにはライン4から供給される純水を通水し、下層の強酸性カチオン交換樹脂層1cの再生を行う。再生排水及びバランス水排水は、ライン13より排出する。
強酸性再生剤としては、2〜5重量%程度のHCl水溶液、その他の強酸水溶液が用いられる。
(4) 押し出し工程(図2(e))
この強酸性再生剤による再生後は、弁4a,13a,24aを開とし、純水を上下から同時に通水して塔内中央より排水することで塔内の薬品の押し出し洗浄を行う。
この強酸性再生剤による再生後は、弁4a,13a,24aを開とし、純水を上下から同時に通水して塔内中央より排水することで塔内の薬品の押し出し洗浄を行う。
(5) 水抜き工程(図2(f))
満水状態では、次の混合工程で樹脂混合が不完全となるため、弁8aおよび弁12aを開として、ライン8,6を介して窒素ガスを導入し、その圧力で排水用ライン12より塔内の水を排出する。
満水状態では、次の混合工程で樹脂混合が不完全となるため、弁8aおよび弁12aを開として、ライン8,6を介して窒素ガスを導入し、その圧力で排水用ライン12より塔内の水を排出する。
(6) 混合工程(図2(g))
ライン21から窒素ガスを塔内に供給し、イオン交換樹脂をバブリングして強塩基性アニオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂とを混合する。このとき、弁15aを開とし、窒素ガス及び少量の排水をライン15から排出する。この混合工程の後、純水を塔上部から底部へ下向流で通水する洗浄工程や下向流通水した排出水を循環して更に下向流通水する循環工程及び水質チェック工程等を行い、上記採水工程に復帰する。
ライン21から窒素ガスを塔内に供給し、イオン交換樹脂をバブリングして強塩基性アニオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂とを混合する。このとき、弁15aを開とし、窒素ガス及び少量の排水をライン15から排出する。この混合工程の後、純水を塔上部から底部へ下向流で通水する洗浄工程や下向流通水した排出水を循環して更に下向流通水する循環工程及び水質チェック工程等を行い、上記採水工程に復帰する。
なお、再生後にイオン交換処理を早期に立ち上げるために、上記の押し出し工程(図2(e))と水抜き工程(図2(f))との間に、全量水抜き工程および水張り工程とを実施する場合がある。全量水抜き工程は、弁8aおよび弁14aを開として、ライン8,6を介して窒素ガスを導入し、その圧力で排水用ライン14より塔内の水を全量排出する工程である。全量水抜き工程を実施することで、押し出し工程などで抜けなかった薬品溜まりを効率的に除去することが可能となる。
水抜き工程、全量水抜き工程では、排水用のライン12又は14の弁12a又は14aを開とすると共に、弁8aを開とし、加圧ガスをライン8,6を介して塔1の頂部に導入し、塔内水面を加圧して水の排出を促進する。
弁12aを開としライン12から排水を行う場合、ライン12よりも上側の水の全量が排出されると、圧力センサ9の検出圧力が急激に低下し、予め設定した所定値よりも低くなると共に、流量センサ10の検出流量が急激に増加し、予め設定した所定値よりも多くなる。弁14aを開としライン14から排水を行う場合には、塔1内の水の全量が排出されると、圧力センサ9の検出圧力が急激に低下し、予め設定した所定値よりも低くなると共に、流量センサ10の検出流量が急激に増加し、予め設定した所定値よりも多くなる。
そこで、圧力センサ9の検出圧力が上記所定値以下となったとき、又は流量センサ10の検出流量が上記所定値以上となったときには、弁8aを閉とし、窒素ガス供給を停止する。これにより、窒素ガスが無駄に流れ続けることが防止される。また、上記の弁8aの閉の後、直ちに次工程に移行することにより、工程間の時間が短縮される。もちろん、窒素ガスの加圧により水抜き時間それ自体も短縮される。このため、再生工程の時間が大幅に短縮される。
上記実施の形態では、圧力センサ9の検出圧力が上記所定値以下となったとき又は流量センサ10の検出流量が上記所定値以上となったときに窒素ガス供給を停止するものとしているが、圧力センサ9の検出圧力が上記所定値以下となったときであって且つ流量センサ10の検出流量が上記所定値以上となったときに窒素ガス供給を停止するようにしてもよい。
1 イオン交換樹脂塔
1A イオン交換樹脂の混床
1a アニオン交換樹脂層
1c カチオン交換樹脂層
7 加圧ガス源
9 圧力センサ
10 流量センサ
11 制御装置
1A イオン交換樹脂の混床
1a アニオン交換樹脂層
1c カチオン交換樹脂層
7 加圧ガス源
9 圧力センサ
10 流量センサ
11 制御装置
Claims (3)
- 充填剤が充填された充填塔から液体を抜く充填塔からの液抜き方法であって、該充填塔の上部に加圧ガスを供給し、ガス圧によって塔内の液面を加圧する充填塔からの液抜き方法において、
該充填塔に供給する加圧ガスの圧力又は流量を検出し、検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに加圧ガスの供給を停止することを特徴とする充填塔からの液抜き方法。 - 請求項1において、前記充填剤がイオン交換樹脂であり、前記ガスが窒素ガスであることを特徴とする充填塔からの液抜き方法。
- 充填剤が充填された充填塔と、
該充填塔に液体を通液する手段と、
該充填塔の上部に加圧ガスを供給する手段と、
該充填塔への加圧ガスの供給を制御する制御手段と
を有する充填塔システムにおいて、
該充填塔に供給される加圧ガスの圧力又は流量を検出する手段が設けられており、
前記制御手段は、該検出手段の検出圧力が予め設定した所定値以下となったとき、又は検出流量が予め設定した所定値以上となったときに加圧ガスの供給を停止することを特徴とする充填塔システム。
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