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公開番号2025124134
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024019977
出願日2024-02-14
発明の名称混合イオン交換樹脂の分離塔、およびこれを用いた混合イオン交換樹脂の分離方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B01J 47/04 20060101AFI20250819BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】イオン交換装置などで使用した混合イオン交換樹脂を高精度に分離可能な分離塔を提供する。
【解決手段】混合イオン交換樹脂の分離塔1は、円筒形の分離塔本体1Aの底部に注水部としての給水管2及び複数の吐出ノズル2Aが設けられていて、頂部には排出部としての排水配管3が接続している。この分離塔本体1Aの吐出ノズル2Aの上側には集水板4が配置されている。この分離塔本体1Aの頂部よりイオン交換樹脂と液体との界面位置を検知する検知手段としての界面センサ11が挿通されているとともに給水管2には流量調整手段としての流量コントローラ12が設けられている。そして、この界面センサ11の検出値に基づいて流量コントローラ12を制御するパーソナルコンピュータなどの制御手段(図示せず)が設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
底部に注液部を有するとともに頂部に排出部を有する２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を分離する混合イオン交換樹脂の分離塔であって、
前記注液部から前記分離塔内に上向流で通液した際の該分離塔内の混合イオン交換樹脂と液体との界面位置を検知する検知手段を有する、混合イオン交換樹脂の分離塔。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記注液部からの通液量を調整可能な流量調整手段と、前記検知手段で検知したイオン交換樹脂と液体との界面位置データに基づいて前記流量調整手段を制御する制御手段とを有する、請求項１に記載の混合イオン交換樹脂の分離塔。
【請求項３】
前記２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂が、少なくともアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂をそれぞれ１種類以上含む、請求項１に記載の混合イオン交換樹脂の分離塔。
【請求項４】
前記分離塔内のイオン交換樹脂と液体との界面位置を検知する検知手段が、超音波式もしくは光学式の界面センサである、請求項１～３のいずれか１項に記載の混合イオン交換樹脂の分離塔。
【請求項５】
前記分離塔が該分離塔内部を外部から確認できる窓を有しており、前記分離塔内のイオン交換樹脂と液体との界面位置を検知する検知手段が、該窓を通して樹脂界面を確認可能な画像解析手段である、請求項１～３のいずれか１項に記載の混合イオン交換樹脂の分離塔。
【請求項６】
底部に注液部を有するとともに頂部に排出部を有する混合イオン交換樹脂の分離塔に２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を充填し、注液部から分離塔内に上向流で通液したら分離塔内の混合イオン交換樹脂と液体との界面位置を検知し、この検知した界面位置に基づいて注液部からの通液量を制御する、混合イオン交換樹脂の分離方法。
【請求項７】
前記２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂が、少なくともアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂をそれぞれ１種類以上含む、請求項６に記載の混合イオン交換樹脂の分離方法。
【請求項８】
前記分離塔内のイオン交換樹脂と液体との界面位置を超音波式もしくは光学式の界面センサで検知する、請求項６又は７に記載の混合イオン交換樹脂の分離方法。
【請求項９】
前記分離塔が該分離塔内部を外部から確認できる窓を有しており、前記分離塔内のイオン交換樹脂と液体との界面位置を前記窓を通して確認可能な画像解析手段で検知する、請求項６又は７に記載の混合イオン交換樹脂の分離方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水製造装置などに用いるイオン交換装置などで使用した混合イオン交換樹脂を分離する分離塔、およびこれを用いた混合イオン交換樹脂の分離方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
通常、純水製造装置では原水中の不純物を除去して清浄度を高めているが、イオン性の不純物、すなわちアニオン性の不純物とカチオン性の不純物を除去するためにアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合充填したイオン交換装置が汎用的に用いられている。このイオン交換装置では、イオン交換樹脂はイオン交換容量に相当する量のイオンを除去すると、それ以上のイオン性不純物は除去できずに破過する。そこで、ある程度の水量を処理したら、このイオン交換装置からイオン交換樹脂を回収してそれぞれ分離し、カチオン交換樹脂再生塔、アニオン交換樹脂再生塔でそれぞれ硫酸や苛性ソーダなどにより再生して再度イオン交換装置に充填して再利用することが行われている。
【０００３】
この混合イオン交換樹脂による処理水質は、イオン交換樹脂の再生状態により決定されるが、樹脂の再生状態をより高度に維持するためには、逆再生をできるだけ生じさせない必要がある。逆再生とは、アニオン交換樹脂の混入したカチオン交換樹脂を塩酸や硫酸など酸溶液で再生する際、アニオン交換樹脂がＣｌ形やＳＯ
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形などに再生され、またカチオン交換樹脂の混入したアニオン交換樹脂を水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液で再生する際、カチオン交換樹脂がＮａ形などに再生されることである。
【０００４】
この逆再生を生じさせないためには、２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を再生するとき、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とをできるだけ完全に近い状態に分離し、カチオン交換樹脂中へのアニオン交換樹脂の混入、およびアニオン交換樹脂中へのカチオン交換樹脂の混入を極力減少させる必要がある。
【０００５】
そこで、図５に示すような混合イオン交換樹脂の分離塔を用いてカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを分離している。図５において、混合イオン交換樹脂の分離塔１は、円筒形の分離塔本体１Ａの底部に注液部としての給水管２及び複数の吐出ノズル２Ａが設けられていて、頂部には排出部としての排水配管３が接続している。この分離塔本体１Ａの吐出ノズル２Ａの上側には集水板４が配置されている。なお、分離塔１内の上下方向の中間付近にはアニオン交換樹脂抜出部（図示せず）が設けられ、それよりも下方にカチオン交換樹脂抜出部（図示せず）が設けられている。また、分離塔１の底部には注排水口が設けられているとともに、側面上側には使用済みの混合樹脂の充填口や覗き窓などが設けられているが、これらは説明の便宜上省略する。
【０００６】
このような混合イオン交換樹脂の分離塔１を用いてアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを精度よく分離する方法として、復水脱塩塔内で復水脱塩に使用されたイオン交換樹脂（アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合樹脂）Ｒをカチオン交換樹脂の分離塔１内に導入し、水Ｗを注入したら下から逆洗水を上向流にて通水することにより、混合状態のイオン交換樹脂を比重差でアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の上下２層に分離し、次いで上層を構成するアニオン交換樹脂を選択的に引き抜いてアニオン交換樹脂再生塔に移送し、アルカリにより再生を行う。そして、カチオン交換樹脂再生塔内に残ったカチオン交換樹脂は、該カチオン交換樹脂再生塔にて酸により再生することが提案されている（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９－１８１３６３号公報
特開２０２０－７５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、高純度の純水を製造する際に混合イオン交換樹脂を使用した場合に、より高度にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを分離することが要望されているが、特許文献１，２などの従来の分離方法では限界があった。特に混合イオン交換樹脂が破砕した樹脂を多く含む場合、分離精度が低くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、イオン交換装置などで使用した混合イオン交換樹脂を高精度に分離可能な分離塔を提供することを目的とする。また、本発明は、イオン交換装置などで使用した混合イオン交換樹脂を高精度に分離可能な混合イオン交換樹脂の分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的に鑑み、本発明は第一に、底部に注液部を有するとともに頂部に排出部を有する２種以上のイオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を分離する混合イオン交換樹脂の分離塔であって、前記注液部から前記分離塔内に上向流で通液した際の該分離塔内の混合イオン交換樹脂と液体との界面位置を検知する検知手段を有する、混合イオン交換樹脂の分離塔を提供する（発明１）。
（【００１１】以降は省略されています）

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