[go: up one dir, main page]

JPH05253497A - イオン交換プロセスに使用するためのカラム - Google Patents

イオン交換プロセスに使用するためのカラム

Info

Publication number
JPH05253497A
JPH05253497A JP5001898A JP189893A JPH05253497A JP H05253497 A JPH05253497 A JP H05253497A JP 5001898 A JP5001898 A JP 5001898A JP 189893 A JP189893 A JP 189893A JP H05253497 A JPH05253497 A JP H05253497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion exchange
exchange resin
column
fluid
inert particulate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5001898A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Marie Henri Cuvelier
マリー アンリ キュヴェリエ ジャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB929200480A external-priority patent/GB9200480D0/en
Application filed by Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Publication of JPH05253497A publication Critical patent/JPH05253497A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02—Column or bed processes
    • B01J47/022—Column or bed processes characterised by the construction of the column or container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02—Column or bed processes
    • B01J47/026—Column or bed processes using columns or beds of different ion exchange materials in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
    • B01J49/06—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing cationic exchangers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラム中に使用されたイオン交換樹脂の床
に、望ましくない粒状物が付着するのを防ぎ、または最
小にする、イオン交換プロセスに使用するカラムを提供
する。 【構成】 処理すべき流体のための入口、処理された流
体のための出口、イオン交換樹脂のための部分、および
不活性粒状濾過用物質のための部分から成り、かつ後者
は、不活性粒状濾過用物質のための部分が、イオン交換
樹脂のための任意の部分よりも前記入口に近接するよう
にして、イオン交換樹脂のための部分と前記入口との間
に設置されている、カラム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は、イオン交換樹脂システムに使用するためのイ
オン交換樹脂カラム（ｃｏｌｕｍｎ）に関する。更に詳
細には、本発明は、このカラム中に使用されたイオン交
換樹脂に、望ましくない粒状物質が付着するのを防ぎま
たは最少にするイオン交換樹脂カラムに関する。
【０００２】イオン交換樹脂システムは、典型的には、
イオン交換樹脂の床（ｂｅｄ）を含有する少なくとも１
個のカラムから成っている。イオン交換樹脂は、典型的
には、カラム内において２枚のプレート（ｐｌａｔｅ）
−各プレートはその中に複数のオリフィス（ｏｒｉｆｉ
ｃｅｓ）またはノズル（ｎｏｚｚｌｅｓ）を有している
−の間に置かれている。使用においては、処理すべき流
体〔すなわち、カラムの操業の充填サイクル（ｌｏａｄ
ｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）において処理される流体〕を、カ
ラムの一端からカラム内に入れ、１枚のプレートのオリ
フィスまたはノズルを通過させ、イオン交換床を通過さ
せ、他のプレートのオリフィスまたはノズルを通過さ
せ、そしてカラムの他の一端から排出させる。
【０００３】イオン交換樹脂カラム内で処理すべき流体
には、例えば、懸濁物質が含まれており、イオン交換樹
脂カラムを通して処理すべき流体を通過させるときに、
この懸濁物質はイオン交換樹脂床内に保持されて、結局
はイオン交換樹脂床に付着してしまう。更に、懸濁粒状
物質は、イオン交換樹脂床の両方の端に典型的には置か
れているプレートのオリフィスまたはノズルを閉塞して
しまうこともある。
【０００４】複数のイオン交換樹脂カラムから成るイオ
ン交換樹脂システムにおいては、充填サイクルにおける
このシステムの操業において、１個のカラム内に置かれ
ているイオン交換樹脂からの樹脂の微粉、例えば破砕さ
れた樹脂のビーズまたは極めて小粒径の樹脂ビーズが、
そのカラムの排出用の端に置かれたプレートのオリフィ
スまたはノズルを通過し、そして下流に置かれている次
のカラム内に入ることは可能である。そのような場合
に、その樹脂の微粉は、下流に置かれているカラム内の
イオン交換樹脂の汚染物となり、そして樹脂の微粉が最
初にできたイオン交換樹脂床の下流に置かれているいず
れかのプレート内のオリフィスまたはノズルを閉塞する
ことさえある。
【０００５】明らかに、イオン交換樹脂システム内で、
処理すべき流体中にある懸濁物質を除去または少なくと
も最少にすることができるならば、望ましいことであ
る。また、上流のイオン交換樹脂カラムからのイオン交
換樹脂微粉および／または処理すべき流体中に存在して
いる懸濁物質によって、イオン交換樹脂カラム内に置か
れているいずれかのプレートのオリフィスまたはノズル
への付着、およびそのようなカラム内のイオン交換樹脂
への付着が、避けられまたは少なくとも最少にすること
ができるならば、望ましいことである。
【０００６】処理すべき流体を、濾過用物質（ｆｉｌｔ
ｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）例えば砂、砂利または木炭の
床−濾過用物質の床はイオン交換樹脂カラムの上流にあ
る別の容器内に置かれている−を通して通過させること
によって、イオン交換樹脂システムにおける処理すべき
流体から懸濁物質を濾過することは知られている。しか
し、そのような濾過用物質の床の使用には、いくつかの
不利益がある。例えば、別の容器内に濾過用物質の床を
設置することは、イオン交換樹脂システムの必要装置を
増加させ、従ってこのシステムのコストを増加させる不
利益を有している。また、濾過用物質の床に、濾過用物
質の床を通して流した流体から除去されてとらえられた
懸濁物質（ｅｎｔｒａｐｐｅｄ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ
ｍａｔｅｒｉａｌ）が付着したときは、例えば水を逆流
させてこの床を洗ってきれいにしなければならない。こ
の逆流による洗いは、イオン交換樹脂システムの操作に
更に工程を追加し、かつイオン交換プロセスが操業され
ている間に、そのプロセスの一時的な操業休止を必要と
する不利益を有している。
【０００７】また、２個またはそれ以上のカラムから成
るイオン交換樹脂システムの隣接したイオン交換樹脂カ
ラムの間に、ストレーナ（ｓｔｒａｉｎｅｒｓ）または
フィルター（ｆｉｌｔｅｒｓ）例えば紙フィルターまた
は編織物フィルターを置くことは知られている。このフ
ィルターの目的は、フィルターの上流に置かれたカラム
からフィルターの下流に置かれたカラムに、イオン交換
樹脂の微粉が通過するのを防ぐことである。しかし、そ
のようなストレーナまたはフィルターの使用には、いく
つかの不利益がある。例えば、前述の懸濁物質を除去す
るための既知濾過用物質床の場合のように、ストレーナ
およびフィルターは、別の容器内に収容され、そしてこ
のことは、全イオン交換樹脂システムに複雑さおよびコ
ストの両方を追加することになる。また、ストレーナお
よびフィルターを使用することは、例えばそれらにイオ
ン交換樹脂微粉が付着したときに、その付着したストレ
ーナおよびフィルターをきれいにしまたは取り換えるた
めにイオン交換樹脂プロセスの一時的な操業休止を必要
とする不利益を有している。
【０００８】本発明者は、前述の既知濾過装置の不利益
を克服し、かつ（ａ）イオン交換樹脂システムにおける
処理すべき流体中に存在している懸濁物質の除去または
そのレベルを少なくとも最小にすることを可能にし、そ
して（ｂ）２個またはそれ以上のイオン交換樹脂床から
成るイオン交換樹脂システムの１個のイオン交換樹脂床
から、次の下流のイオン交換樹脂床への、樹脂微粉の通
過を避けまたは少なくとも最少にすることを可能にす
る、イオン交換樹脂システムおよびプロセスに使用する
ためのカラムを、現在において驚異的に見出したのであ
る。
【０００９】本発明により、イオン交換プロセスの充填
サイクル（ｌｏａｄｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）における処理
すべき流体のための入口、イオン交換プロセスの充填サ
イクルにおける処理された流体のための出口、イオン交
換樹脂のための部分、および不活性粒状濾過用物質（ｉ
ｎｅｒｔ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒｍａ
ｔｅｒｉａｌ）のための部分から成り、かつ不活性粒状
濾過用物質のための前記部分は、不活性粒状濾過用物質
のための前記部分が、イオン交換樹脂のための任意の部
分よりも前記入口に接近するようにして、イオン交換樹
脂の前記部分と前記入口との間に設置されている、イオ
ン交換プロセスに使用するためのカラムが提供される。
【００１０】また、本発明は、イオン交換樹脂の床およ
び不活性粒状濾過用物質の床を装填したときの本発明に
よるカラムを提供する。
【００１１】更に、本発明は、本発明によって、１個の
カラムまたは複数のカラムより成る、イオン交換樹脂シ
ステムを提供する。なお更に、本発明は、本発明によっ
て、１個のカラムまたは複数のカラムから成るイオン交
換システムを通して、処理すべき流体を通過させること
から成り、かつ前記カラムには、イオン交換樹脂の床お
よび不活性粒状濾過用物質の床が装填されている、イオ
ン交換樹脂システムを提供する。
【００１２】本発明に関連して、本明細書に用いられて
用語等に関して以下に説明する：
【００１３】（ｉ）用語「上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」
および「下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）」は、イオン交
換樹脂カラム／システムの操作の通常の充填サイクルを
称している。
【００１４】（ｉｉ）流体の処理に関しては、カラム／
システムの操業の通常の充填サイクルにおける流体の処
理を参照している。
【００１５】（ｉｉｉ）用語「不活性（ｉｎｅｒｔ）」
は、粒状濾過用物質と関連して用いられたときは、この
物質は、イオン交換樹脂カラム／システムの操業の間
に、すなわち、カラム／システムの充填サイクルおよび
再生サイクルの間に、接触する物質に不活性であること
を意味するように意図されている。不活性粒状濾過用物
質がイオン交換樹脂カラム／システムの操業の間に接触
する物質には、カラム／システムにおいて処理すべき流
体、再生剤物質およびイオン交換樹脂が包含されるが、
これらに限定されるものではない。
【００１６】本発明によるカラムにおいては、保持手段
−そこを通って流体が通過することが可能である−は、
例えば、次の位置の１つまたはそれ以上に設置されてい
る：
【００１７】（ｉ）処理すべき流体のための入口に最も
近接している不活性粒状濾過用物質のための部分の端、
（ｉｉ）処理すべき流体のための入口から遠く離れた不
活性粒状濾過用物質のための部分の端、（ｉｉｉ）処理
された流体のための出口に最も近接しているイオン交換
樹脂のための部分の端、または（ｉｖ）処理された流体
のための出口から遠く離れたイオン交換樹脂のための部
分の端。
【００１８】前述の保持手段においては、（ｉｉ）およ
び（ｉｉｉ）が一体になっており（ｉｎｔｅｇｒａ
ｌ）、すなわち、１つのおよび同じ保持手段である。
【００１９】例えば、本発明によるカラムにおいては、
不活性粒状濾過用物質のための部分は、前記部分の上流
の端において設置された第１保持手段と前記部分の下流
の端において設置された第２保持手段との間の容積とし
て定義され、そしてこれら第１および第２の保持手段
は、そこを通る流体の通過を可能にする。すなわち、イ
オン交換プロセスにおける処理すべき流体および再生剤
流体のそこを通って通過することを可能にする。同様
に、本発明によるカラムにおいては、例えば、イオン交
換樹脂のための部分は、前記部分の上流の端において設
置された第３保持手段と前記部分の下流の端において設
置された第４保持手段との間の体積として定義され、そ
してこれら第３および第４の保持手段は、そこを通る流
体の通過を可能にする。すなわち、イオン交換プロセス
における処理すべき流体および再生剤流体のそこを通る
通過を可能にする。好ましくは、本発明によるカラムに
おいては、第２および第３の保持手段が一体となってお
り、すなわち、１つのおよび同じ保持手段である。それ
故、この好ましい態様においては、不活性粒状濾過用物
質の部分およびイオン交換樹脂の部分は、３つの保持手
段によって限定されている。すなわち、１つの保持手段
は、不活性粒状濾過用物質のための部分の上流の端にお
いて設置されており、１つの保持手段は、イオン交換樹
脂のための部分の下流の端において設置されており、そ
して第３の保持手段は、不活性粒状濾過用物質のための
部分とイオン交換樹脂のための部分との間に設置されて
いる。
【００２０】本発明によるカラムの別の態様において
は、不活性粒状濾過用物質のための部分とイオン交換樹
脂のための部分との間に、保持手段が存在していない。
この態様においては、不活性粒状濾過用物質の液圧密度
（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｅｎｓｉｔｙ）およびイオン
交換樹脂の液圧密度を、不活性濾過用物質およびイオン
交換樹脂の流動化によりおよびカラムを通して流体の流
れなしに固定させるようにすることにより、不活性濾過
用物質およびイオン交換樹脂に分離されている床を形成
させて、不活性濾過用物質の床が、イオン交換樹脂の床
よりもカラムの入口（すなわち、処理すべき流体のため
の入口）の端に近接するようにすべきである。更に、こ
の態様においては、任意的であるが、処理すべき流体の
ための入口に最も近接している不活性粒状濾過用物質の
ための部分の端において、処理された流体のための出口
に最も近接しているイオン交換樹脂のための部分の端に
おいて、またはそれらの両方において、保持手段を設置
してもよい。
【００２１】好ましくは、保持手段は、その中に複数の
オリフィスおよびノズルを有するプレートの形態であ
る。
【００２２】好ましくは、本発明によるカラムに、不活
性粒状濾過用物質を仕込むときには、そのような濾過用
物質の体積は、その物質が置かれている部分の体積より
も小さい。これには利点がある。なぜなら、イオン交換
樹脂の再生サイクルの間に濾過用物質の流動床を形成す
るのを可能にし、かつこれは、とらえられている粒状物
質を濾過用物質から除去する効率を増加させ、それ故に
更に使用するための濾過用物質の清浄効率を増加させる
からである。なお、不活性粒状濾過用物質の流動床の形
成に関しては、更に詳細に後述する。
【００２３】本発明のイオン交換樹脂カラムおよびイオ
ン交換システムは、上流の充填（ｕｐｆｌｏｗ ｌｏａ
ｄｉｎｇ）および下流の再生（ｄｏｗｎｆｌｏｗ ｒｅ
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）に配置することもでき、また下
流の充填および上流の再生に配置することもできる。上
流の充填および下流の再生に配置されたイオン交換樹脂
システムは、例えば本発明者によるヨーロッパ特許第Ｂ
−０１４２３５９号に開示されている。本発明によるカ
ラムが、上流の充填および下流の再生（すなわち、不活
性粒状濾過用物質のための部分が、イオン交換樹脂のた
めの部分の下に設置されている）に配置され、かつその
ような濾過用物質によって占められた体積が、その物質
が置かれている部分の体積より小さいならば、そのとき
は、濾過用物質が、イオン交換によって処理すべき流体
の比重よりも小さい比重を有し、そしてまた再生剤流体
の比重より小さい比重を有することが好ましい。なぜな
ら、これによりいくつかの利益が生じるからである。第
１に、カラムの操業における通常の流体処理サイクルの
間に、そのカラムを通して通過する流体の比重よりも小
さい比重を有する濾過用物質を使用することは、結果的
に、その物質が置かれている部分の下流の端において密
な床（ｃｏｍｐａｃｔ ｂｅｄ）のように置かれている
濾過用物質を生じる。この密な床の形成は、そこを通し
て通過する流体からの粒状物質の効率のよい除去を達成
させることを可能にする。第２に、再生サイクルの間
に、再生剤流体の下方への流れは、結果的に、濾過用物
質の床の流動化を生じ、これは、順に、とらえられた粒
状物質をその床から効率よく除去することを達成させる
ことを可能にする。
【００２４】別法として、本発明によるカラムが、下流
の充填および上流の再生（すなわち、不活性粒状物質用
物質のための部分が、イオン交換樹脂のための部分の上
に設置されている）に配置され、かつそのような濾過用
物質によって占められた体積が、その物質が置かれてい
る部分の体積より小さいならば、そのときは、濾過用物
質が、イオン交換によって処理すべき流体の比重より大
きい比重を有し、そしてまた再生剤流体の比重より大き
い比重を有することが好ましい。なぜなら、これにより
いくつかの利益が生じるからである。第１に、カラムの
操業における通常の流体処理サイクルの間に、そのカラ
ムを通して通過する流体の比重よりも大きい比重を有す
る濾過用物質を使用することは、結果的に、その物質が
置かれている部分の下流の端において濾過用物質の密な
床を形成する。既に論んじたように、カラムの操業にお
ける通常の処理サイクルにおける濾過用物質の密な床の
形成は、そこを通して通過する流体からの粒状物質の効
率のよい除去を達成させることを可能にする。第２に、
再生サイクルの間に、再生剤流体の上方への流れは、結
果的に、流動化されている濾過用物質の床を生じ、そし
て既に前述で論んじたように、そのような流動化は、と
らえられた粒状物質の効率のよい除去を可能にし、それ
故に、再生使用のための濾過用物質の効率よい清浄を可
能にする。
【００２５】更に、本発明によるカラムの利益は、カラ
ムの操業における充填サイクルにおいて、不活性粒状濾
過用物質部分と処理すべき流体のための入口との間に設
置されたイオン交換樹脂のための部分が存在していない
ので、操業の再生サイクルに不活性濾過用物質から除去
され、とらえられた任意の粒状物質を、容易にカラムか
ら除去することができることであり、またはカラム／シ
ステムのイオン交換樹脂を汚染することなしに、システ
ムの任意のシステムがカラムの１部を形成することであ
る。
【００２６】本発明によるイオン交換樹脂システムの１
つの態様においては、このシステムは、単一のイオン交
換樹脂カラムから成っている。そのような状況において
は、カラムが本発明によるカラムであり、そして不活性
粒状濾過用物質は、システムにおいて処理すべき流体中
に存在している懸濁物質を除くことを可能にし、または
カラム内に設置したイオン交換樹脂を通して流体を通過
する前に、そのレベルを少なくとも最少にすることを可
能にする。
【００２７】本発明によるイオン交換樹脂システムの他
の態様においては、このシステムは、連続して設置され
た２個またはそれ以上のイオン交換樹脂カラムから成っ
ている。そのような状況においては、イオン交換樹脂カ
ラムの１個またはそれ以上が、本発明による１個のカラ
ムであってよい。例えば、第１のイオン交換樹脂カラム
が本発明によるカラムであってよく、その場合には、不
活性粒状濾過用物質は、このシステムにおいて処理すべ
き流体中に存在している懸濁物質を除去し、または最少
にする。別法として、第１のイオン交換樹脂カラムの下
流に設置された１個またはそれ以上のカラム（すなわ
ち、最も遠い上流のカラム）が、本発明によるカラムで
あり、その場合には、不活性粒状濾過用物質は、そのよ
うな濾過用物質の上流のカラムを通る任意の樹脂の微粉
が除去され、またはそのレベルが少なくとも最少になる
ことを可能にするであろう、そしてそれによってそのよ
うな微粉が、そのような不活性粒状濾過用物質の下流に
設置されたイオン交換樹脂の床に入るのを防ぐであろう
し、およびそのような不活性濾過用物質の下流に存在し
ているそのようなイオン交換樹脂の床および／または支
持手段（例えば、プレート中のオリフィス／またはノズ
ル）に付着するのを防ぐであろう。
【００２８】もちろん、また、２個またはそれ以上のイ
オン交換樹脂カラムから成るイオン交換樹脂システムに
おいて、第１のイオン交換樹脂カラム（最も遠い上流の
カラム）および前記第１のカラムの下流に設置された１
個またはそれ以上のイオン交換樹脂カラムの両方が、本
発明によるカラムであることも可能である。
【００２９】イオン交換樹脂システムにおいては、アニ
オン交換樹脂の床を含有するイオン交換樹脂カラムが、
カチオン交換樹脂の床を含有するイオン交換樹脂カラム
の下流に設置されていることが普通である。そのような
場合には、カチオンイオン交換樹脂の床とアニオン交換
樹脂の床（すなわち、アニオン交換樹脂を含有するカラ
ムにおいて）との間に不活性粒状濾過用物質の床を位置
させることは、カチオン交換樹脂微粉物が、アニオン交
換樹脂カラムに入る流体から除去され、またはそのレベ
ルが少なくとも最少にされるのを可能にする。それによ
って、これは、カチオン交換樹脂の微粉がアニオン交換
樹脂の床に付着するのを防ぎまたは最少にし−そうでな
ければ、処理流体例えば水の質が悪くなるだろうし、そ
して各再生後のすすぎを困難にする−およびまた、アニ
オン交換樹脂の床の入口側に存在している保持手段の閉
塞（例えば、プレートのオリフィスおよびノズルの閉
塞）を避け、または少なくとも最少にする。同様に、カ
チオン交換樹脂の床を含有するイオン交換樹脂カラム
が、アニオン交換樹脂の床を含有するイオン交換樹脂カ
ラムの下流に設置されているイオン交換樹脂システムも
知られている。そのような状況においては、アニオン交
換樹脂の床とカチオン交換樹脂の床（すなわち、カチオ
ン交換樹脂を含有するカラムにおいて）との間に不活性
粒状濾過用物質を存在させることは、アニオン交換樹脂
微粉物が、アニオン交換樹脂の床からカチオン交換樹脂
の床に通る流体から除去され、またはそのレベルが少な
くとも最少にされるのを可能にする。これは、カチオン
交換樹脂の付着を避け、または少なくとも最少にするこ
とを可能にし、そしてまた、カチオン交換樹脂カラムの
入口の端に存在している保持手段の閉塞を避け、または
少なくとも最少にする。
【００３０】好ましくは、不活性濾過用物質は、合成物
質例えば高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
ミドまたはポリスチレンである。好ましくは、不活性濾
過用物質は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンまた
はポリアミドである。不活性濾過用物質の粒径は、例え
ば約０．１ｍｍ〜約５ｍｍである。本発明の１つの態様
においては、不活性濾過用物質は、好ましくは、約０．
２ｍｍ〜約４ｍｍ、更に好ましくは、約０．３ｍｍ〜約
２ｍｍの粒径を有している。本発明の他の態様において
は、不活性濾過用物質は、好ましくは、約０．５ｍｍ〜
約５ｍｍ、更に好ましくは、約０．５ｍｍ〜約１．７ｍ
ｍの粒径を有している。粒径と称するときは、それは、
球形粒子の場合における粒子の直径、および非球形粒子
の場合における粒子の最小直径および最大直径を意味す
る。約０．５ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲の粒径を有する
不活性濾過用物質を使用すると、それを通って通過する
流体から、約０．０５ｍｍ〜約０．４ｍｍの粒径を有す
る粒状物質を除去するのに効率的である。好ましくは、
不活性濾過用物質の粒径は、イオン交換樹脂の粒径より
小さいことである。
【００３１】本発明によるカラム内の不活性物質の深さ
は、好ましくは約１０ｃｍ〜約５０ｃｍである。
【００３２】イオン交換樹脂システムの操業において
は、イオン交換樹脂の床を通る処理すべき流体の流量、
約１０ｍ〜約８０ｍ／時が通常使用される。本発明によ
って不活性濾過用物質を使用すると、不活性濾過用物質
を通ってそのような流量において、前記システムにおけ
る処理すべき流体から粒状物質を除くのに効率的である
ことが見出された。
【００３３】イオン交換樹脂システムの再生の間に、再
生剤流体は、不活性濾過用物質から、充填サイクルの間
に前記システムを通って通過する流体から除去され、と
らえられた粒状物質を除去する。既に論んじた如く、再
生サイクル中において、不活性濾過用物質は、好ましく
は流動化し、そのような流動化は、とらえられた粒状物
質の除去効率を改良する。
【００３４】イオン交換樹脂システムのためには、８時
間以下またはそれ以上の充填時間（ｌｏａｄｉｎｇ ｔ
ｉｍｅ）が、通常でないことはない。例えば、イオン交
換樹脂システムは、再生を必要とする以前の多くの日数
の間、そのシステムの充填サイクルにおいて操業でき
る。不活性濾過用物質は、そのような長い充填期間（ｌ
ｏａｄｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ）の間でさえ、充填サイク
ルの間にイオン交換樹脂システムを通って通過する流体
から、粒状物質を除去するのに効率的である、ことが見
出された。
【００３５】次の実施例は、本発明の好ましい態様を例
示している。
【００３６】実施例１ この実施例は、水から樹脂微粉物を除くための不活性粒
状濾過用物質の床の能力を示すために提示した。
【００３７】この実施例で使用した装置は、不活性粒状
濾過用物質の床から成り、この不活性濾過用物質の床は
高さ１０ｃｍを有し、そして不活性濾過用物質は次の表
１に記載されているような物質であった。カラムの体積
は、不活性濾過用物質の床の体積より大きい。カラムの
底部には流体用の入口があり、そしてカラムの頂部には
流体用の出口がある。
【００３８】０．１〜０．２ｍｍの粒径を有する砕けた
カチオン交換樹脂ビーズを含有する水を、カラムの底部
の入口を通してカラム内に導入した。この流体を、不活
性物質の床を通して通過させ、そしてカラムの頂部の出
口を通してカラムから排出させた。不活性物質の床を通
る流体の流量は２０〜４０ｍ／時であった。
【００３９】この操作手順を、次の表１に列挙された種
々の不活性物質を用いて行い、そして砕けたカチオン交
換樹脂ビーズが不活性濾過用物質の床の内部に見出され
る高さを、変動時間において測定し、それらの結果を添
付図面の図１に示した。図１において、Ｘ軸は時間
（分）を表わし、そしてＹ軸は、砕けたカチオン交換樹
脂ビーズが不活性濾過用物質の床の内部に見出される高
さ（ｃｍ）〔すなわち、砕けたビーズの移行性（ｍｉｇ
ｒａｔｉｏｎ）〕を表わす。
【００４０】この図１から、一定の時間後には樹脂の破
片が更に移行しないで平衡に達することが理解される。
これは、樹脂の破片が「ケーキ（ｃａｋｅ）」を形成
し、それが不活性濾過用物質の床を通して破片が更に移
行するのを防いでいるのを示している。
【００４１】不活性濾過用物質の床を通して、砕れたカ
チオン交換樹脂ビーズを含有する水を通した後、１〜１
０ｍ／時の流量でカラムを通して下方へ清水（ｆｒｅｓ
ｈｗａｔｅｒ）を流した。これは、イオン交換樹脂カラ
ムにおける下流の再生の模擬実験である。カラムを通し
て下方へ水を通している間に、不活性濾過用物質の床が
流動化を示した。これにより、不活性物質の床からカチ
オン交換樹脂の破片を除去することが助けられた。
【表１】
【００４２】実施例２ 種々な流量において利用した不活性濾過用物質の関数
（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）として、砕けたカチオン交換樹脂
ビーズの移行性を測定した以外は、実施例１の操作手順
を繰り返した。
【００４３】この実施例の結果を、添付図面の図２に示
した。図２においては、不活性濾過用物質を横軸に沿っ
て示し、そして１５分後に、砕けたカチオン交換樹脂ビ
ーズが不活性濾過用物質の床の内部に見出される高さ
（ｃｍ）（すなわち、砕けたビーズの移行のレベル）を
縦軸に示した。
【００４４】実施例３ 種々な流量（すなわち、２０ｍ／時、２８ｍ／時および
３６ｍ／時）における不活性濾過用物質の関数として、
破けたカチオン交換樹脂ビーズの移行性を測定した以外
は、実施例１の操作手順を繰り返した。カチオン交換樹
脂ビーズの破片は０．３〜０．４ｍｍの粒径を有してい
た。
【００４５】この実施例の結果を添付図面の図３に示し
た。図３において、Ｘ軸は不活性濾過用物質の粒径（ｍ
ｍ）を表わし、そしてＹ軸は、１５分後に、砕けたカチ
オン交換樹脂ビーズが不活性濾過用物質の床の内部に見
出される高さ（ｃｍ）（すなわち、砕けたビーズの移行
のレベル）を表わす。平均粒径１ｍｍを有する不活性物
質のために示された値は、アンバーライト（Ａｍｂｅｒ
ｌｉｔｅ）ＲＦ−１４を用いて得られ、平均粒径３ｍｍ
を有する不活性物質のために示された値は、ポリエチレ
ンを用いて得られ、そして５ｍｍの粒径を有する不活性
物質のために示された値は、ポリプロピレンを用いて得
られた。
【００４６】この図３から、カチオン交換樹脂ビーズの
破片と不活性濾過用物質との間に相関関係が存在してい
るのが理解される。例えば、利用した破片サイズ（すな
わち、０．３〜０．４ｍｍ）のためには、最も効率的な
不活性濾過用物質の粒径は約１ｍｍであるのが理解され
る。
【００４７】実施例４ 不活性濾過用物質としてアンバーライト（Ａｍｂｅｒｌ
ｉｔｅ）ＲＥ−１４粒状物質を使用し、そして粒径０．
１〜０．２ｍｍを有するカチオン交換樹脂ビーズの破片
を利用して、実施例３を繰り返した。アンバーライトＲ
Ｅ−１４物質は、約１ｍの粒径を有していた。
【００４８】この実施例で得られた結果を、同じ不活性
濾過用物質の実施例３で得られた結果と比較し、それら
の結果を添付図面の図４に示した。図４において、Ｘ軸
は時間（分）を表わし、そしてＹ軸は、砕けたカチオン
交換樹脂ビーズが不活性濾過用物質の床の内部に見出さ
れる高さ（ｃｍ）（すなわち、砕けたビーズの移行のレ
ベル）を表わす。
【００４９】この図４から、約１ｍｍの粒径を有する不
活性濾過用物質（アンバーライトＲＦ−１４）は、０．
３〜０．４ｍｍの粒径を有するカチオン交換樹脂ビーズ
の破片を除去するよりも、０．１〜０．２ｍｍの粒径を
有するカチオン交換樹脂ビーズの破片を除去する方が効
率が少ないことが理解される。
【００５０】実施例５ この実施例で使用された装置は、横断面３．１４ｃｍ2
を有し、そして平均粒径３００μ、密度１．０６ｇ／ｍ
ｌ、および均一性係数（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｃｏｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ）１．２を有する不活性濾過用物質（ポ
リスチレン）の床を含有するカラムから成っていた。不
活性粒状濾過用物質の床は１０ｃｍの深さを有してい
た。
【００５１】次いで、粒径４６〜１５０μを有する強酸
性カチオン交換樹脂の破片１ｍｌを、不活性粒状濾過用
物質の床の頂部に置いた。この樹脂破片は、強酸性カチ
オン交換樹脂を粉砕し、そして４６〜１５０μの得られ
た粒子をふるいにかけることによって造った。
【００５２】次いで、流量２０ｍ／時においてカラムを
通して水を下方に流し、そして不活性粒状濾過用物質を
通して樹脂破片が移動する距離を、一定の時間間隔で測
定した。
【００５３】カラムを通す水の流量を４０ｍ／時にした
以外は、前記実験の操作手順を繰り返した。
【００５４】前記実験の操作手順から得られた結果は次
の如くであった：流量：２０ｍ／時： 時間（分 ） 距離（ｃｍ）** ０ ０ １０ ０．５ ３０ ０．５ １２０ ０．５流量：４０ｍ／時： 時間（分 ） 距離（ｃｍ）** ０ ０ １０ ０．５ ３０ ０．６ １２０ ０．６ （注）** ： 不活性粒状濾過用物質の床を通って下方
に移動する樹脂破片の距離。
【００５５】前記の実験の操作手順のそれぞれについ
で、カラムを通す水の流れ方向を逆にした（すなわち、
カラムを通して、それゆえに不活性粒状濾過用物質を通
して、水を上方に流した）。水の流量は１０ｍ／時であ
った。樹脂破片の９５容量％以上が不活性濾過用物質か
ら洗われ、そしてカラムから除かれるのが観察された。
【００５６】この実施例から、平均粒径３００μを有す
る不活性物質は、４６〜１５０μの樹脂破片を効率的に
保持することが可能であり、しかしまた、水の流れを逆
にしたときは樹脂破片を離脱することも可能であること
が理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に使用された不活性粒状物質の床を通
して、砕れたカチオン交換樹脂ビーズの移行性対時間を
例証しているグラフである。
【図２】実施例２に使用された不活性粒状物質の床を通
して、砕れたカチオン交換樹脂ビーズの種々な流体流量
における移行性を例証している棒状グラフである。
【図３】実施例３に使用された不活性粒状物質の床を通
して、砕れたカチオン交換樹脂ビーズの種々な流量にお
ける移行性を例証しているグラフである。
【図４】実施例４の不活性粒状物質の床を通して、砕れ
たカチオン交換樹脂ビーズの移行性対時間を例証してい
るグラフである。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 イオン交換プロセスの充填サイクルにお
    ける処理すべき流体のための入口、イオン交換プロセス
    の充填サイクルにおける処理された流体のための出口、
    イオン交換樹脂のための部分、および不活性粒状濾過用
    物質のための部分から成り、かつ不活性粒状濾過用物質
    のための前記部分は、不活性粒状濾過用物質のための前
    記部分が、イオン交換樹脂のための任意の部分よりも前
    記入口に近接するようにして、イオン交換樹脂の前記部
    分と前記入口との間に設置されている、イオン交換プロ
    セスに使用するためのカラム。
  2. 【請求項２】 保持手段を通って流体が通過することが
    可能である前記保持手段が、次の位置の１つまたはそれ
    以上に設置されている、請求項１に記載のカラム： （ｉ）処理すべき流体のための入口に最も近接している
    不活性粒状濾過用物質のための部分の端、（ｉｉ）処理
    すべき流体のための入口から遠く離れた不活性粒状濾過
    用物質のための部分の端、（ｉｉｉ）処理された流体の
    ための出口に最も近接しているイオン交換樹脂のための
    部分の端、または（ｉｖ）処理された流体のための出口
    から遠く離れたイオン交換樹脂のための部分の端。
  3. 【請求項３】 保持手段（ｉｉ）および（ｉｉｉ）が一
    体になっている、請求項２に記載のカラム。
  4. 【請求項４】 保持手段（単数または複数）が、その中
    に複数のオリフィスまたはノズルを有しているプレート
    の形態である、請求項２または３に記載のカラム。
  5. 【請求項５】 イオン交換樹脂のための部分が、イオン
    交換樹脂の床を装填しており、そして不活性粒状濾過用
    物質のための部分が、不活性粒状濾過用物質の床を装填
    している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラ
    ム。
  6. 【請求項６】 不活性粒状濾過用物質の体積が、その物
    質が置かれている部分の体積より小さい、請求項５に記
    載のカラム。
  7. 【請求項７】 不活性粒状濾過用物質が、高密度ポリエ
    チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、またはポリア
    ミドである、請求項５または６に記載のカラム。
  8. 【請求項８】 不活性粒状濾過用物質が、粒径約０．１
    ｍｍ〜約５ｍｍを有する、請求項５〜７のいずれか１項
    に記載のカラム。
  9. 【請求項９】 不活性粒状濾過用物質が、粒径約０．２
    ｍｍ〜約４ｍｍを有する、請求項８に記載のカラム。
  10. 【請求項１０】 不活性粒状濾過用物質が、粒径約０．
    ５ｍｍ〜約１．７ｍｍを有する、請求項８に記載のカラ
    ム。
  11. 【請求項１１】 不活性粒状濾過用物質が、深さ約１０
    ｃｍ〜約５０ｃｍを有する、請求項５〜１０のいずれか
    １項に記載のカラム。
  12. 【請求項１２】 イオン交換樹脂のための部分と不活性
    粒状濾過用物質のための部分との間に保持手段が存在し
    ないで、イオン交換樹脂および不活性粒状濾過用物質の
    液圧密度が、カラム中のこれらの物質の流動化およびカ
    ラムを通して流体の流れなしにそれらを固定させること
    により、それらが分離している床を形成し、後者が処理
    すべき流体のための入口に前者より近接して設置される
    ようにする、請求項５〜１１のいずれか１項に記載のイ
    オン交換樹脂カラム。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載
    したような１個のカラムまたは複数個のカラムから成
    る、イオン交換樹脂システム。
  14. 【請求項１４】 ２個またはそれ以上のイオン交換樹脂
    カラムから成り、そのようなカラムの１個またはそれ以
    上が請求項１〜１１のいずれか１項に記載したカラムで
    ある、イオン交換樹脂システム。
  15. 【請求項１５】 請求項５〜１２のいずれか１項に記載
    の１個のカラムまたは複数個のカラムから成るイオン交
    換樹脂システムを通して、処理すべき流体を流すことか
    ら成る、イオン交換樹脂プロセス。
  16. 【請求項１６】 （ａ）請求項５〜１１のいずれか１項
    に記載のカラムが、上流充填および下流再生に配置され
    ており、（ｂ）不活性粒状濾過用物質の体積が、その物
    質が置かれている部分の体積より小さく、そして（ｃ）
    不活性粒状濾過用物質の密度が、処理すべき流体の密度
    より小さい、請求項１５に記載のイオン交換プロセス。
  17. 【請求項１７】 （ａ）請求項５〜１１のいずれか１項
    に記載のカラムが、上流の充填および下流の再生に配置
    されており、（ｂ）不活性粒状濾過用物質の体積が、そ
    の物質が置かれている部分の体積より小さく、そして
    （ｃ）不活性粒状濾過用物質の密度が、処理すべき流体
    の密度より大きい、請求項１５に記載のイオン交換樹脂
    プロセス。
  18. 【請求項１８】 処理すべき流体の流量が、約１０〜約
    ８０ｍ／時である、請求項１５〜１７のいずれか１項に
    記載のイオン交換樹脂プロセス。
JP5001898A 1992-01-10 1993-01-08 イオン交換プロセスに使用するためのカラム Withdrawn JPH05253497A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929200480A GB9200480D0 (en) 1992-01-10 1992-01-10 Ion exchange resin columns,systems comprising such columns,and processes using such columns
GB92004803 1992-08-14
GB92173483 1992-08-14
GB929217348A GB9217348D0 (en) 1992-01-10 1992-08-14 Ion exchange resin columns,systems comprising such columns,and processes using such columns

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05253497A true JPH05253497A (ja) 1993-10-05

Family

ID=26300142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5001898A Withdrawn JPH05253497A (ja) 1992-01-10 1993-01-08 イオン交換プロセスに使用するためのカラム

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0551002A1 (ja)
JP (1) JPH05253497A (ja)
CN (1) CN1074148A (ja)
AU (1) AU654224B2 (ja)
BG (1) BG97269A (ja)
BR (1) BR9300049A (ja)
CA (1) CA2086636A1 (ja)
CZ (1) CZ375092A3 (ja)
FI (1) FI930074L (ja)
HU (1) HUT68447A (ja)
IL (1) IL104345A0 (ja)
NZ (1) NZ245639A (ja)
PL (1) PL297340A1 (ja)
SG (1) SG45313A1 (ja)
SI (1) SI9300012A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022508172A (ja) * 2018-11-27 2022-01-19 スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ネザーランズ ビーヴィー 流体処理容器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1082402C (zh) * 1995-06-05 2002-04-10 斯塔泰克文切斯公司 用于向半导体制造操作中提供超高纯度缓冲的氟化铵或氢氟酸的系统
DE10015113C2 (de) * 2000-03-28 2003-03-20 Horst Chmiel Verfahren zur Entfernung von Bestandteilen, wie Schwebstoffen und kolloidalen Verbindungen aus wässrigen Lösungen
US7288184B2 (en) 2004-12-10 2007-10-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for mitigating acids in a system for separating aromatic hydrocarbons from a hydrocarbon feedstream
CN103755756B (zh) * 2014-02-11 2015-07-08 江苏诚信药业有限公司 一种制备维生素c葡萄糖苷的工艺系统及其工艺方法
US11865531B2 (en) 2018-02-28 2024-01-09 Lilac Solutions, Inc. Ion exchange reactor with particle traps for lithium extraction
ES2989184T3 (es) * 2018-08-09 2024-11-25 West Invest Sa Recipiente para tratar un fluido con un sistema de intercambio iónico y método de cromatografía iónica correspondiente
CA3178825A1 (en) 2020-06-09 2021-12-16 David Henry SNYDACKER Lithium extraction in the presence of scalants
CA3216001A1 (en) 2021-04-23 2022-10-27 David Henry SNYDACKER Ion exchange devices for lithium extraction
EP4499260A1 (en) 2022-03-28 2025-02-05 Lilac Solutions, Inc. Devices for efficient sorbent utilization in lithium extraction
AR128953A1 (es) 2022-04-01 2024-06-26 Lilac Solutions Inc Extracción de litio con aditivos químicos

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151332A (en) * 1978-02-02 1979-04-24 Rohm And Haas Company Inert interface beads of a crosslinked copolymer of methyl methacrylate and hydroxyalkyl methacrylate for regeneration of mixed bed ion exchange columns
GB8330229D0 (en) * 1983-11-11 1983-12-21 Rohm & Haas Countercurrent ion exchange and absorption processes
US4745134A (en) * 1984-06-27 1988-05-17 Rohm And Haas Co. Inert separator beads for regeneration of mixed bed-ion exchange resins
EP0452042B1 (en) * 1990-04-09 1994-06-22 The Permutit Company Limited Ion exchange process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022508172A (ja) * 2018-11-27 2022-01-19 スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ネザーランズ ビーヴィー 流体処理容器

Also Published As

Publication number Publication date
AU654224B2 (en) 1994-10-27
SI9300012A (en) 1993-09-30
HU9300035D0 (en) 1993-09-28
FI930074L (fi) 1993-07-11
PL297340A1 (en) 1993-09-20
AU3109793A (en) 1993-07-15
IL104345A0 (en) 1993-05-13
CZ375092A3 (en) 1993-10-13
FI930074A0 (fi) 1993-01-08
EP0551002A1 (en) 1993-07-14
CA2086636A1 (en) 1993-07-11
HUT68447A (en) 1995-06-28
BR9300049A (pt) 1993-08-24
NZ245639A (en) 1995-03-28
BG97269A (bg) 1993-12-24
CN1074148A (zh) 1993-07-14
SG45313A1 (en) 1998-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4668405A (en) Downflow filter with high velocity backflush
US5454959A (en) Moving bed filters
US3011643A (en) Sand filter apparatus for swimming pools
JPH05253497A (ja) イオン交換プロセスに使用するためのカラム
EP2175953B1 (en) A method and device for cleaning non-fixed media filters
US4750999A (en) Filter employing barrier
CA2576034C (en) Method and apparatus for increasing filter contaminant loading capacity
WO1989002776A1 (en) Filter media for filter systems
US5545319A (en) Sieve system for an ion exchange column
GB1564978A (en) Process and apparatus for cleaning particulate filters
JPS62247812A (ja) 加圧式上向流深層濾過方法及びそれに用いる濾過器
EP0100994B1 (en) Method of filtration using semifluidized beds
US5167840A (en) Systems and methods for clarifying liquids
EP1185348B1 (en) Filter underdrain
US4443341A (en) Process and apparatus for removal of solids from liquids
US4659462A (en) Apparatus for pretreatment of water using a bed of granular activated carbon
US4269715A (en) Process and apparatus for treating by ion exchange or adsorption fluids having solid particles suspended therein
US4326963A (en) Multiple bed filtering apparatus and process
JPS5836612B2 (ja) 移動層式濾過装置
GB2124921A (en) Filtering method and apparatus
CA1306421C (en) Method and apparatus for pretreatment of water using a bed of granular activated carbon
JPH0679108A (ja) 濾過装置
JPH11333212A (ja) ろ過装置
JP2829993B2 (ja) 濾過器の洗浄方法
JPH09122505A (ja) 向流式イオン交換塔の再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000404