申请日2003.05.12
公开(公告)日2008.07.09
IPC分类号G01N30/96; C02F1/42; B01D15/36; B01J39/08
摘要
使强酸性阳离子交换树脂接触洗脱液，测定从该树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸的阳离子交换树脂的评价方法，其中，在洗脱的聚苯乙烯磺酸的分子量分布中设定多个分子量范围，根据各分子量范围和在该各分子量范围内的洗脱量的对应关系，评价该强酸性阳离子交换树脂的性能。本评价方法可以准确而精度良好的、与树脂的母体结构和使用状况无关的评价阳离子交换树脂的性能。通过使用该评价方法，可决定在使用阳离子交换树脂的水处理系统中树脂交换的最佳时期，可使树脂交换周期延长和运转成本降低。
権利要求書
1.一种阳离子交换树脂的评价方法，其特征在于，在使强酸性阳离 子交换树脂接触洗脱液，测定从该树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸的阳离子 交换树脂的评价方法中，在洗脱的聚苯乙烯磺酸的分子量分布中设定多 个分子量范围，根据各分子量范围和该各分子量范围内的洗脱量之间的 对应关系，评价上述强酸性阳离子交换树脂的性能，在该评价中，在上 述各分子量范围的每个中，分别预先设定表示关于上述强酸性阳离子交 换树脂的性能的程度的加权系数，将各分子量范围内的洗脱量乘以对应 的加权系数的值的合计值，作为表示上述强酸性阳离子交换树脂的性能 的指标来评价该性能。
2.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，依据上 述强酸性阳离子交换树脂和阴离子交换树脂在混床形式下使用时，从强 酸性阳离子交换树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸引起的阴离子交换树脂的特 性的变化程度，在上述各分子量范围的每个中预先设定上述加权系数。
3.如权利要求2所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，在设定 各分子量范围内的代表分子量的同时，对于依据上述阴离子交换树脂的 特性变化程度在各分子量范围的每个中设定的加权系数，依据具有该代 表分子量作为已知分子量的标准聚苯乙烯磺酸吸附于上述阴离子交换树 脂时，该阴离子交换树脂的特性的变化程度来设定。
4.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，在分子 量10,000以上的范围，设定多个上述分子量范围。
5.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，上述分 子量范围包括分子量为1,000,000以上的范围。
6.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，使上述 强酸性阳离子交换树脂吸附铜离子和/或铁离子，再接触肼水溶液以加速 劣化，解吸铜离子和/或铁离子后，接触上述洗脱液，使聚苯乙烯磺酸洗 脱至洗脱液中。
7.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，使用含 有氨和肼的水溶液作为上述洗脱液。
8.如权利要求1所述的阳离子交换树脂的评价方法，其中，评价发 电站的冷凝脱盐装置使用的阳离子交换树脂的性能。
9.一种水处理系统的管理方法，其特征在于，在使强酸性阳离子交 换树脂接触洗脱液、测定从该树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸时，在洗脱的 聚苯乙烯磺酸的分子量分布中设定多个分子量范围，根据各分子量范围 和该各分子量范围内的洗脱量之间的对应关系，评价上述强酸性阳离子 交换树脂的性能，将该阳离子交换树脂的评价方法用于水处理系统使用 的阳离子交换树脂的评价，在该评价中，在上述水处理系统使用的阳离 子交换树脂的各分子量范围的每个中，分别预先设定表示关于上述阳离 子交换树脂的性能的程度的加权系数，将各分子量范围内的洗脱量乘以 对应的加权系数的值的合计值，作为表示上述阳离子交换树脂的性能的 指标来评价该性能，根据评价结果决定阳离子交换树脂的交换时期。
10.如权利要求9所述的水处理系统的管理方法，其中，设定上述 各分子量范围内的洗脱量乘以对应的加权系数的值的合计值的上限值， 在该上限值以下使用阳离子交换树脂。
11.如权利要求10所述的水处理系统的管理方法，其中，关于上述 合计值，设定比上述上限值还低的、用于所使用阳离子交换树脂的交换 准备开始的基准值。
12.如权利要求9所述的水处理系统的管理方法，其中，上述分子 量范围包括分子量为1,000,000以上的范围。
13.如权利要求9所述的水 处理系统的管理方法，其中，评价发电站的冷凝脱盐装置使用的阳离子 交换树脂的性能，根据该评价结果决定阳离子交换树脂的交换时期。
说明书
阳离子交换树脂的评价方法及使用它的水处理系统的管理方法
技术领域
本发明涉及阳离子交换树脂的评价方法和使用它的水处理系统 的管理方法，特别是涉及用于在火力发电站或压水堆型原子能发电 站(以下简称为PWR型原子能发电站)的冷凝脱盐装置所使用的强 酸性阳离子交换树脂的劣化程度评价的适宜的阳离子交换树脂的评 价方法及应使用它的水处理系统的管理方法。
背景技术
使强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂以混床形式 组合，在火力发电站或PWR型原子能发电站中，冷凝脱盐装置所使 用的强酸性阳离子交换树脂，通常是含有作为交换基的磺酸基的强 酸性阳离子交换树脂，其洗脱物的主要成分为聚苯乙烯磺酸(以下 简称为PSS)。已知当强酸性阳离子交换树脂氧化劣化时，PSS洗脱， 该PSS污染阴离子交换树脂，使阴离子交换树脂的脱盐性能下降。 而且脱盐性能下降时，在脱盐装置的出口有杂质离子泄漏，以致不 能保证处理水所必需的纯度。
因此，必须使用这样的能适当评价冷凝脱盐装置使用的阳离子交 换树脂的性能以防止劣化过度发生的树脂。作为这种阳离子交换树 脂的性能评价方法，一般采用试验PSS的洗脱性的方法。实际中， 采用将强酸性阳离子交换树脂在提取液中浸渍或振荡，在一定时间 后测定提取液中PSS量的方法(例如，特开平9-210977号公报)。 这种方法中，例如用以分子量10,000以上的PSS洗脱量为劣化指标。
但最近的调查结果显示，由于强酸性阳离子交换树脂的母体结构 和使用状况不同，以往的仅靠PSS洗脱量的方法已不能评价。这是 因为，即使是相同的强酸性阳离子交换树脂，例如，凝胶型强酸性 阳离子交换树脂和多孔性强酸性阳离子交换树脂的正洗脱的PSS的 分子量分布不同和已洗脱的PSS的分子量分布不同时，对强碱性阴 离子交换树脂的反应性的影响程度也不同。
发明内容
本发明的目的在于提供特别是不能被树脂的母体结构和使用状 况差异左右的、能够准确且精度良好地评价阳离子交换树脂的性能 的方法，以及使用这种方法的水处理系统的管理方法。
为达成上述目的，本发明的阳离子交换树脂的评价方法由具有以 下特征的方法构成，其特征在于，在使强酸性阳离子交换树脂接触 洗脱液，测定从该树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸的阳离子交换树脂的 评价方法中，在洗脱的聚苯乙烯磺酸的分子量分布中设定多个分子 量范围，根据各分子量范围和该各分子量范围内的洗脱量之间的对 应关系，评价上述强酸性阳离子交换树脂的性能。即一种新的评价 方法，不仅着眼于PSS的总洗脱量，也着眼于各分子量范围各自的 洗脱量。
特别是在这种评价方法中，在上述各分子量范围的每个中，分别 预先设定表示关于上述强酸性阳离子交换树脂性能程度的加权系 数，优选将各分子量范围内的洗脱量乘以对应的加权系数的值的合 计值作为表示上述强酸性阳离子交换树脂性能的指标来对该性能进 行评价。通过使用这种合计值作为指标，使仅根据合计值判断性能 变得可能。
上述加权系数可以参照各种方法设定。例如，根据将上述强酸性 阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂以混床形式使用时的强酸 性阳离子交换树脂中洗脱的聚苯乙烯磺酸引起的上述阴离子交换树 脂的特性的变化程度，可以在上述各分子量范围的每个中预先设定 上述加权系数。更具体地说，例如，在各分子量范围的每个中设定 代表分子量(例如，设定各分子量范围中的中间值或与其近似的值 的分子量作为代表分子量)的同时，根据上述阴离子交换树脂的特 性的变化程度而在上述各分子量范围的每个中设定的加权系数是根 据具有作为已知分子量的该代表分子量的标准聚苯乙烯磺酸吸附于 上述阴离子交换树脂时的该阴离子交换树脂的特性的变化程度，能 够在各分子量范围中设定加权系数。此时，作为观测变化程度的阴 离子交换树脂的特性，可采用其阴离子交换树脂的质量传递系数(以 下有时也简称为MTC)，此外，也可以根据阴离子交换树脂的脱盐 性能的变化程度设定加权系数。
作为上述PSS的分子量范围，优选在分子量10,000以上的范围 内设定多个。分子量小于10,000的PSS，由于对强碱性阴离子交换 树脂的性能降低几乎不能发挥作用，在性能评价中可从判断要素中 排除，即使排除也基本上不影响本发明的性能评价的精度。
此外，在本发明的阳离子交换树脂的评价方法中，也可使树脂样 品加速劣化来进行评价。例如，可以使上述强酸性阳离子交换树脂 吸附铜离子和/或铁离子，并接触肼的水溶液以加速劣化，解吸铜离 子和/或铁离子后，再接触上述洗脱液，使聚苯乙烯磺酸洗脱到洗脱 液中，再通过上述方法进行评价。此时，作为上述洗脱液，例如可 采用含有氨和肼的水溶液。
如上所述的本发明的阳离子交换树脂的评价方法特别适用于火 力发电站和PWR型原子能发电站的冷凝脱盐装置使用的阳离子交 换树脂的性能评价。
这样的本发明的阳离子交换树脂的评价方法中，由后述实施例可 知，只要是树脂母体和交换基相同的强酸性阳离子交换树脂，即可 对各种树脂进行准确的精度良好的性能评价，而与母体结构的差异 和使用状况无关。特别是采用上述的通过将各分子量范围内的洗脱 量乘以对应的加权系数的值的合计值来评价的方法，能够精度良好 的、且以极容易的形式，对例如其树脂的劣化程度或劣化倾向等进 行判定，而与母体结构和使用状况无关，从而使得准确而精度良好 的性能评价变得可能。
此外，本发明的水处理系统的管理方法由以下方法组成，其特征 在于：将上述阳离子交换树脂的评价方法用于水处理系统使用的阳 离子交换树脂的评价，根据其评价结果决定阳离子交换树脂的交换 时期。
特别是本发明的水处理系统的管理方法的优选实施方式为，使用 前述的、在各分子量范围内，分别预先设定表示关于强酸性阳离子 交换树脂性能的程度的加权系数，将各分子量范围内的洗脱量乘以 对应的加权系数的值的合计值作为表示阳离子交换树脂性能的指标 评价该性能的方法，以决定阳离子交换树脂的交换时期。特别是使 用这种方法，设定将各分子量范围内的洗脱量乘以对应的加权系数 的值的合计值的上限值，在其上限值以下使用阳离子交换树脂的水 处理系统的管理方法。这种管理方法中，关于上述合计值，可设定 比上述上限值低的、用于所使用的阳离子交换树脂的交换准备开始 的基准值。设定上述上限值或基准值的话，在确实的、不产生问题 的上限值以下的条件下令使用变成可能的同时，从到达基准值的时 刻开始交换准备，且继续该准备必须期间中的稳定运转，在到达上 述上限值之前或到达的时刻进行树脂交换变成可能。即，能够在不 引起性能问题的范围内最大限期的使用阳离子交换树脂，使使用后 在最恰当的时刻实施树脂交换变成可能。
这种水处理系统的管理方法也是用于评价发电站的冷凝脱盐装 置使用的阳离子交换树脂的性能，并根据其评价结果决定阳离子交 换树脂的交换时期的合适的方法。
上述本发明的阳离子交换树脂的评价方法及使用它的水处理系 统的管理方法中，与树脂的母体结构和使用状况无关通过一种试验 方法使得精度良好的评价树脂的劣化程度变成可能。应用这种评价 方法，在能够稳定继续指定运转的同时，使在使用许可范围内最大 限有效使用阳离子交换树脂变成可能，使谋求延长树脂交换周期或 降低运转需要的成本变成可能。