电气式脱离子水制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于，提供一种电气式脱离子水制造装置，其将直流电场施加到填充有离子交换体的脱离子室，以使被排除的离子沿与该离子交换体内的通水方向相同或相反的方向泳动，从而将该离子交换体上吸附的离子性杂质排除到系统外部，其特征在于，该离子交换体是块状有机多孔质离子交换体和粒状离子交换树脂的混合体。该装置，结构简单，材料费、加工费以及组装费减少，并加速吸附的离子性杂质的移动而易于将吸附的离子排除，且不会发生因离子交换反应时的膨胀、收缩而引起的单流或与离子交换膜的接触不良的问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电气式脱离子水制造装置，该装置用于采用脱离子水的 半导体制造工业、制药工业、食品工业、发电厂、研究所等各种工业或糖液、 果汁、葡萄酒等的制造等中。
技术介绍
作为制造脱离子水的方法，有下述以往以来众所周知的方法，S卩，让被 处理水通过粒状离子交换树脂(下面，也只称作"离子交换树脂")而进行 脱离子的方法，然而，该方法中，当离子交换树脂的离子交换容量降低，则 需要利用药剂进行再生，为解决这种处理操作上的不利之处，确立了利用电 气式脱离子法的脱离子水制造方法并将之实用，该方法完全不需要用药剂进 行再生。上述现有技术的电气式脱离子水制造装置，基本而言，是将作为离子交 换体的阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的混合离子交换树脂填充到由阳 离子交换膜和阴离子交换膜所形成的间隙内而作为脱离子室，并让被处理水 通过该离子交换树脂层，且经由上述两种离子交换膜沿与被处理水的流动垂 直的方向作用直流电流，从而将被处理水中的离子电气排除到两离子交换膜 的外侧流动的浓缩水中，从而制造脱离子水。另一方面，在日本特开2003 — 334560号公报中，公开了一种电气式 脱离子水制造装置，其具有脱离子室，该脱离子室中填充有块状 (monolith,片流扎)有机多孔质离子交换体(以下，也只称作"块状交 换体")，让水通过该脱离子室，除去水中的离子性杂质而制造脱离子 水，并且，将直流电场施加到该脱离子室，从而将该有机多孔质离子交 换体上吸附的离子性杂质排除到系统外部，其中，该直流电场的施加使 被排除的离子沿与该有机多孔质离子交换体内的通水方向相反的方向泳 动。该日本特开2003 — 334560号公报中所记载的电气式脱离子水制造装 置的脱离子室的宽度尺寸较大，且脱离子室填充材料采用具有三维网眼结构的块状交换体，所以，与以往的将直流电流沿与被处理水的流动垂 直的方向施加的电气式脱离子水制造装置相比，装置结构简单，且可使 材料费、加工费以及组装费减少。此外，块状交换体与粒状离子交换树 脂相比，整个填充层成为连续体，因而，具有如下显著效果离子的吸 附及脱附容易；吸附的离子性杂质的移动速度加快而易于排除吸附的粒子；完全不会出现产生碳酸 钙或氢氧化镁等的水垢(scale)的可能性。 专利文献l日本特开2003 — 334560然而，日本特开2003—334560号公报中记载的电气式脱离子水制造装 置中，在脱离子室中仅填充块状交换体，所以存在离子交换容量小且被处理 水的水质变动较弱的问题。此外，粒状离子交换树脂时也同样，在容器内仅 填充单一的离子交换体，因而，存在因离子交换反应时的膨胀、收缩而使填 充状态发生变化的问题。下面，以离子交换树脂为例说明容器内填充物的膨胀收縮结构。就膨胀 率而言，例如，阳离子交换树脂为7%，阴离子交换树脂为23%。所谓的膨 胀率是指，离子交换树脂从盐形态变成再生形态时变化的体积比例。例如， 将再生形态(R-OH)的阴离子交换树脂160ml填充到容积160ml的槽内， 并让被处理水流通一定时间，让阴离子交换树脂的R-OH完全变化成R-C1、 R-N03、R-HC03等的盐形态，该情况下，按160ml + 1.23^30.1ml计算，160ml 的阴离子交换树脂的体积减少约30%。由此，产生下述现象，g卩，脱离子室 内显现未被树脂填充的仅水相的部分，产生水的单流(single flow)，电压 显著上升，最终，不能流动除去离子所需要的电流。相反，将R-C1、 R-N03、 R-HC03等的盐的形式的阴离子交换树脂160ml填充到容积160ml的槽内， 进行一定时间的电气再生，该情况下，阴离子交换树脂完全变化为R-OH， 按160mlX1.23=196.8ml计算，160ml的阴离子交换树脂使离子交换树脂体 积增加。然而，该情况下，由于存在构成脱离子室的容器，从而存在力集中 在脱离子室内强度最低的部分而发生损坏的情况，并具有通水阻力上升的问 题。与离子交换树脂相同，块状交换体也具有膨胀、收縮的性质，体积会发 生相同程度的变化。为解决这种单一的离子交换体的膨胀、收缩的问题，也 考虑过预先决定填充在脱离子室内的离子交换体的盐形态或再生形态的体 积比例，然而，在电气式脱离子水制造装置的连续运转中，是根据被处理水的水质或电流效率来决定脱离子室的盐形态或再生形态的比例，所以不可能 预先决定一定的体积而进行填充。这种情况下，希望开发出一种电气式脱离子水制造装置，该装置维持日本特开2003—334560号公报中记载的采用块 状交换体的电气式脱离子水制造装置的有利之处，并解决因离子交换反应时 的膨胀、收縮而引起的单流(single flow)或与离子交换膜接触不良的问题。 因此，本专利技术的目的在于提供一种电气式脱离子水制造装置，该装置结 构简单，材料费、加工费以及组装费减少，并使吸附的离子性杂质的移动速 度加快而易于排除吸附的离子，且不会发生因离子交换反应时的膨胀、收缩 而引起的单流或与离子交换膜接触不良的问题。
技术实现思路
在该实际情况下，为解决上述的以往的电气式脱离子水制造装置的问题 点，本专利技术人等，反复地进行悉心研究，其结果是发现，若填充在脱离子室 内的离子交换体是块状交换体和离子交换树脂的混合体，则可利用块状交换 体的与离子交换反应引起的膨胀收缩无关的物理伸縮性所产生的缓冲作用， 可防止因离子交换反应时的膨胀、收缩而引起的单流或与离子交换膜接触不 良，因此，采用这种用单一的离子交换体不能实现的宽的宽度的脱离子室结 构，可使装置结构简单，使材料费、加工费以及组装费减少等，从而完成了 本专利技术。即，本专利技术(1)提供一种电气式脱离子水制造装置，其中，将直流电 场施加到填充离子交换体后的脱离子室，以使被排除的离子沿与该离子交换 体内的通水方向相同或相反的方向泳动，从而将该离子交换体上吸附的离子 性杂质排除到系统外部，其中，该离子交换体是块状有机多孔质离子交换体 与粒状离子交换树脂的混合体。本专利技术(2)提供上述电气式脱离子水制造装置，其具有阴离子槽和阳 离子槽，其中，所述阴离子槽具有脱阴离子室，其由一侧的阴离子交换膜与另一侧的 离子交换膜分割而成；阳极，其配置在该一侧的阴离子交换膜的外侧；阴极， 其配置在该另一侧的离子交换膜的外侧，所述阴离子槽从该脱阴离子室中的一侧的阴离子交换膜附近供给被处理水，并从该脱阴离子室中的另一侧的离子交换膜附近获得第一处理水，所述阳离子槽具有脱阳离子室，其由一侧的阳离子交换膜与另一侧的离子交换膜分割而成；阴极，其配置在该一侧的阳离子交换膜的外侧；阳极，其配置在该另一侧的离子交换膜的外侧，所述阳离子槽从该脱阳离子室中的一侧的阳离子交换膜附近供给上述阴离子槽的第一处理水，并从该脱阳离子室中的另一侧的离子交换膜附近获得第二处理水。本专利技术(3)提供上述电气式脱离子水制造装置，该电气式脱离子水制造装置具有阳离子槽和阴离子槽，其中，所述阳离子槽具有脱阳离子室，其由一侧的阳离子交换膜与另一侧的离子交换膜分割而成；阴极，其配置在该一恻的阳离子交换膜的外侧；阳极， 其配置在该另一侧的离子交换膜的外侧，所述阳离子槽从该脱阳离子室中的一侧的阳离子交换膜附近供给被处 理水，并从该脱阳离子室中的另一侧的离子交换膜附近获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气式脱离子水制造装置，将直流电场施加到填充有离子交换体的脱离子室，以使被排除的离子沿与该离子交换体内的通水方向相同或相反的方向泳动，从而将该离子交换体上吸附的离子性杂质排除到系统外部，其特征在于，　　　　该离子交换体是块状有机多孔质离子交换体与粒状离子交换树脂的混合体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：田岛直幸，山中弘次，井上洋，中村彰，
申请(专利权)人：奥加诺株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]