보은화학(주) 기술자료 - 향류재생식 순수장치

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15. 향류재생식 순수장치

원수중의 이온은 이온교환수지에 교환 포착되어 서서히 이온교환수지의 교환능력이 없어지게 된다. 이때 재생제로 재생을 하게된다. 재생을 통수와 반대방향으로 행하는 재생방식을 항류재생이라고 말한다. 이와는 다르게 통수와 재생을 동일방향으로 행하는 종래의 재생방식을 병류재생이라고 부른다.
본 향류재생은 통수를 하향류(Down Flow), 재생을 상향류(Up Flow)로 하는 것이 특징이다.

가.

향류재생 방식에서 재생제가 절감되는 이유

ⓐ 수지층의 【H⁺】부분을 이용할 수 있으며

ⓑ 탈착이온에 의한 유효(자기)재생이 가능하고

즉, 향류재생 방식에서는 재생시 HCl이 Na만 밀어내면 되고, 이때 Na는 다시 Mg를, Mg는 다시 Ca를 밀어내므로 탈착이온에 의해 유효재생이 가능하다.

ⓓ 병류재생 방식에서는 재상시 HCl이 Ca, Mg, Na을 모두 밀어내야 하므로 탈착 이온에 의한 유효재 생이 불가
능하다.

나.

향류재생식 순수제조방식이 고순도의 순수를 얻을 수 있는 이유

재생종점에서의 이온교환수지층의 상태 A 및 A'를 보면 항류재생방식(A)에서는 수지층 하부에 미재생된 부분이 없지만 병류재생방식(A')에서는 수지층 하부에 미재생된 부분이 있는것을 확인할 수 있다. 그러므로 향류재생방식은 통수개시부터 고순도의 순수를 얻을 수 있다.

다.

향류재생방식 순수제조장치의 장점

ⓐ 재생제가 절감(Running Cost의 절감)된다.

병류재생방식에 비해 재생제 사용량이 절반 이하가 된다.

ⓑ 고순도의 처리수를 얻을 수 있다.

수지층 하부를 보면 재생후에 언제나 완전히 재생된 상태로 되어 있기 때문에 항상 안정된 고순도의 처리수를 얻을 수 있다.

병류재생방식의 재생시간은 약 4시간이 소요되지만 향류재생방식은 2시간 이내에 재생이 가능하다.
그러므로 순수저조도 병류재생방식에 비해 절반 이하의 용량으로도 충분하다.

ⓓ 원수유량 및 원수수질의 변동에 강하다.

향류재생방식은 통수방향이 병류재생방식과 마찬가지로 하향류이므로 이온교환수지층이 항상 긴밀한 층을 가지고 있으므로 급격한 유량변동(또는 단속운전)이나 원수수질의 변동에 대해서도 항상 안정된 고순도의 순수를 얻을수 있다

ⓔ 수세수량이 절감된다.

수세수는 병류재생방식에서는 수지층의 약 10배량을 필요로 하지만, 향류재생방식에서는 약 1∼2배 로 충분하다.

ⓕ 재생폐액처리가 용이하다.

수세수량을 병류재생방식에 비해 적게 사용할 수 있기 때문에 재생폐액도 적게 생성된다. 그러므로 재생폐액 처리가 용이하다.
또한 재생제가 거의 유효하게 재생에 기여하므로, 재생폐액중에 잔류하는 유리재생제가 매우 적게 된다. 그러므로 재생폐액의 중화를 위하여 약제를 사용할 필요가 거의 없다.

ⓖ 고순도의 수질이 필요할 경우에도 건설비가 적게 소요 된다.

	병류재생방식에서는 고순도의 수질을 얻기 위해서는 “2B3T+Polisher" 또는 "4B5T"등을 사용해야 하지만 원수수질이 좋을 경우에는 ”향류재생방식 2B3T"만으로도 고순도의 수질을 얻을 수가 있으므로 건설비가 적게 들어간다.

예)	＊ 원 수 수 질 :	Total Cations 100 ppm as CaCO₃
	＊ 처리수수질 :	- 보증치	2 ㎲/㎝ 이하
			0.1 ppm as SiO₂ 이하
		- 기대치	1 ㎲/㎝
			0.02 ppm as SiO₂ 이하
	* 또한 순수저조도 병류 재생방식에 비해 절반이하가 되므로 설치면적이 작아도 된다.

ⓗ 병류재생에 비해 Silica관리가 더 쉽다.

병류재생의 경우는 수지탑 하부에 항상 미재생 부분이 남아있어 통수시에 향류재생에 비해 Na⁺ 이온 누출이 많아진다. 이로 인해 음이온탑의 출구수가 Alkali가 되므로 Silica가 더 누출하게 된다.
향류재생은 이와는 반대로 Silica 관리가 쉽다.

라.

향류와 병류재생방식의 비교

향류 및 병류재생방식의 재생제 사용 비교표
구 분			향류재생방식 (2B2T+MBP)	병류재생방식 (2B2T+MBP)
가 정	원수수질(T.C)		130 ppm as CaCO₃	130 ppm as CaCO₃
	Capacity		2,400 ㎥/Cycle	2,400 ㎥/Cycle
처리수수질	2B3T 출구	Conductivity	2㎲/㎝ ↓	10㎲/㎝ ↓
		SiO₂	0.05 ppm as SiO₂ ↓	0.2 ppm as SiO₂ ↓
	MBP 출구	Conductivity	1㎲/㎝ ↓	1㎲/㎝ ↓
		SiO₂	0.02 ppm as SiO₂ ↓	0.02 ppm as SiO₂ ↓
	재생제	35% HCl	320 TON	660TON
		45% NaOH	220TON	500TON
재생 Level	양이온수지		40∼60g HCl / ℓ - R	100g HCl / ℓ - R
	음이온수지		40∼60g NaOH / ℓ - R	100g NaOH / ℓ - R
재 생 시 간			약 2 시간	약 4 시간
연간 Running Cost			병류재생방식에 비해 40∼60%	100