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黃酸再生法 Regeneration with HSO

黃酸·鹽酸 再生法 比較
이온교환수지를 이용한 순수제조장치중 양이온교환수지의 재생약제로서 염산 및 황산을 사용하지만 각각 재생상 장단점이 있어 어느 약제가 우수 하다고 단정하기 어렵다. 각각 사용에 대한 검토 결과를 아래의 표와 같이 정리할 수 있다.

1. 강산성양이온교환수지 초순수제조용 GRADE
재 생 제
염 산
황 산
① 재생약제 당량당 가격
② 취기 및 Fume의 발생
③ 부식성
④ 희석열
⑤ 재생시의 침전물 생성 경향
⑥ 설계 계산 및 운전 Cost
-
-
ⅰ) 재생효율
ⅱ) 소요수지량
ⅲ) 재생용수량
ⅳ) 운전 Cost

2. 황산재생시 특기사항
염산은 Ejector로 농염산을 직접 희석하여 용이하게 수지탑에 약주하 는 것이 가능하지만 황산보다 부식성이 강하고 농염산은 취기 및 Fume이 발생한다. 상대적으로 황산은 취기 및 Fume의 발생이 없고 부식성도 염산에 비교하여 약하지만 농황산은 취급에 주의해야 하며 희석시 염산의 경우보다 희석 발열되는 점을 사용시 충분히 고려해야 한다.
염산 재생시에 수지층중에서 생성되는 염화물은 황산염에 비교하여 용 해도가 크기 때문에 침전생성에 신경을 쓰지 않아도 되기 때문에 고농 도로 주입하여도 가능하다. 예를 들어 상품의 Na형의 수지에 농염산을 통과시키면 순간적으로 식염이 생성되고 수지입자중에 식염이 발생하 면 수지의 파쇄를 촉진시킬 수 있어 적당한 농도의 주입이 필요하며 통상 1∼10%정도가 추천된다.
R-SONa + HCl ↔ R-SOH + NaCl
또 황산재생시 제일 먼저 고려하지 않으면 않되는 것은 약주중에 황산 칼슘의 생성이 수지층중에
생성되는 경향이 있다.
(R-SO)Ca + HSO4 ↔ 2R-SOH + CaSO
황산칼슘의 침전물이 수지층중에 축적되면 통수중에 소량씩 용해하기 때문에 처리수중에 경도로
작용하게 되어 교환용량의 저하를 가져오게 된다. 황산칼슘의 침전물이 축적되는 경향은 수지층내의 칼슘의 농도, 황산농도, 약주시의 온도 및 유속에 영향을 받게 된다. 즉 수지층중의 칼슘의 농도와
황산의 농도가 높으면 축적되는 경향이 커지며 약주시의 온도가 높고 주입유속이 느려도 그 경향은 커진다. 약주중의 황산칼슘의 침전이 생성되기 쉬운 원수는 총양이온중 칼슘의 농도가 높은 경우이다즉 Na 및 Mg의 %가 낮은 원수가 문제가 된다. 아래의 표와 같이 황산칼슘의 용해도를 나타내며
그 이상의 칼슘은 수 지로부터 탈착되면 침전을 발생시킨다.

표1. 황산칼슘의 용해도
온 도(℃)
용 해 도
(g CaCO/100g HO)
고 상(固相)
0
10
20
30
40
50
70
100
0.176
0.193
0.204
0.210
0.212
0.201
0.197
0.162
CaSO·2HO
20
35
45
75
100
0.298
0.242
0.201
0.114
0.067
CaSO
20
30
40
60
80
100
0.885
0.730
0.620
0.410
0.280
0.170
CaSO·1/2HO
생성된 침전물은 수지층중에 침적하여 어느 정도 크기로 생장하기 위 해서는 일정시간 필요하므로 유속을 빠르게 약주하게 되면 칼슘의 탈 착량이 다소 많아져도 수지층중에 남지 못하게 된다. 황산칼슘의
침점물 방지를 위해서는 황산의 농도를 통상 1∼4%정도로 제어하고 3단계로 나누어 주입하는 多段階再生(STEPWISE REGENERATI- -ON)을 채용한다. 만약 수지층이 CaSO로 오염된 경우 HCl로 세정 회생한다.

3. 黃酸多段階再生方式(STEPWISE REGENERATION)
주입단계
재생제 주입량
주입농도
주입유속
OPEN VALVE
1단계
총주입량의 1/6
1%- HSO
LV=15∼20m/h
①②④
2단계
1/3
2%
-
①③④
3단계
1/2
3%
-
①②③④
향류식 재생LEVEL 80g
HSO 100%/ℓ-R
-
-
-

원수중의 Ca² 함유율과 황산농도
황산농도와 재생유속관계