[实用新型]离子交换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及向填充于容器内的离子交换树脂通水来进行离子交换处理的离子交换装置，特别是涉及适合作为超纯水制造装置的子系统的非再生式混床式离子交换装置使用的离子交换装置。

背景技术

从城市用水、地下水、工业用水等原水制造超纯水的超纯水制造装置，基本地，由前处理装置、一次纯水制造装置和子系统(subsystem，又称二次纯水制造装置)所构成。其中，前处理装置由凝聚、浮上、过滤装置所构成。一次纯水制造装置具备2台逆渗透膜分离装置和混床式离子交换装置，或者是离子交换树脂装置和逆渗透膜分离装置等。此外，子系统(二次纯水制造装置)具备低压紫外线氧化装置、混床式离子交换装置和超过滤(UF)膜分离装置等。

半导体等电子设备的制造工程所利用的超纯水中，要求作为杂质的金属成分的浓度极低。为了适应该要求，作为离子交换装置，容器等的接液部件使用合成树脂或不锈钢制品、氟树脂覆盖部件，具体地有如下技术公开。

i)使用FRP(纤维增强塑料)制容器(日本专利公开平3-64195，日本实用新型公开平5-9113，日本专利公开平6-86976等)。

FRP制容器中填充了离子交换树脂的离子交换树脂装置作为大量产品被广泛使用。通常，通过把高分子材料吹塑成型来制作作为接液部的内壳，以FRP制作外壳进行增强。

日本特开平6-86976的0024段落中，接液部以聚乙烯和聚丙烯构成，其外侧用FRP增强。

ii)使用不锈钢制的部件

日本专利特开2006-263718、日本专利特开2007-7651中，壳体本体及上盖用不锈钢制作。日本专利特开平9-117677中使用了SUS316的平的板作为离子交换塔内的隔壁。

iii)使用类似氟系树脂的、成分不溶解的材料(日本特开平8-231207等)

氟系树脂在化学上的稳定度高。日本专利特开平8-231207中，利用内装了聚四氟乙烯(PTFE)的混床式离子交换树脂柱来进行过氧化氢离子的除去。

但是，这些以往的技术i)～iii)中存在下述的缺点。

上述i)的情况，由于通过用粘合剂固定内壳与外壳来制作容器，制作时接液部(内壳)被污染的风险较高。

上述ii)的情况，会从不锈钢中溶出金属成分。

如上述iii)使用化学上稳定性高的氟系树脂的情况，氟系树脂的加工非常困难。

一般地，由于氟系树脂价格高，通过将其单独地射出成型、削制等来制作容器等并不经济。因此，优选利用高强度的不锈钢制作容器，利用氟系树脂涂覆或衬涂成接液面。

尽管氟系树脂涂覆或衬涂的方法中有各种方法，但需要粘合剂的板衬法、与母材完全无粘着性的松衬法作为用于获得高纯度的超纯水的装置的加工方法并不适合。因此，离子交换装置的容器的制作中，优选以静电粉末涂装法或流动浸渍法进行涂覆或衬涂。

在静电粉末涂装法中，由于用喷枪将氟系树脂的微粉末喷到预先带电的母材上，如果装置结构复杂则难以获得均一的膜厚。另外，如螺纹等细微的凹凸形状在静电粉末涂装法中会留下凹凸形状，使得涂覆(或衬涂)困难。

在流动浸渍法中，容器表面全部被涂覆(或衬涂)，留下如螺纹等细微的凹凸形状，使得对容器接液面全部进行涂覆(或衬涂)困难。

还考虑了首先将金属部件用氟系树脂涂覆(或衬涂)，之后再利用该金属部件制作容器。但是，由于与氟系树脂的熔点(250～330℃)相比，不锈钢焊接时的焊接部分附近达到的温度非常高，无法在涂覆(或衬涂)后进行焊接作业。此外，涂覆(或衬涂)后进行钻孔加工等会使氟系树脂覆盖膜上受到应力，引起皮膜脱落等。因此在装置制作顺序上也受到较大的制约。

另外，作为子系统的非再生式离子交换装置，具备具有上盖的容器、该容器内填充的离子交换树脂、支撑在该上盖上使能取出与离子 交换树脂接触的水的集水管以及安装于该集水管下端的过滤器的类型(例如除了上述的日本专利特开平6-86976外，日本专利特开2001-104952等)被广泛使用。该非再生式离子交换装置，每过1-2年从子系统中取出，进行离子交换树脂的更换作业。在该非再生式离子交换装置的离子交换树脂更换时，集水管和过滤器也被取出洗净或者更换新品。因此集水管安装到容器上盖的方法不能为焊接，且为了兼顾涂覆(或衬涂)加工而不能为螺合。

并且，如果该集水管安装到上盖的部分的密封性不足，则原水向集水管内(处理水侧)直接渗漏，使得处理水质下降。