[发明专利]去除悬浮性不纯物的方法

说明书

本申请是中国专利申请号90108605.3的分案申请。

本发明涉及去除悬浮性不纯物用的离子交换树脂混合床，尤其是，涉及一种离子交换树脂类或具有独特表面及表面层结构及形态的吸附材料的离子交换树脂混合床，且藉其显著增加之效率去除主要由金属氧化物所组成的以微量存在于待处理的制造超净水的水中之悬浮性不纯物。一般而言，冷凝水中的金属氧化物主要由被称为“渣滓”或“渣滓铁”之类的氧化铁所组成。本发明同时涉及去除悬浮性不纯物的方法。

为了使蒸气发电设备所使用之锅炉内部永远保持清洁，由冷凝涡轮回至锅炉之冷凝水，在作为冷却水供入锅炉内之前，采用冷凝除矿质剂予以高度净化。

冷凝除矿质剂为“混合床”型，其中，阳离子交换树脂及阴离子交换树脂以掺和物方式被填充。冷凝水中之不纯物，即，离子成份及悬浮性固体成分（主要由细微粒状金属氧化物所组成）通过离子交换及通过吸附及过滤被分离，籍此可净化冷凝水。关于此点，阳离子及阴离子交换树脂之混合床传统上系使用凝胶形式之树脂和/或多孔和/或巨纲状树脂所形成。

在使用微粒状离子交换树脂的传统方法中，不纯物如由离子交换树脂所吸附或截留之离子成分及金属氧化物系通过化学品之定期再生或通过机械反洗而被除去，以维持冷凝除矿质剂的清洁状态。

自冷凝水除去有关离子成分及金属氧化物的不纯物之效率虽然重要，针对蒸气发电设备中的沸水、核子发电设备的操作，强化金属氧化物如渣滓铁之分离近来变得特别重要。为了降低在停电、定期检查工厂时所暴露于操作者的放射性量，减少遗留的金属氧化物自冷却水进入核子反应器的量，通过分离而被实施。然而，发现此项要求仍无法使用传统微粒状离子交换树脂的已知方法相配合，因为它无法以高效率除去金属氧化物。

在此情况下，本发明人等进行深入之研究，开发了一种可以以高效率自冷凝水除去金属氧化物之改良离子交换树脂。

因此，本发明目的为提供一离子交换树脂，悬浮性不纯物可通过该离子交换树脂有效地自欲用冷凝除矿质剂处理的冷凝水中除去。

本发明之另一目的为提供一种材料，悬浮性不纯物可通过该材料有效地自欲用冷凝除矿质剂处理的冷凝水中除去。

本发明之又一目的为提供一种使用该离子交换树脂自冷凝水中除去悬浮性不纯物等的方法。

为达到此等目的并依照本发明之目的，使用本发明的离子交换树脂，以吸附并除去悬浮性不纯物（主要由金属氧化物的胶态物质所形成），它以微量存在于用来制造半导体工业所用的超净水之装置内或蒸气发电设备内的冷凝净化器内所处理的水中，它由微粒状或粉状阳离子交换树脂和/或阴离子交换树脂所组成，且该离子交换树脂具有一表面层结构及形态，使得在放大率为50-200，000倍之扫描电子显微镜下检查时，可看到颗粒之间彼此粘合。

本发明之一具体例中，该离子交换树脂包含纯粹球形之粒子，它具有尺寸为0.1-1.0μm之单元颗粒彼粘合在一起，并具有0.2-1.2mm之直径。此离子交换树脂内纯粹球状离子的大小不需要连续以提供高斯（Gaussian）分布，它可呈单一或均匀粒子。

在本发明之另一具体例中，由纯粹球状粒子所组成之离子交换树脂表面具有槽沟之蜂巢状和/或鳞状表面结构。

在一较佳具体例中，单元蜂巢和/或鳞各具有一单元表面积为1-50μm²且堆积一起以形成一不规则表面结构，表面为各个单元蜂巢及/或鳞籍由具有宽度为0.1-5μm及深度为0.1-5μm之槽沟而彼此邻接。此类槽沟可具有每单元表面积（mm²）总长度为100-1000mm。

在本发明之另一具体体例中，由纯粹球状粒子所组成之离子交换树脂层具有每克开燥离子交换树脂有效比表面积为0.02-1.00m²，有效比表面积为基于氪及/或相等于氪之气体的吸附量而被测定。本发明之吸附剂可具有一双重结构，而表面须自表面呈现至少0.1-10μm之深度。

纯粹球状粒子形状的离子交换树脂可被磨成细粉状，以获得一粉状的离子交换树脂层。

上述任一种离子交换树脂均可被用作包装层和/或过滤层的成分，以制造一种可以增加的效率的自超净水或冷凝水除去悬浮性不纯物之材料。

依照本发明之另一例子，可使用上述材料处理，例如使用于半导体工业或蒸气发电设备所产生之冷凝水以去除悬浮性不纯物。