マクロポーラス樹脂の歴史的使用

復水研磨装置（CPP）を使用している企業、特に古いシステムを使っている企業は、いままで混合床で独占的にマクロポーラスカチオン・アニオン樹脂を使用してきました。

完璧なCPP混床樹脂には、次のような特徴が必要です。

• 高い運転速度に対応する優れたキネティクス
• 樹脂転写に伴う物理的な消耗に対応できる堅牢な構造発電所の中心部に設置されているサービスユニット、水処理プラントの中に設置されている再生システムサービスユニットは通常、発電所の中心部に、再生システムは水処理プラントの中に設置されています。
• 懸濁物質（クラッド）を除去するために必要な活発な再生と、高い再生レベルを必要とするサイクルごとの高いイオン負荷に対処するために、浸透圧的に安定しています。
• 逆洗時にカチオン成分とアニオン成分を完全に分離し、2つの成分を分離再生することができます。これにより、処理水の品質に影響を与えるクロスコンタミネーションを最小限に抑えることができます。
• 最新の高圧ボイラーに必要とされる極めて高い処理水質を得るための良好な再生効率
• 溶存有機物、浮遊物、場合によっては油などの表面ファウリング物質に対してある程度の耐性がある。
• 高い作業性

前世紀に復水研磨が導入されたとき、上記の条件を最もよく満たす樹脂として、マクロポーラス樹脂が選ばれました。ジビニルベンゼンを多く含むことで、樹脂の転移だけでなく、浸透圧ショックによる消耗（OSA）に対する耐性も強くなっています。これらは、表面積を大きくすることで、表面の汚れの影響を遅らせるために重要です。OSAに対する優れた耐性を持つことは、英国CEGBなどの企業が考案したCPP用樹脂の初期試験で、最も明確に重要だと示されている。

CPP樹脂の試験と承認は、物理的な強度とOSAに対する耐性に非常に集中しています。マクロポーラス樹脂の初期試験プロトコルは500サイクルで、大きな故障はありませんでした。ゲル樹脂はOSAに対する耐性が低いため、100サイクルのみの試験とされました。

初期のCPPが成功し、特にコンデンサーの漏れが発生した際の発電所の信頼性を向上させたことから、この用途は急速にマクロポーラス樹脂を定着させました。これらの樹脂の初期の大きな変化は、グレードアップしたバージョンの導入だけでした。カチオンは粗いビーズ、アニオンは細かいビーズで構成し、逆洗時の分離を良くし、クロスコンタミネーションの低減と処理水質の向上を図りました。

この段階では、ゲル樹脂は、高架橋マクロポーラス樹脂よりもはるかに高い破断重量（シャティロン試験比較）と再生が容易であることによる高い作業能力にもかかわらず、アプリケーションから除外されました。

それから50年以上経った今、ゲル樹脂は、混合床におけるこの義務、特に多くの混合床システムにおける陽イオン成分や混合床の前の鉛陽イオンユニットに対して検討されています。 
 

この変化を可能にしたのは、Ｐｕｒｏｌｉｔｅをはじめとする大手樹脂メーカーが、「スーパーゲル」と呼ばれる新しいタイプのゲルカチオン樹脂の開発に成功したためです。この樹脂は、DVB架橋を改良し、ビーズ内でより均等な間隔で架橋しています。ＰｕｒｏｌｉｔｅSGC650H（スーパーゲル10% DVBカチオン）などのスーパーゲル樹脂は、従来のゲル樹脂の特性をそのままに、浸透圧ショックに対する耐消耗性を向上させたもので、有力な選択肢となっています。 

ゲル樹脂を使用するための追加要素

初期の復水システムは、腐食からシステムを保護するためのpHを上げるため、アンモニアが使われました。より高い保護性能を得るために、世界的には、徐々に高いpHで運用する傾向にありました。しかし、より高いpHを得るためにアンモニアの添加量を増やすと、CPPをH-OHサイクルで運転する場合、陽イオン負荷が著しく増加してしまいました。カチオンの容量を大きくすることで、再生までのサイクルの長さを維持できることがすぐにわかりました（アンモニアサイクル運転が可能な場合を除く。別項で説明）。

マクロポーラス樹脂は、孔がある分、ゲル樹脂よりも軽い。ゲル陽イオンとマクロポーラス陰イオンはCPP混合床でより簡単に分離し、クロスコンタミネーションが少なく、より良い性能を発揮します。

よく動作するCPPシステムにおける主なイオン負荷はカチオン性です。そのため、CPPの設計では、よくカチオン樹脂が多くなります。多くのCPPは、1本のカラムにアニオン樹脂の2倍のカチオン樹脂を使用しています。しかし、復水器が漏れている条件下では、海水、淡水、空気のどの冷却媒体であっても、アニオン負荷が大きくなる可能性があります。残念なことに、初期のアニオン樹脂はカチオン樹脂に比べてイオン交換容量がかなり低く、樹脂アニオンの存在量が少ないため、一部のプラントではアニオン容量が問題になっています。その後、一部の古い施設や新しい設備では、ＰｕｒｏｌｉｔeA550のような「スーパーゲル」カチオンを持つアニオン樹脂の採用が検討されています。

運用者にとっては朗報もあります。現在の復水器は、はるかに堅牢で信頼性の高いものになっています。どうしても漏れが発生していた昔の提督の真鍮復水器とは違い、海水復水器はチタン製が多いので、多くの現場で漏れが発生しなくなっています。

アニオン容量があまり重要な問題でなくなったため、逆洗時に完全な分離を達成するために、多くのCPP混合床ではマクロポーラス強塩基アニオンと、より重いゲルカチオンを使用することがより一般的になってきています。

最後に
このアドバイスを元に、ご自身のCPPの性能と限界を知ることで、どのような樹脂がご自身の現場に適しているかを判断することができるでしょう。もし、既存の樹脂の組み合わせ（マクロポーラスベースの混合床システム、またはマクロポーラスアニオンとゲルカチオン）を使用していて、それがうまく機能し、良いパフォーマンスと長い寿命があるのなら、その汎用樹脂の組み合わせを使用することを推奨します。

そして、マクロポーラスカチオンをゲルアニオンと混合床で使用することはありません。これは、ゲルアニオン樹脂が重く、従来の混合床勾配ではマクロポーラスカチオンとの完全分離は不可能と考えられていたためです。許容外のクロスコンタミネーションが発生する可能性が高いでしょう。