[发明专利]一种密实移动床离子交换装置及操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子交换装置及操作方法，具体涉及一种密实移动床离子交换装置及操作方法，属于离子交换分离技术领域。

技术背景

离子交换技术是一种液相分离技术，具有良好的分离选择性和良好的效果。在化工、食品、医药、湿法冶金、水处理、环境保护领域回收、富集与纯化作业中得到广泛应用。

从离子交换技术工业应用以来，人们就一直致力于离子交换设备的开发研究，目前工业离子交换设备已发展到相当大的规模，直径达4～6m，处理能力达10³～10⁴m³/h。密实床是指树脂颗粒相互沉积在一起紧密接触，颗粒之间仅有很小的空隙，只允许清液通过，吸附时只能处理清液，该种交换床的优点是吸附效果好，相应的设备有固定床和密实移动床。其中以固定床最为常用，固定床有结构简单，操作方便；交换剂磨损少；单柱料液进、出口浓度比值较高的优点，但固定床管线复杂，阀门多；交换柱中有大量树脂未吸附饱和就需解析再生，树脂的交换容量未被充分利用，仅有部分树脂工作及树脂的操作容量较低等，导致树脂用量大、占地面积大、设备投资费用高。与固定床相比，密室移动床能够充分利用树脂的交换能力，树脂用量少，利用率高，设备生产能力大的优点。国内外密室移动床离子交换设备先后有多种类型问世，并取得了良好的结果。虽然密室移动床离子交换设备的设计研究与应用获得了很大的进步，但目前尚无通用、满意的设备设计方法，在设备的结构设计、可靠的操控等方面尚未臻完善，需要创制新的结构形式，并实现树脂输送和转移的可靠操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种树脂利用率高，操作简单，易于控制的密实移动床离子交换装置及操作方法。

本发明的目的是通过以下技术来实现的：

本发明包括树脂输送系统、离子交换系统、树脂转移系统以及树脂洗涤系统。输送系统包括树脂储槽和分离器，分离器中斜面铺网与底面夹角为10°～45°，其作用是有效地去除大部分的软水。所述离子交换系统包括直径为200～1800mm，柱高为500～3000mm的密实移动床离子交换柱及其附属结构。其中密实移动床离子交换柱由柱外壳、树脂排出口、进液装置、柱外壳、排水帽、多孔板、排液口、立管、树脂贮槽组成。柱外壳由圆筒形柱身、椭圆形柱顶以及锥形柱底构成。柱顶有树脂贮槽，通过立管与床层相连，及时将贮槽中的树脂充满整个柱体。树脂转移系统中树脂洗涤塔柱塔体直径为200～1800mm，圆筒形柱身的高度为1000～3000mm，锥形柱底夹角为45°～75°。塔底的排出口直径为50～200mm，为了避免树脂随水流失，出口管法兰处安装有不锈钢筛网。饱和树脂转移口处的喷射器出口以上输送管高度为1000～2000mm。

在本发明所提供的一种密实移动床离子交换装置的操作过程中，树脂的输送和转移过程都采用液体喷射器实现。所述喷射器由喷嘴、混合室、喉管、扩散管、斜管构成。所述喷嘴入口直径为5～50mm，出口直径为2～20mm；所述喉管段长为20～150mm，直径为5～30mm；所述扩散管长70～295mm；所述斜管直径为18～60mm。喷射器具有使物料充分混合、密封性好、结构简单、维护费用低、操作连续性好的优点。

来自树脂槽的新鲜树脂由软水输送进入分离器，经分离器后软水返回输送水槽循环利用，树脂进入离子交换柱，树脂填满整个交换柱后要静置一定时间，使柱内的树脂能够紧密压实；原料液经料液泵进入离子交换柱底部，经充分接触吸附后的交换尾液从顶部排出并流入尾液槽。

本发明提供的一种密实移动床离子交换装置及操作方法，能够确保操作过程中树脂床层始终处于密实状态，保证树脂与料液进行有效的分离，充分利用树脂的交换能力，树脂用量少，利用率高，操作简单，易于控制。

本发明在离子交换过程中，可在较短时间内将树脂排出，保证了床层的畅通，且不会导致其交换容量下降。装置中一根密实移动床离子交换柱具有多根串联固定床的离子交换效果，能达到树脂吸附饱和，树脂的交换容量可以得到充分利用，减少了树脂的投入量，树脂及设备的利用率都有所提高，节省了投资。

附图说明

附图1为本发明结构示意图。

1、输送水槽 2、输送水泵 3、喷射器 4、树脂槽 5、分离器 6、密实移动床离子交换柱7、树脂输送阀 8、转子流量计 9、树脂输送管 10、树脂洗涤塔 11、树脂排放阀 12、软水槽 13、软水泵 14、原料液槽 15、料液泵

附图2为密实移动床离子交换柱结构示意图。