专利名称：一种密实移动床离子交换装置及操作方法
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。
背景技术：
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IO3 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I为本发明结构示意图。I、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。6-1、树脂排出口 6-2、进液装置6-3、柱外壳6_4、排水帽6_5、多孔板6_6、排液口 6-7、立管6-8、树脂贮槽
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。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。如图I和图2所示，本发明的所用设备包括输送水槽I、输送水泵2、喷射器3、树脂槽4、分离器5、密实移动床离子交换柱6、树脂输送阀7、转子流量计8、树脂输送管9、树脂洗涤塔10、树脂排放阀11、软水槽12、软水泵13、原料液槽14、料液泵15，其中密实移动离子交换柱6包括树脂排出口 6-1、进液装置6-2、柱外壳6-3、排液口 6-6，在多孔板6_5上安装有排水帽6_4，树脂贮槽6-8上加有立管6-7。所用离子交换柱6直径为300mm，柱高为1500mm，树脂洗涤塔10直径为350mm，高度为1500mm，锥形柱底夹角为60°。塔底的排出口 6-1直径为50mm，为了避免树脂随水流失，排液口 6-6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3出口以上输送管高度为1800mm。喷射器3的喷嘴入口直径为10mm，出口直径为15mm，喉管段长为50mm，直径为IOmm ;扩散管长80mm,斜管直径为25mm。打开密实移动床离子交换柱6底部的输送阀7，来自树脂槽4的新鲜树脂经喷射器、3由输送水槽I中软水经输送水泵2输送进入分离器5，经分离器5后软水返回输送水槽I循环利用，树脂进入离子交换柱6，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；在压力差作用下，离子交换树脂颗粒由密实移动床离子交换柱6不断地进入喷射器3的混合室；软水经转子流量计8计量后进入喷射器，两相混合物再经输送管9进入后续的树脂转移柱10。原料液槽14中原料液经料液泵15进入离子交换柱6底部，软水槽12中的软水经软水泵13输送进入树脂转移柱10，经充分接触吸附后的交换尾液从树脂转移柱10顶部排出并流入尾液槽。树脂转移柱10中的树脂经树脂排放阀11排出饱和树脂。在进料条件和进出料控制要求相同的情况下，本发明的操作时间为固定床操作吸附时间的3/8 ;树脂的吸附率达到99. 2%，离子的流失率小于1%，树脂的利用率远高于固
定床。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种密实移动床离子交换装置及操作方法，其特征是一种密实移动床离子交换装置包括树脂输送系统、离子交换系统、树脂转移系统以及树脂洗涤系统。所述树脂输送系统包括树脂储槽和分离器。所述离子交换系统由原料液槽、料液泵、密实移动床离子交换柱及管路组成。所述树脂转移系统由输送水槽、输送水泵、喷射器、树脂输送阀、树脂输送管、树脂转移柱组成。所述树脂洗涤系统由软水槽、软水泵、树脂转移柱组成。
2.如权利要求I所述的一种密实移动床离子交换装置，其特征是所述密实移动床离子交换柱由柱外壳、下部的进液装置、上部的排液装置组成。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。
3.如权利要求I所述的一种密实移动床离子交换装置，其特征是树脂洗涤塔柱塔体直径为200 1800mm，圆筒形柱身的高度为500 3000mm，锥形柱底夹角为45。 75。。塔底的排出口直径为50 200mm。
4.如权利要求I所述的一种密实移动床离子交换装置，其特征是所述喷射器由喷嘴、 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 60mmo
5.如权利要求I所述的一种密实移动床离子交换装置，其特征是所述输送系统中分离器中斜面铺网与底面夹角为10° 45°。
6.如权利要求I所述的一种密实移动床离子交换装置的操作方法，其特征是树脂的输送和转移过程都采用液体喷射器实现。
全文摘要
本发明提供了一种密实移动床离子交换装置及操作方法。密实移动床离子交换装置主要包括树脂输送系统、离子交换系统、树脂转移系统以及树脂洗涤系统。新鲜树脂由树脂输送系统的分离器输送至离子交换系统中的离子交换柱，原料液由离子交换柱底部向上流动，与树脂进行离子交换，输送水进入树脂转移系统中的喷射器，将来自离子交换柱的树脂卷吸到喷射器混合后通过输送管进入树脂洗涤塔洗涤。本装置中离子交换树脂可以由密实移动床离子交换柱连续及时地转移和输送到树脂转移柱，树脂床层能以稳定状态均匀下移而无乱层现象。本装置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，耐腐蚀，并且能够安全稳定地运行，操作简单，易于控制。
文档编号B01J47/10GK102744112SQ201210275318
公开日2012年10月24日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者张少峰, 邱亚娟 申请人:天津聚贤达科技有限公司