>[0028]所述第一超声波换能器5为压电晶体换能器或为磁致伸缩换能器，第一超声波换能器5的工作频率为20~60KHz，输出功率为50~1500W。第二超声波换能器17和第三超声波换能器9与第一超声波换能器5相同。
[0029]所述过滤网8的平面形状为圆形；过滤网8均匀地设有小孔，所述小孔孔径为0.10-0.25mm，小孔的孔面积为过滤网8面积的50~65%。
[0030]所述离子交换柱本体14、离子交换柱壳体15、过滤网8、进液管1、反洗水出水管3、排料管12、水管10、冷凝水进水管18和冷凝水出水管20的材质为各自独立地选自下述物质中的一种:聚氯乙稀、聚乙稀、聚丙稀、钢衬聚氯乙稀、钢衬聚乙稀和钢衬聚丙稀。
[0031]实施例2
[0032]一种富集含钒溶液中钒的离子交换柱。除下述技术参数外，其余同实施例1:
[0033]离子交换柱本体14的高度与内径比为8: 1-15: 1;
[0034]离子交换树脂6的填充率为65~75% ;
[0035]离子交换柱壳体15外壁的左侧沿铅垂线均匀地设有2个第一超声波换能器5，离子交换柱壳体15外壁的右侧沿铅垂线均匀地设有1个第二超声波换能器17，1个第二超声波换能器17和2个第一超声波换能器5在左侧的垂直面或右侧的垂直面的投影位置是:1个第二超声波换能器17和2个第一超声波换能器5相互错开布置，任一个第二超声波换能器17和相邻的第一超声波换能器5间的距离相等。
[0036]实施例3
[0037]—种富集含钒溶液中钒的离子交换柱。除下述技术参数外，其余同实施例1:
[0038]离子交换柱壳体15外壁的左侧沿铅垂线均匀地设有2~4个第一超声波换能器5，离子交换柱壳体15外壁的右侧沿铅垂线均匀地设有2~4个第二超声波换能器17，2-4个第二超声波换能器17和2~4个第一超声波换能器5在左侧的垂直面或右侧的垂直面的投影位置是:2~4个第二超声波换能器17和2~4个第一超声波换能器5相互错开布置，任一个第二超声波换能器17和相邻的第一超声波换能器5间的距离相等。
[0039]与现有技术相比，本【具体实施方式】具有以下积极效果:
[0040]1、本【具体实施方式】在离子交换柱壳体(15)的外壁两侧均勾地设有第一超声波换能器(5)和第二超声波换能器(17)，在离子交换过程中施加超声波，加速了离子交换吸附和解吸过程。离子交换树脂(6)对含钒溶液的吸附率为99%以上，解吸剂对负载有钒的离子交换树脂出)的解吸率亦为99%以上，离子交换吸附和解吸达到平衡所需时间均为现有方法所需时间的50~60%。
[0041]2、本【具体实施方式】在离子交换柱壳体(15)的底部中心位置设有第三超声波换能器(9)，不仅能加速离子交换吸附和解吸过程，且能利用超声波的空化作用加速液体流动而形成微射流，微射流对过滤网(8)具有清洗作用，能有效减少浸出液中杂质离子沉淀对过滤网(8)的堵塞，提高了离子交换柱的利用率。
[0042]3、本【具体实施方式】中的管状腔体(19)间的循环冷却水可对第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)进行冷却，避免第一超声波换能器
(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)因自身工作产生的热量被损坏，同时超声波通过冷却水作用于离子交换树脂(6)能减弱在无冷却水下超声波对离子交换树脂
(6)的磨损程度。
[0043]4、本【具体实施方式】中的无级调频超声波发生器(7)工作时超声频率可在合理范围内往复扫动，以消除驻波使得空化场均匀，避免因局部空化作用较强而损坏离子交换柱壳体(15)和离子交换树脂￠)，提高了使用寿命。
[0044]因此，本【具体实施方式】具有操作简单、不易堵塞、使用寿命长和能缩短离子交换吸附和解吸达到平衡所需时间的特点。
【主权项】
1.一种富集含钒溶液中钒的离子交换柱，其特征在于所述离子交换柱包括离子交换柱壳体(15)、离子交换柱本体(14)、离子交换树脂(6)、过滤网(8)、第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)、第三超声波换能器(9)和无级调频超声波发生器(7); 离子交换柱壳体(15)内同中心线地设有离子交换柱本体(14)，离子交换柱本体(14)为圆筒状，离子交换柱本体(14)的高度与内径比为2:1~15:1，离子交换柱壳体(15)的内直径与离子交换柱本体(14)的外直径之差为离子交换柱本体(14)外直径的1/16~1/12 ；在靠近离子交换柱本体(14)的底部处固定有过滤网(8)，在过滤网(8)上填充有离子交换树脂(6)，离子交换树脂(6)的填充率为60~75% ; 离子交换柱壳体(15)外壁的左侧沿铅垂线均匀地设有1~4个第一超声波换能器(5)，离子交换柱壳体(15)外壁的右侧沿铅垂线均匀地设有1~4个第二超声波换能器(17)，1~4个第二超声波换能器(17)和1~4个第一超声波换能器(5)在左侧的垂直面或右侧的垂直面的投影位置是:1~4个第二超声波换能器(17)和1~4个第一超声波换能器(5)相互错开布置，任一个第二超声波换能器(17)和相邻的第一超声波换能器(5)间的距离相等；离子交换柱壳体(15)的底部中心位置处装有1个第三超声波换能器(9);离子交换柱壳体(15)外壁的下部装有无级调频超声波发生器(7)，无级调频超声波发生器(7)通过电源线(16)与第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)连接； 进液管(1)的一端与离子交换柱本体(14)的上部空腔相通，进液管(1)的另一端与可调速计量栗(2)的出水口相通；反洗水出水管(3)的一端通过离子交换柱壳体(15)与离子交换柱本体(14)的上部空腔相通，反洗水出水管(3)的另一端与反洗水控制阀(4)的进水口相通，在离子交换柱本体(14)内壁的反洗水出水管(3)的管口与离子交换柱本体(14)上端的距离为离子交换柱本体(14)高度的1/15~1/10 ;排料管(12)的一端穿过离子交换柱壳体(15)与离子交换柱本体(14)的下部空腔相通，排料管(12)的另一端与排料控制阀(13)的进料口相通，排料管(12)的管口紧靠过滤网(8)的上平面；水管(10)的一端与离子交换柱本体(14)的底部空腔相通，水管(10)的另一端与可调速电磁阀(11)相通；离子交换柱壳体(15)和离子交换柱本体(14)间构成管状腔体(19)，冷凝水进水管(18)与所述管状腔体(19)的下部相通，冷凝水出水管(20)与所述管状腔体(19)的上部相通。2.根据权利要求1所述的富集含钒溶液中钒的离子交换柱，其特征在于所述无级调频超声波发生器(7)的工作频率为20~60KHz，输出功率为80~3500W。3.根据权利要求1所述的富集含钒溶液中钒的离子交换柱，其特征在于所述第一超声波换能器(5)为压电晶体换能器或为磁致伸缩换能器，第一超声波换能器(5)的工作频率为20~60KHz，输出功率为50~1500W ;第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)与第一超声波换能器(5)相同。4.根据权利要求1所述的富集含钒溶液中钒的离子交换柱，其特征在于所述过滤网(8)的平面形状为圆形；过滤网⑶均匀地设有小孔，所述小孔孔径为0.10-0.25mm，小孔的孔面积为过滤网(8)面积的50~65%。5.根据权利要求1所述的富集含钒溶液中钒的离子交换柱，其特征在于所述离子交换柱本体(14)、离子交换柱壳体(15)、过滤网(8)、进液管(1)、反洗水出水管(3)、排料管(12)、水管(10)、冷凝水进水管(18)和冷凝水出水管(20)的材质为各自独立地选自下述物质中的一种:聚氯乙稀、聚乙稀、聚丙稀、钢衬聚氯乙稀、钢衬聚乙稀和钢衬聚丙稀。
【专利摘要】本实用新型涉及一种富集含钒溶液中钒的离子交换柱。其技术方案为：离子交换柱壳体(15)内设有离子交换柱本体(14)，离子交换柱本体(14)的底部设有过滤网(8)，过滤网(8)上装有离子交换树脂(6)。离子交换柱壳体(15)的两侧设有第一超声波换能器(5)和第二超声波换能器(17)，底部设有第三超声波换能器(9)，外壁装有无级调频超声波发生器(7)。进液管(1)、反洗水出水管(3)、排料管(12)和水管(10)均与离子交换柱本体(14)的相通。冷凝水进水管(18)和冷凝水出水管(20)与管状腔体(19)的下部和上部对应相通。本实用新型具有操作简单、不易堵塞、使用寿命长和能缩短离子交换吸附和解吸达到平衡所需时间的特点。
【IPC分类】B01J49/00, B01J47/06, B01J47/02
【公开号】CN204996465
【申请号】CN201520773494
【发明人】张一敏, 胡鹏程, 刘涛, 黄晶, 陈铁军
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月8日