專(zhuān)利名稱(chēng)：一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換裝置及操作方法，具體涉及一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法，屬于離子交換分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子交換技術(shù)是一種液相分離技術(shù)，具有良好的分離選擇性和良好的效果。在化工、食品、醫(yī)藥、濕法冶金、水處理、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域回收、富集與純化作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。從離子交換技術(shù)工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，人們就一直致力于離子交換設(shè)備的開(kāi)發(fā)研究，目前工業(yè)離子交換設(shè)備已發(fā)展到相當(dāng)大的規(guī)模，直徑達(dá)4 6m,處理能力達(dá)IO3 104m3/h。密實(shí)床是指樹(shù)脂顆粒相互沉積在一起緊密接觸，顆粒之間僅有很小的空隙，只允許清液通過(guò)，吸附時(shí)只能處理清液，該種交換床的優(yōu)點(diǎn)是吸附效果好，相應(yīng)的設(shè)備有固定床和密實(shí)移動(dòng)床。其中以固定床最為常用，固定床有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；交換劑磨損少；單柱料液進(jìn)、出口濃度比值較高的優(yōu)點(diǎn)，但固定床管線復(fù)雜，閥門(mén)多；交換柱中有大量樹(shù)脂未吸附飽和就需解析再生，樹(shù)脂的交換容量未被充分利用，僅有部分樹(shù)脂工作及樹(shù)脂的操作容量較低等，導(dǎo)致樹(shù)脂用量大、占地面積大、設(shè)備投資費(fèi)用高。與固定床相比，密室移動(dòng)床能夠充分利用樹(shù)脂的交換能力，樹(shù)脂用量少，利用率高，設(shè)備生產(chǎn)能力大的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外密室移動(dòng)床離子交換設(shè)備先后有多種類(lèi)型問(wèn)世，并取得了良好的結(jié)果。雖然密室移動(dòng)床離子交換設(shè)備的設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用獲得了很大的進(jìn)步，但目前尚無(wú)通用、滿意的設(shè)備設(shè)計(jì)方法，在設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可靠的操控等方面尚未臻完善，需要?jiǎng)?chuàng)制新的結(jié)構(gòu)形式，并實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂輸送和轉(zhuǎn)移的可靠操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種樹(shù)脂利用率高，操作簡(jiǎn)單，易于控制的密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括樹(shù)脂輸送系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及樹(shù)脂洗滌系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)包括樹(shù)脂儲(chǔ)槽和分離器，分離器中斜面鋪網(wǎng)與底面夾角為10° 45°，其作用是有效地去除大部分的軟水。所述離子交換系統(tǒng)包括直徑為200 1800mm，柱高為500 3000mm的密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱及其附屬結(jié)構(gòu)。其中密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱由柱外殼、樹(shù)脂排出口、進(jìn)液裝置、柱外殼、排水帽、多孔板、排液口、立管、樹(shù)脂貯槽組成。柱外殼由圓筒形柱身、橢圓形柱頂以及錐形柱底構(gòu)成。柱頂有樹(shù)脂貯槽，通過(guò)立管與床層相連，及時(shí)將貯槽中的樹(shù)脂充滿整個(gè)柱體。樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中樹(shù)脂洗滌塔柱塔體直徑為200 1800mm，圓筒形柱身的高度為1000 3000mm，錐形柱底夾角為45° 75°。塔底的排出口直徑為50 200mm，為了避免樹(shù)脂隨水流失，出口管法蘭處安裝有不銹鋼篩網(wǎng)。飽和樹(shù)脂轉(zhuǎn)移口處的噴射器出口以上輸送管高度為1000 2000mm。在本發(fā)明所提供的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置的操作過(guò)程中，樹(shù)脂的輸送和轉(zhuǎn)移過(guò)程都采用液體噴射器實(shí)現(xiàn)。所述噴射器由噴嘴、混合室、喉管、擴(kuò)散管、斜管構(gòu)成。所述噴嘴入口直徑為5 50mm，出口直徑為2 20mm ;所述喉管段長(zhǎng)為20 150mm，直徑為5 30mm ;所述擴(kuò)散管長(zhǎng)70 295mm ;所述斜管直徑為18 60mm。噴射器具有使物料充分混合、密封性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低、操作連續(xù)性好的優(yōu)點(diǎn)。來(lái)自樹(shù)脂槽的新鮮樹(shù)脂由軟水輸送進(jìn)入分離器，經(jīng)分離器后軟水返回輸送水槽循環(huán)利用，樹(shù)脂進(jìn)入離子交換柱，樹(shù)脂填滿整個(gè)交換柱后要靜置一定時(shí)間，使柱內(nèi)的樹(shù)脂能夠緊密壓實(shí)；原料液經(jīng)料液泵進(jìn)入離子交換柱底部，經(jīng)充分接觸吸附后的交換尾液從頂部排出并流入尾液槽。本發(fā)明提供的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法，能夠確保操作過(guò)程中樹(shù)脂床層始終處于密實(shí)狀態(tài)，保證樹(shù)脂與料液進(jìn)行有效的分離，充分利用樹(shù)脂的交換能力，樹(shù)脂用量少，利用率高，操作簡(jiǎn)單，易于控制。本發(fā)明在離子交換過(guò)程中，可在較短時(shí)間內(nèi)將樹(shù)脂排出，保證了床層的暢通，且不會(huì)導(dǎo)致其交換容量下降。裝置中一根密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱具有多根串聯(lián)固定床的離子交換效果，能達(dá)到樹(shù)脂吸附飽和，樹(shù)脂的交換容量可以得到充分利用，減少了樹(shù)脂的投入量，樹(shù)脂及設(shè)備的利用率都有所提高，節(jié)省了投資。


附圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。I、輸送水槽2、輸送水泵3、噴射器4、樹(shù)脂槽5、分離器6、密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱7、樹(shù)脂輸送閥8、轉(zhuǎn)子流量計(jì)9、樹(shù)脂輸送管10、樹(shù)脂洗滌塔11、樹(shù)脂排放閥12、軟水槽13、軟水泵14、原料液槽15、料液泵附圖2為密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱結(jié)構(gòu)示意圖。6-1、樹(shù)脂排出口 6-2、進(jìn)液裝置6-3、柱外殼6_4、排水帽6_5、多孔板6_6、排液口 6-7、立管6-8、樹(shù)脂貯槽
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明包括樹(shù)脂輸送系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及樹(shù)脂洗滌系統(tǒng)。如圖I和圖2所示，本發(fā)明的所用設(shè)備包括輸送水槽I、輸送水泵2、噴射器3、樹(shù)脂槽4、分離器5、密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱6、樹(shù)脂輸送閥7、轉(zhuǎn)子流量計(jì)8、樹(shù)脂輸送管9、樹(shù)脂洗滌塔10、樹(shù)脂排放閥11、軟水槽12、軟水泵13、原料液槽14、料液泵15，其中密實(shí)移動(dòng)離子交換柱6包括樹(shù)脂排出口 6-1、進(jìn)液裝置6-2、柱外殼6-3、排液口 6-6，在多孔板6_5上安裝有排水帽6_4，樹(shù)脂貯槽6-8上加有立管6-7。所用離子交換柱6直徑為300mm，柱高為1500mm，樹(shù)脂洗滌塔10直徑為350mm，高度為1500mm，錐形柱底夾角為60°。塔底的排出口 6-1直徑為50mm，為了避免樹(shù)脂隨水流失，排液口 6-6出口管法蘭處安裝有不銹鋼篩網(wǎng)。飽和樹(shù)脂轉(zhuǎn)移口處的噴射器3出口以上輸送管高度為1800mm。噴射器3的噴嘴入口直徑為10mm，出口直徑為15mm，喉管段長(zhǎng)為50mm，直徑為IOmm ;擴(kuò)散管長(zhǎng)80mm,斜管直徑為25mm。打開(kāi)密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱6底部的輸送閥7，來(lái)自樹(shù)脂槽4的新鮮樹(shù)脂經(jīng)噴射器、3由輸送水槽I中軟水經(jīng)輸送水泵2輸送進(jìn)入分離器5，經(jīng)分離器5后軟水返回輸送水槽I循環(huán)利用，樹(shù)脂進(jìn)入離子交換柱6，樹(shù)脂填滿整個(gè)交換柱后要靜置一定時(shí)間，使柱內(nèi)的樹(shù)脂能夠緊密壓實(shí)；在壓力差作用下，離子交換樹(shù)脂顆粒由密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱6不斷地進(jìn)入噴射器3的混合室；軟水經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)8計(jì)量后進(jìn)入噴射器，兩相混合物再經(jīng)輸送管9進(jìn)入后續(xù)的樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱10。原料液槽14中原料液經(jīng)料液泵15進(jìn)入離子交換柱6底部，軟水槽12中的軟水經(jīng)軟水泵13輸送進(jìn)入樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱10，經(jīng)充分接觸吸附后的交換尾液從樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱10頂部排出并流入尾液槽。樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱10中的樹(shù)脂經(jīng)樹(shù)脂排放閥11排出飽和樹(shù)脂。在進(jìn)料條件和進(jìn)出料控制要求相同的情況下，本發(fā)明的操作時(shí)間為固定床操作吸附時(shí)間的3/8 ;樹(shù)脂的吸附率達(dá)到99. 2%，離子的流失率小于1%，樹(shù)脂的利用率遠(yuǎn)高于固
定床。 最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法，其特征是一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置包括樹(shù)脂輸送系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及樹(shù)脂洗滌系統(tǒng)。所述樹(shù)脂輸送系統(tǒng)包括樹(shù)脂儲(chǔ)槽和分離器。所述離子交換系統(tǒng)由原料液槽、料液泵、密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱及管路組成。所述樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)由輸送水槽、輸送水泵、噴射器、樹(shù)脂輸送閥、樹(shù)脂輸送管、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱組成。所述樹(shù)脂洗滌系統(tǒng)由軟水槽、軟水泵、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱組成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置，其特征是所述密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱由柱外殼、下部的進(jìn)液裝置、上部的排液裝置組成。柱外殼由圓筒形柱身、橢圓形柱頂以及錐形柱底構(gòu)成。柱頂有樹(shù)脂貯槽，通過(guò)立管與床層相連，及時(shí)將貯槽中的樹(shù)脂充滿整個(gè)柱體。
3.如權(quán)利要求I所述的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置，其特征是樹(shù)脂洗滌塔柱塔體直徑為200 1800mm，圓筒形柱身的高度為500 3000mm，錐形柱底夾角為45。 75。。塔底的排出口直徑為50 200mm。
4.如權(quán)利要求I所述的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置，其特征是所述噴射器由噴嘴、 混合室、喉管、擴(kuò)散管、斜管構(gòu)成。所述噴嘴入口直徑為5 50mm,出口直徑為2 20mm ;所述喉管段長(zhǎng)為20 150mm,直徑為5 30mm ;所述擴(kuò)散管長(zhǎng)70 295mm ;所述斜管直徑為18 60mmo
5.如權(quán)利要求I所述的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置，其特征是所述輸送系統(tǒng)中分離器中斜面鋪網(wǎng)與底面夾角為10° 45°。
6.如權(quán)利要求I所述的一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置的操作方法，其特征是樹(shù)脂的輸送和轉(zhuǎn)移過(guò)程都采用液體噴射器實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置及操作方法。密實(shí)移動(dòng)床離子交換裝置主要包括樹(shù)脂輸送系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及樹(shù)脂洗滌系統(tǒng)。新鮮樹(shù)脂由樹(shù)脂輸送系統(tǒng)的分離器輸送至離子交換系統(tǒng)中的離子交換柱，原料液由離子交換柱底部向上流動(dòng)，與樹(shù)脂進(jìn)行離子交換，輸送水進(jìn)入樹(shù)脂轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中的噴射器，將來(lái)自離子交換柱的樹(shù)脂卷吸到噴射器混合后通過(guò)輸送管進(jìn)入樹(shù)脂洗滌塔洗滌。本裝置中離子交換樹(shù)脂可以由密實(shí)移動(dòng)床離子交換柱連續(xù)及時(shí)地轉(zhuǎn)移和輸送到樹(shù)脂轉(zhuǎn)移柱，樹(shù)脂床層能以穩(wěn)定狀態(tài)均勻下移而無(wú)亂層現(xiàn)象。本裝置能夠確保操作過(guò)程中樹(shù)脂床層始終處于密實(shí)狀態(tài)，保證樹(shù)脂與料液進(jìn)行有效的分離，充分利用樹(shù)脂的交換能力，樹(shù)脂用量少，利用率高，耐腐蝕，并且能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單，易于控制。
文檔編號(hào)B01J47/10GK102744112SQ201210275318
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者張少峰, 邱亞娟 申請(qǐng)人:天津聚賢達(dá)科技有限公司