离子交换树脂专业再生系统及产品技术方案

本发明专利技术涉及对离子交换树脂（以下简称树脂）再生处理的一种专业再生系统及其产品。该系统由纯水制备、再生液配制、树脂分层、再生、混合及废液治理等六个子系统组成。构成一个完整的生产体系，适于大批量、连续性生产，有利于实现专业化生产，树脂专业再生系统的产品是直用型树脂，可使用户摆脱再生操作，利用原有设备获得技术更新效果，本发明专利技术为制取１８ＭΩｃｍ（２５℃）超纯水提供了有利条件。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对离子交换树脂<以下简称树脂>再生处理的一种专业再生系统及其产品。树脂再生是树脂应用的重要条件，其中强酸、强碱型树脂应用广泛，再生工艺条件要求高，是本专利技术的重点。当前国内普遍采用的树脂再生方法，大体可归纳为两类1、静态再生法主要用于小型交换柱和终端混床的再生。将失效树脂倒入大盆，加酸、加碱浸泡，人工滔洗，劳动条件恶劣，污染环境，再生效果差。2、动态再生法在离子交换柱中进行。将配制好的再生液送入失效的阳床、阴床和混床等交换柱，流经树脂后排出，完成再生。然后进行水洗。为不间断生产，对阳、阴、混床等交换柱都设置双台份，一个运行，一个再生，交替使用，形成“双轨制”格局。由于工作柱兼再生柱，给再生工艺条件造成不利影响，形成投入高、收效低的弊病。以上两种再生方法在国内已沿用30余年，分散落后的再生方式愈来愈不适应生产的发展。另据了解，引进技术中的树脂再生法与国内动态法相似，唯以提高再生液纯度和增大用量弥补工艺缺陷，经济性差。本专利技术的目的，是针对当前树脂再生中存在的问题，结合今后发展方向，以优化工艺条件，提高再生消耗，降低再生消耗，减少环境污染为目标，提出一种树脂专业再生系统，促进树脂再生向专业化方向发展。另外，本专利技术为开发直用型树脂提供了必要条件，有利于提高树脂应用水平，并为研制18MΩ、cm<25℃>的超纯水提供了有利条件。本专利技术提出的树脂专业再生系统，是由纯水制备、再生液配制、树脂分层、树脂多柱串联再生、树脂混合及废液治理等6个子系统组成。构成一个完整的生产体系。<见附图一>现将各子系统的作用及结构分述如下<见附图二>。1、纯水制备子系统<1-1～1-9>是树脂专业再生系统的重要组成部分，其作用是为树脂再生工艺提供纯水，采用复床〈1-2、1-3〉-混床〈1-6～1-7〉工艺，前级设原水过滤器〈1-1〉、进出口装有压力表。复床后设中间水箱〈1-4〉，通过水泵〈1-5〉为混床供水，出水经流量计、压力表和输水管路送至各用水点。并经回水管路实现动态循环，通过回水流量、压力控制可调整管网送水情况，回水流至纯水箱〈1-8〉。必要时可用水泵〈1-9〉将纯水箱或中间水箱的水送至各用水点，适用于新树脂的预处理及对水质要求不高的情况。该子系统的离子交换柱均采用直用型树脂，阳、阴、混床均设一个，不须沿用“双轨制”格局，工作柱不兼再生，树脂失效可及时更换，省时方便，是无污染源水站。2、再生液配制子系统〈2-1～2-8〉为分层柱和再生柱提供再生液。采用高位槽〈2-1、2-2〉或负压吸附管〈2-3、2-4〉，使原料酸、碱稀释到预定浓度，贮于再生液糟〈2-5、2-6〉。由酸泵〈2-7〉碱泵〈2-8〉将再生液送至各需用点。在输送再生液管路上设有连通线〈A〉和切断线〈B、C〉可调整再生液输送范围，增加机动性，以满足生产需要。3、树脂分层子系统〈3-1〉用于失效混合树脂的分层，为阳、阴树脂分柱再生进行准备。设有分层柱〈3-1〉、碱再生液和水的给排水管路。4、树脂多柱串联再生子系统〈4-1～4-8〉是树脂专业再生系统的核心，阳、阴树脂各为一组，每组由适当数量的再生柱顺序串联成一个闭路循环系统，适于连续性生产。为简化表示附图绘出4柱串联组结构，有阳树脂串联再生柱组〈4-1～4-4〉和阴树脂串联再生柱组〈4-5～4-8〉如生产量大可适当增加串联柱数量和组数，使用时可取任一柱做为首柱其后各柱依次联通，也可分段串联或单独使用，以适应工艺需要。如生产量小或仅解决本单位再生需要，也可减少串联柱数，如2～3柱串联，或只设一组，阳、阴树脂分批再生并兼分层、混合也能取得较好的再生效果。5、树脂混合子系统〈5-1～5-2〉用于阳、阴树脂按比例实现均匀混合。设有混合柱〈5-1〉，配有给、排水管路，通过软管及活接头将氮气〈5-2〉通入混合柱底部，搅拌均匀完成混合。6、废液治理子系统〈6-1～6-3〉按环保要求设置此系统。装有废碱槽〈6-1〉、废酸槽〈6-2〉通过管路与分层柱、再生柱排放口接通。将酸、碱废液收集至废液槽，再导入中和槽〈6-3〉调节PH值、达标排放。本专利技术的积极效果首先在于提出了一个完整有序的树脂专业，再生系统，可以取代原始落后的静态再生法，也优于动态单柱再生法。克服现有再生方法难以避免的工艺缺陷及高投入、低产出的弊病。尤其是混床再生，现有方法是集分层、再生、混合于同一柱内进行，而阳、阴树脂的再生液互为失效源，难以控制，不但造成分层面附近的树脂失效，而且导致整体交换容量衰减，再生效果更差。本专利技术提出的树脂专业再生系统，是依据树脂再生工艺特点设计的，不受其他条件约束，有利于优化工艺条件，可以减少和避免现有再生工艺的弊病，并能取得优质、高产、低消耗的效果。下面对树脂专业再生系统的优点分述如下1、多柱串联效应使失效树脂得以充分再生，使再生液得以充分利用树脂再生是化学反应过程，使强酸、强碱型树脂得以再生的H+、和OH-离子与树脂的亲合力低于杂质离子〈如Fe+++、Ca++、Mg++、Na+和SO--4、CO--3、HCO-3、Ce-等〉与树脂的亲合力，故置换条件比较困难。静态浸泡再生，易产生逆反应，故再生效果差。动态再生法虽可避免逆反应，但欲使反应条件充分，得到好的再生效果，往往需要比理论耗量高几倍甚至十几倍的再生液，这对现有的单柱再生来说是很不经济的，过量的再生液一流而过，使企业难以承受。当前树脂用户的再生液用量大多远低于上述要求，这样再生的树脂只有部分交换容量得以恢复，虽然能用，但交换能力差，使用周期短，会过早失效，形成频繁再生的恶性循环。导致物料消耗大，水电资源浪费严重，增加劳动强度，加重环境污染。本专利技术提出的多柱串联再生方式，可以较好地解决以上问题。多柱串联的作用就是使过量的再生液得以充分利用。当使树脂得以充分再生的过量再生液流经首柱后，顺序流入其后的串联柱，未得充分利用的再生液在这些串联柱中可对失效树脂继续进行再生，使其获得不同程度的交换容量。当首柱再生率达90%时，次级柱的再生率约可达65%，再其后约30%等。当把次级柱做首柱时，欲使其再生率达90%。所需再生液只相当原首柱的60%左右，以此类推，以后各柱只需原首柱再生液的60%即可使树脂得到充分再生。另外，多柱串联再生可实现连续生产，1～2小时完成一柱树脂的再生，而现有再生方法约1～2天完成一柱树脂的再生。以上取得的优质、高产、低消耗的综合效果，就是多柱串联效应。2、纯水制备子系统可为树脂再生工艺提供纯水，有利于交换容量的提高树脂经酸、碱再生后，还需用水将附着的酸、碱冲净，故水质的优劣对再生效果有重要影响。现有再生工艺由于条件所限，大多系用制水系统的前级水，水质较差，有的甚至用自来水冲洗。水中大量的杂质离子将置换树脂交换基因的H和OH离子，导致交换容量的降低。使树脂处于不利的弱势工作状态。本专利技术设置了纯水制备系统，通过复床-混床工艺，可以制取纯度很高的水，用于再生工艺，将大大降低交换容量的损耗，获得良好的再生效果。另外，冲洗树脂的耗水量相当大，约为1∶20，即1m3树脂约需20m3冲洗水。如采用多柱串联效应，将冲洗首柱酸、碱含量逐渐本文档来自技高网...

【技术保护点】
离子交换树脂（以下简称树脂）的再生处理是树脂应用的重要条件，现有的再生方法主要是采用大盆浸泡的静态再生法和单柱动态再生法。本专利技术的特征是提出一种专业再生方法，即建立一个树脂专业再生系统，该系统由纯水制备，再生液配制、树脂分层、树脂多柱串联再生、树脂混合及废液治理６个子系统组成，构成一个完整的生产体系，适于大批量、连续性生产，树脂专业再生系统的核心是多柱串联子系统，这是由适当数量的再生柱顺序串联成一个闭路循环系统，使树脂再生取得高质量、高效率和低消耗的良好效应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仝静亭，
申请(专利权)人：北京半导体器件十二厂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]