一种作为离子交换设备的扁平床制造技术

本实用新型专利技术涉及一种作为离子交换设备的扁平床，扁平床用于处理水溶液，所述扁平床由上至下依次包括上盖板、圆形筒体、下盖板，所述上盖板与下盖板均设置进口/出口，所述圆形筒体一端与上盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体另一端与下盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体与上盖板、下盖板之间均设置密封垫，所述上盖板与圆形筒体之间、下盖板与圆形筒体之间依次设置布水格栅、多孔板、滤布，所述圆形筒体内填充有离子交换树脂，所述水溶液由上盖板的进口/出口进入，先后经过布水格栅、多孔板、滤布、离子交换树脂。本实用新型专利技术的扁平床与传统离子交换器相比，杜绝了死角区域，使得再生和冲洗变得更加彻底高效，离子交换能力更稳定，运行费用更低。

A Flat Bed as Ion Exchange Equipment

The utility model relates to a flat bed as an ion exchange equipment, which is used to treat water solution. The flat bed comprises an upper cover plate, a circular cylinder body and a lower cover plate from top to bottom. The upper cover plate and the lower cover plate are both provided with an inlet/outlet. One end of the circular cylinder body is connected with the upper cover plate through a flange bolt, and the other end of the circular cylinder body and the lower cover plate are connected with a flange bolt. A sealing pad is arranged between the circular cylinder body and the upper cover plate and the lower cover plate. A water distribution grid, a porous plate and a filter cloth are arranged successively between the upper cover plate and the circular cylinder body. The circular cylinder body is filled with ion exchange resin. The water solution enters through the inlet/outlet of the upper cover plate and passes through the water distribution grid, the porous plate, the filter cloth and the separation successively. Subexchange resin. Compared with the traditional ion exchanger, the flat bed of the utility model eliminates the dead angle area, makes the regeneration and washing more thorough and efficient, the ion exchange capacity is more stable, and the operation cost is lower.

【技术实现步骤摘要】
一种作为离子交换设备的扁平床
本技术涉及一种作为离子交换设备的扁平床。
技术介绍
离子交换技术是一种广泛应用的物料分离方法，是指在离子交换容器内，装填一定高度的离子交换树脂，在水或溶液流过时，容器内树脂吸附的阳离子或阴离子与水或溶液中的阳离子或阴离子进行离子交换，以便提取或去除水或溶液中某些离子的过程，是一种属于传质分离过程的单元操作。在除盐水制备、软化水处理、废水处理、湿法冶金、贵重金属分离、有机物提纯、溶剂回收等方面都有大量的应用。离子交换树脂是一类带有功能基团的不溶性高分子化合物，其结构由高分子骨架、离子交换基团和空穴三部分所组成。离子交换树脂可通过对被交换物质的离子交换和吸附，达到物质的分离、置换、提纯、浓缩、富集等效果。离子交换树脂最重要而可贵的性质，是离子交换反应的可逆性，树脂在应用失效后，可用酸、碱或其它再生剂进行再生，恢复其交换能力，使离子交换树脂能够长期反复地使用。离子交换容器的种类很多，通常也把离子交换容器称为床，常见的离子交换容器有固定床、移动床、流动床等。离子交换容器一般为立式圆筒结构，树脂自然堆放在容器内，且留有一定的空间便于树脂膨胀清洗。离子交换反应是在离子交换容器上进行。当水或溶液通过离子交换层时，一段时间后，树脂分为三层，上层失效的树脂为“失效层”，中层正在进行交换的为“交换层”，下层尚未进行交换的为“保护层”。随着交换器运行时间的延长，失效层逐渐增加，工作层不断下降，当工作层下降到保护层极限时，开始出现离子泄露的情况，直到工作层完全失效时，离子交换需进行再生。从理论上讲，再生剂的有效用量，其总当量数应该与树脂的工作交换容量总当量数相等。但实际上，为了使再生得更快更彻底，成倍使用了高浓度再生液。当再生程度达到要求后又需将其排出，并用冲洗剂（一般为纯水或纯溶剂）将粘附在树脂上的再生剂残液冲洗掉。这样就造成了再生剂用量和冲洗剂用量的成倍增加，通常再生剂容量为2~3倍树脂体积，冲洗剂用量为2~3倍树脂体积，因而在离子交换系统的运行费用中，再生费用占主要部分。另外，交换树脂的再生程度（再生率）与再生剂的用量并不是成直线关系，当再生程度达到一定数值后，即使再增加再生剂用量，也不能显著提高再生程度。因此，为使离子交换技术在经济上合理，一般把再生程度控制在60~80%以下。而造成再生剂和冲洗剂用量大，再生不彻底的原因之一在于常规离子交换容器内存在过多的死角，再生剂和冲洗剂往往无法高效快速的到达这些死角区域，死角区域的树脂不能和再生剂和冲洗剂进行充分有效的接触，因此这部分树脂的再生和冲洗耗费了大量的再生剂和冲洗剂，有些部分甚至无法完全再生。另一方面，当再生剂到达死角区域而又没有冲洗干净时，又会干扰到设备的正常运行，使得再生后一段时间内运行指标不达标，造成生产运行的不稳定。
技术实现思路
为了解决上述提到的问题，本技术提供了一种作为离子交换设备的扁平床，通过有效减少床体内部的死角区域，提高再生剂和冲洗剂的利用率，降低再生剂和冲洗剂用量，降低离子交换系统的运行费用；本技术还提供了一种离子交换物料分离方法。一种作为离子交换设备的扁平床，所述扁平床用于处理水或溶液，所述扁平床由上至下依次包括上盖板、圆形筒体、下盖板，所述上盖板与下盖板均设置进口/出口，所述圆形筒体一端与上盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体另一端与下盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体与上盖板、下盖板之间均设置密封垫，所述上盖板与圆形筒体之间、下盖板与圆形筒体之间依次设置布水格栅、多孔板、滤布，所述圆形筒体内填充有离子交换树脂，所述水或溶液由上盖板的进口/出口进入，先后经过布水格栅、多孔板、滤布、离子交换树脂。作为一种优选的实施方案，所述布水格栅包括布水流道，布水格栅在盖板和多孔板之间构成封闭的单一流向的布水流道，所述布水流道为螺旋状，布水流道光滑无弯折。作为一种优选的实施方案，所述布水流道距离进口/出口越远，布水流道横截面积越小。作为一种优选的实施方案，所述布水格栅和盖板、多孔板可通过焊接或胶黏剂紧密贴合成一体。作为一种优选的实施方案，所述扁平床筒体高度和直径比为1:100~1:2。作为一种优选的实施方案，所述扁平床的离子交换树脂压缩比例为3vol.%~30vol.%。作为一种优选的实施方案，所述离子交换树脂颗粒直径为100~1000μm。作为一种优选的实施方案，所述扁平床的运行流速为10~80m/h。作为一种优选的实施方案，所述滤布为高强度耐腐蚀的滤孔分布均匀的高分子纤维编织滤布。作为一种优选的实施方案，所述滤布的过滤精度小于树脂的最小颗粒粒径。本技术方法还提供了一种扁平床作为离子交换设备的物料分离方法，所述物料分离方法包括以下步骤：水或溶液经过预过滤系统去除固体颗粒、有机物、胶体后，进入第一级扁平床处理后得到出水，如出水不符合技术指标要求，再进入第二级扁平床处理后得到出水，如出水还不符合技术指标要求，再进入第三级扁平床处理，以此类推，直至出水符合技术指标要求，所述第一级扁平床、第二级扁平床、第三级扁平床均为前述的作为离子交换设备的扁平床，所述预过滤系统至少包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器中的一种或几种。造成再生剂和冲洗剂用量大的原因之一在于常规离子交换容器内存在过多的死角，再生剂和冲洗剂往往无法高效快速的通过这些死角区域，造成某些死角区域的树脂不能完全再生，而在另一些死角区域又容易造成再生剂残留，需大量冲洗剂进行冲洗，因此死角区域树脂的再生和冲洗耗费了大量的再生剂和冲洗剂，有些部分甚至无法完全再生。通常，常规离子交换容器的再生冲洗一般都要经过再生-反洗-正洗等多道工序，再生操作繁琐复杂。传统的离子交换设备床体高度和床体直径比一般为3:2~5:1，内部树脂自然堆放成细长型的树脂柱，设备的运行周期往往较长，一般大于24小时。设备运行时，理论上树脂应该会水平的从上往下逐层失效，交换层逐层下移，之前的区域逐渐变成失效层，下方的保护层逐渐变成交换层。但在实际工作中，由于液体流速的不均匀，一般是离物料入口越近的树脂层失效越快，离物料入口越远的树脂层失效越慢，有些区域甚至未得到离子交换而未失效，树脂层并不是以水平面逐层失效，而是以凹凸面逐层失效，并且随着交换层的下移，凹凸面低点位置和高点位置的落差越来越大，造成同一水平面的树脂存在多种工作状态，这就造成了树脂层容易被穿透，树脂再生时有部分树脂还未失效。另外，由于树脂是自然堆放的，树脂柱各个点的压强不均匀，容易造成液体的不均匀流动从而产生沟流，使得该区域的树脂离子交换不彻底，无法进行正常工作。由于这两个原因，最后造成有些区域的树脂离子交换效率下降，甚至未得到交换；树脂再生时，亦是如此，有些区域的树脂离子再生效率下降，甚至未得到再生，或者再生剂冲洗不彻底容易残留，我们把这些区域称为死角区域。一般来说，在床体顶部和底部靠近床壁部分的区域及沟流部分的区域最容易成为死角区域，这些死角区域不容易再生或不容易将再生剂冲洗干净。本技术方法制造的扁平床，避免了床体布水结构的死角区域，不管是运行时还是再生时，都可以让液体高效快速通过床体，从而避免了再生剂和冲洗剂的残留浪费问题。本技术方法制造的扁平床，床体内树脂被压缩装填成扁平结构，且均匀填满整个床体内部，液体通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作为离子交换设备的扁平床，其特征在于，所述扁平床用于处理水或溶液，所述扁平床由上至下依次包括上盖板、圆形筒体、下盖板，所述上盖板与下盖板均设置进口/出口，所述圆形筒体一端与上盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体另一端与下盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体与上盖板、下盖板之间均设置密封垫，所述上盖板与圆形筒体之间、下盖板与圆形筒体之间依次设置布水格栅、多孔板、滤布，所述圆形筒体内填充有离子交换树脂，所述水或溶液由上盖板的进口/出口进入，先后经过布水格栅、多孔板、滤布、离子交换树脂。

【技术特征摘要】
1.一种作为离子交换设备的扁平床，其特征在于，所述扁平床用于处理水或溶液，所述扁平床由上至下依次包括上盖板、圆形筒体、下盖板，所述上盖板与下盖板均设置进口/出口，所述圆形筒体一端与上盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体另一端与下盖板通过法兰螺栓连接，所述圆形筒体与上盖板、下盖板之间均设置密封垫，所述上盖板与圆形筒体之间、下盖板与圆形筒体之间依次设置布水格栅、多孔板、滤布，所述圆形筒体内填充有离子交换树脂，所述水或溶液由上盖板的进口/出口进入，先后经过布水格栅、多孔板、滤布、离子交换树脂。2.根据权利要求1所述一种作为离子交换设备的扁平床，其特征在于，所述布水格栅包括布水流道，布水格栅在盖板和多孔板之间构成封闭的单一流向的布水流道，所述布水流道为螺旋状，布水流道光滑无弯折。3.根据权利要求2所述一种作为离子交换设备的扁平床，其特征在于，所述布水流道距离进口/出口越...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑学勤，程宗昶，
申请(专利权)人：杭州浙源环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33