连续离子交换设备制造技术

一种连续离子交换设备，通过使用可由酸或碱再生的离子交换树指，在单一柱内进行离子交换和再生两种处理。包括一个或两个由底向顶分段的吸附区、洗涤区、和再生区的树脂柱；一个由柱底部排出离子交换树脂并将其传送至设置在柱顶部的测量容器中的树脂提取传送装置；一个将测量容器内的离子交换树脂供给至柱顶部的树脂供给装置；一个可将进料水由吸附区底部供给柱内并可由吸附区顶部将处理水排出柱外的水通道系统；以及一个可将再生剂由再生区底部供给至柱内并将再生剂废料由再生区顶部排出柱外的再生剂通道系统。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地说涉及一种连续离子交换设备，更确切地是涉及一种双床型或其他连续离子交换设备，该设备例如用于生产高纯水，如去离子水，其中，进料水向上通过在充填一种离子交换树脂的单层柱内由下部至上部顺序分段的吸附区、洗涤区、树脂再生区，同时离子交换树脂向下或以与进料水通过的相反方向传送，传送的方法是使已再生和洗涤过的离子交换树脂能由下部连续供给吸附区，由此实现基本上连续离子交换处理通过吸附区的进料水。迄今已知的用于生产高纯水，如去离子水的典型设备是固定床型离子交换设备，其中交替进行离子交换处理和通过再生剂的再生处理。然而，由于在再生处理时中断通过进料水，该设备的生产率不高，并且不适应需要连续供应水的用途。为此，连续离子交换处理而不中断的各种设备已被投入实际使用。连续离子交换设备被分类成流化床型和移动床型，后者是工业上通常使用的并被细分成混合床和多层床型。混合床型连续离子交换设备包括一个混合充填阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的排出(吸附)柱，一个分离柱和一对再生柱。在该设备中，进料水通过其下部被引入排出柱，压迫该混合树脂床向排出柱的顶部以形成固定床，使在该处通过的进料水经受离子交换处理。这可以使进料水通过的混合树脂床内发生离子交换的离子交换区逐渐向上移动。含有杂质离子的用过的树脂(吸附杂质离子的离子交换能力已被耗尽的树脂)以浆状通过排出柱的底部被传送至树脂分离柱，树脂浆在该处被逆流冲洗并被分离成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，然后将其分别送至再生柱。在这些柱中再生的离子交换树脂被测量并混合，然后被送至排出柱内顶部，同时中断(通常约几十秒)通过排出柱的流动的进料水，由此实现基本上连续的离子交换。另一方面，多层床型连续离子交换设备由没有或带有脱碳酸气塔的称之为例如双床型去离子水生产单元所代表。在没有脱碳酸气塔的双床型中，进料水通过充填阳离子交换树脂的阳离子柱(下文中也称作“柱C”)，然后通过充填阳离子交换树脂的阴离子柱(下文中也称作“柱A”)。装有脱碳酸气塔的双床型连续交换设备还包括一个在柱C和A之间设备的脱碳酸气塔以减少柱A上的离子负荷。上述多层床型连续离子交换设备，例如备有脱碳酸气塔的双床型设备，实际上可称为双床七柱型，因为除脱碳塔柱外，柱C和A各需要一个再生柱(供再生阳离子或阴离子树脂用)加一个洗涤柱(供再生后洗涤阳离子或阴离子树脂用)。这样一系列的柱要求大量额外的装备，如为树脂传送所需的管道和阀，这将增大装备成本，和大量装置空间，以及复杂的操作。比较起来，在进料水的质量较好，弱酸组分的含量，如进料水中碳酸或二氧化硅(硅酸)较低，待处理的进料水量较大，或装置的空间受限制的场合下，混合床型连续离子交换设备具有超越多层床型的优点。然而，混合床型设备具有某些缺点，例如1)它需要比脱碳酸气塔的多层床型连续离子交换设备碱性大的再生剂，因为混合床单元所用的阴离子交换树脂吸附碳酸氢盐离子等以及其他阴离子，以及2)由于树脂分离柱内阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的分离不充分，阳离子交换树脂可混合入阴离子交换树脂再生柱，因此阳离子树脂已吸附的钙离子和镁离子在由阳离子树脂洗脱后可变得不溶于再生柱的阴离子交换树脂，从而阻塞收集器等等。就这样，迄今已投入实用的连续离子交换设备，不管它们是混合床型或是多层床型的，很多地方不能令人满意。与上述已知的连续离子交换设备无关，本申请人已提出了一种使用热再生特定离子交换树脂(参见日本专利公开No.50379/1984)的连续离子交换设备。这一连续离子交换设备利用了热再生树脂的特殊性能，该树脂的离子交换能力可通过热水再生，从而实现在单一处理柱上进行离子交换处理和再生处理。本专利技术人已考虑到，由于所用树脂的特殊性，使用热再生树脂的连续离子交换设备将不能直接应用于利用其离子交换能力不能被普通酸或碱所恢复的离子交换树脂的连续离子交换设备。然而，尽管有这些缺点，例如由洗涤不充分造成的将再生剂混入被处理的水中，由洗涤水体积增加造成的洗涤效率恶化、或进料水回收减少，它仍具有显著的优点，例如1)对再生不需另外提供任何柱子，因为离子交换处理和再生可在单一柱内进行，有助于清除或减少这些缺点，例如为设置上述双床型设备所需的大量空间。因而，本专利技术人已继续研究了为热再生树脂所设计的离子交换设备的更得法的应用。本专利技术为以上述观点出发研究和开发的一种成果。本专利技术的目的是为了达到以下的目标。(1)为提供一种能在单一柱内进行离子交换处理和再生的新的连续离子交换设备，该设备通过使用其离子交换能力可由酸或碱再生的离子交换树脂，从而不需要提供任何另外的再生和洗涤柱，并保证减少装置所占空间和管道及阀门数量。(2)为提供一种可以减少柱子高度并从而减少装置所需空间的新的连续离子交换设备。(3)为提供一种通过将装置和运行成分降至最低，减少生产被处理水成本的连续离子交换设备。(4)为提供一种不需任何洗涤水供应管道系统的连续离子交换设备，该设备通过利用供洗涤已在单一柱内被再生剂再生的阳离子或阴离子树脂的被处理水。(5)为提供一种通过将离子交换树脂的传送距离和在传送管道内所需的阀门数等降至最低而使离子交换树脂的消耗减至最少的连续离子交换设备。(6)为提供一种将流经由柱内压力变化而形成的再生和洗涤区的水量变化降至最小，从而保证稳定和可靠的再生和洗涤的连续离子交换设备。(7)为提供一种有效地防止再生剂废料(酸或碱)流向被处理水一方，从而可靠地保证高质量处理水的连续离子交换设备。为了达到上述目的，本专利技术人已完成了待批权利要求中所确定的本专利技术。更确切地是，本专利技术的特色之一在于提供一种由一个阳离子柱-一个脱碳酸气塔(脱气器)-一个阴离柱组成的连续离子交换设备。阳离子柱(柱C)包括一个装填阳离子交换树脂的柱体，其中以从柱体底部向顶部的次序顺序提供一个吸附区，一个洗涤区，和一个再生区;供由柱体底部排出废阳离子交换树脂并将其传送至设置在柱体顶部的测量容器的树脂排出和传送装置;如果需要，将测量容器内的阳离子交换树脂供给柱体内顶部的一个树脂供给装置;可将进料水由吸附区底部供给柱体内和将处理过的水由吸附区顶部排出柱体外的一个水通道装置;以及可将酸性再生剂由其下部供给再生区并可由再生区上部排出再生剂废料的一个再生剂通道装置。提供脱碳酸气塔(柱D)作为由柱C中去除待排出的被处理水(酸性去阳离子水)中所含碳酸的第二柱。阴离子柱(柱A)包括一个装填阴离子交换树脂的第三柱，其中以由柱底部向顶部的次序顺序提供一个吸附区，一个洗涤区，和一个再生区;可以从柱底部排出废阴离子树脂和可以将其传送至设置在柱顶部的测量容器中的一个排出和传送装置，为将测量容器内的阴离子交换树脂供应给柱上部的一个树脂供给装置;可以将由脱碳酸气塔内处理而得到的酸性脱碳酸水由阴离子柱的下部供至阴离子柱内并可以使处理过的水由吸附区上部排出柱外的水通道装置;以及可以将碱性再生剂由其下部供给再生区并可以将再生剂废料由再生区上部排出柱外的再生剂通道装置。柱C、D和A以及该次序顺序连续。可理解为，阳离子柱(柱C)由柱体、与此相连的水通道系统，和树脂传送装置组成。阴离子柱与此相同。由柱C-D-A组成生产去离子水的本专利技术的连续离子交换设备，以常规双床(备有脱碳酸气塔)型连续离子交换设备相同的方式按次序进行阳离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层床型连续离子交换设备，该设备包括一个供阳离子交换处理进料水的装填阳离子交换树脂的阳离子柱、一个去除在已经受阳离子交换处理后的水中所含碳酸的脱碳酸气塔、和一个供处理来自脱碳酸气塔的酸性脱碳酸水的装填阴离子交换树脂的阴离子柱，所述阳 离子柱包括分别装填阳离子交换树脂，基本上由柱底部向其顶部分段的一个吸附区、一个洗涤区、和一个再生区，所述阴离子柱包括分别装填阴离子交换树脂、基本上由柱底部向其顶部分段的一个吸附区、一个洗涤区、和一个再生区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩塚刚，清水和彦，
申请(专利权)人：奥尔加诺株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]