CN101264954A - 多制式离子交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多制式离子交换器，包括A交换器和B交换器，在A交换器和B交换器的上部及下部分别装有上水管(24)和下水管(25)，在上水管(24)和下水管(25)之间依次连接有a管、b管、c管、d管、e管、f管和g管，在所述a管、b管、c管、e管、f管和g管的上部分别装有阀18、阀5、阀1、阀2、阀6和阀20，在所述a管、b管、c管和e管、f管和g管的下部分别装有阀21、阀7、阀3、阀4、阀8和阀19；在所述上水管(24)中装有阀9和阀10，在所述下水管(25)中装有阀11和阀12；在d管的下部装有阀13、其下端设有软水出口；在c管和e管的中部连接有盐液注入水管；阀14的下端口为反洗再生、正洗排水口；阀15的一端口为盐液回收口。

Description

多制式离子交换器

【技术领域】

本发明涉及一种离子交换水处理设备，尤其涉及一种由多阀组成的串、并联的双流向管路并能有效地软化水质的多制式离子交换器。

【背景技术】

目前，市场上所使用的锅炉水处理交换器，使用一定的时间后，交换器里就会存留有悬浮物和被损树脂、钙和镁离子等杂质，如不能进行彻底再生，就会直接影响正洗和交换制水的水质和制水量。而影响再生的原因有很多，除了树脂老化和受活性余氯、铁、铝离子污染外，还与水温、盐液浓度、流速、再生时间、再生方式和盐的纯度有关，现有的交换器都存在盐耗高、排放大，反洗、再生和置换效果差的缺点。如何用最少的盐耗、最少的排放，能达到反洗、再生和置换干净彻底、节水降耗的目的，就是本发明要解决的问题。

【发明内容】

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种多制式离子交换器，通过在原有固定离子交换器的基础上部分吸取浮动床离子交换器的逆流交换、逆流再生的特点，采取串、并联的连接方式来提高交换器的交换流量和出水量、水质，同时采取串、并联交换制水，使交换器运行安全，当其中一台交换器失效时，另一台交换器还可以保证出水，且水质不受影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种多制式离子交换器，由交换器、连接管路和阀组成，所述交换器有A交换器和B交换器，在A交换器和B交换器的上部及下部分别装有上水管24和下水管25，在上水管24和下水管25之间依次连接有a管、b管、c管、d管、e管、f管和g管，在所述a管、b管、c管、e管、f管和g管的上部分别装有阀18、阀5、阀1、阀2、阀6和阀20，在所述a管、b管、c管和e管、f管和g管的下部分别装有阀21、阀7、阀3、阀4、阀8和阀19；在所述上水管24中装有阀9和阀10，在所述下水管25中装有阀11和阀12；在d管的下部装有阀13、其下端设有软水出口；在c管和e管的中部连接有盐液注入水管；在b管和f管的中部通过连接水管接有阀14和阀15；阀14的下端口为反洗再生、正洗排水口；阀15的一端口为盐液回收口。

在所述a管上的阀18与阀21之间通过水管连接有压力表、取样阀22和盐水入口阀16，在g管上的阀20与阀19之间通过水管连接有压力表、取样阀17和盐水入口阀23。

本发明的有益效果是：使用本发明，能有两种反洗方法、三种再生方式、六种正洗模式和十种制式转换，使交换器用最少的水、最少的盐耗和最少的排放，就能达到反洗、再生和交换的效果；十种制水组合，可以确保树脂的使用率达到百分之百，出水残余硬度低；因采取了串、并联和多制式转换，它对原水中的悬浮物小于7mg/L、硬度大于8mmol/L、水压、流量、流速的要求非常低。水处理人员的技能越高，越能体现该设备的优越性；还可根据原水硬度、水质和锅炉用水量的大小、水压、流速等具体情况，能从十种制水组合中选择一种所设定的制水量最多、水质最好的一种应用方式；由于采用了串、并联制水，与锅炉蒸发量大小匹配容易，全部使用不锈钢阀；其多制式是目前锅炉水处理设备中性能最稳定，最优越的锅炉水处理设备；具有结构合理、操控容易、盐耗低、排放少和交换制水效果好的优点，适用于锅炉水处理。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1，一种多制式离子交换器，包括A交换器和B交换器，在A交换器和B交换器的上部及下部分别装有上水管24和下水管25，在上水管24和下水管25之间依次连接有a管、b管、c管、d管、e管、f管和g管，在所述a管、b管、c管和e管、f管和g管的上部分别装有阀18、阀5、阀1、阀2、阀6和阀20，在所述a管、b管、c管和e管、f管和g管的下部分别装有阀21、阀7、阀3和阀4、阀8阀19，在a管上的阀18与阀21之间通过水管连接有压力表、取样阀22和盐水入口阀16，在g管上的阀20与阀19之间通过水管连接有压力表、取样阀17和盐水入口阀23；在所述上水管24中装有阀9和阀10，在所述下水管25中装有阀11和阀12；在d管的下部装有阀13、其下端设有软水出口；在c管和e管的中部连接有盐液注入水管；在b管和f管的中部通过连接水管接有阀14和阀15；阀14的下端口为反洗再生正洗排水口，阀15的一端口为盐液回收口。

在上述串、并联管路中，通过不同阀的组合，就可变换成了顺流、逆流多制式离子交换器，目的是冲洗出交换器里的悬浮物被损树脂和杂质等，并翻松树脂，为再生创造良好的条件。反洗又分为顺流供软水式和逆流供软水式，在实际应用中，两种反洗方式的操作步骤如下：第一种为原水反洗方式：A交换器原水反洗，开启阀3、阀5和阀14；B交换器原水反洗，开启阀4、阀6和阀14。第二种为软水反洗方式，A交换器软水反洗，由B交换器顺流提供软水；开启阀14、阀5、阀11、阀12和阀2。B交换器软水反洗，由A交换器顺流提供软水，开启阀14、阀6、阀12、阀11和阀1。另一种软水反洗操作方法是：A交换器软水反洗，由B交换器逆流提供软水；开启阀14、阀5、阀11、阀10和阀4。B交换器软水反洗，由A交换器逆流提供软水，开启阀14、阀6、阀12、阀9和阀3。它的优点是可以在交换器再生后，直接代替反洗，耗水少、不会造成树脂二次污染，使树脂更加彻底冲出钙、镁离子等杂质。

再生目的是使已失效的交换器恢复交换能力，而交换器再生彻不彻底是直接影响到正洗和交换制水的水质和制水量。多制式交换器的再生方式有：顺流再生、逆流再生、循环再生，它们的优缺点是，第一种顺流再生优点是对盐液的悬浮物、杂质要求较低；缺点是耗盐量较大，再生效果较差，再生时间较长。第二种逆流再生的优点是：耗盐量较少，它是顺流再生耗盐量的2/3，再生效果较好，正洗时间短。第三种循环再生的优点是，把交换器再生前15-30分钟再生盐液排掉，因这部分盐液、钙、镁离子含量浓度高，基本没有利用价值，而把后15-30分钟含钙、镁离子浓度低的再生盐液，回收到盐液桶中加以循环利用，就可以在不增加盐耗的情况下，提高盐液的利用率来延长交换器的再生时间，但是要做到循环再生，就必须要使用电动泵来再生，不能用水力注水器，因水力注水器的缺点是盐液浓度与盐液流速不能达到协调，且盐液不回收。

三种再生方法的操作步骤是：第一种顺流再生方法：A交换器顺流再生，开启阀16、阀18、阀7和阀14；B交换器顺流再生，开启阀17、阀20、阀8和阀14。第二种逆流再生方法：A交换器逆流再生，开启阀16、阀21、阀5和阀14；B交换器逆流再生，开启阀17、阀19、阀6和阀14。第三种循环再生方法：A交换器顺流循环再生，开启阀14、阀7、阀5、阀18和阀16，15-30分钟后关闭阀14，并打开阀15；B交换器顺流循环再生，开启阀14、阀8、阀20和阀17，15-30分钟关闭阀14，打开阀15；A交换器逆流循环再生，开启阀14、阀15、阀21和阀16，15-30分钟后关闭阀14，打开阀15；B交换器逆流循环再生，开启阀14、阀6、阀19和阀17，15-30分钟后关闭阀14，打开阀15。

正洗的目的是清除残余的再生剂和再生产物，而串、并联多制式交换器，正洗模式有原水正洗和软水正洗。正洗模式分为顺流正洗和逆流正洗，而原水正洗与软水正洗的差别在于，软水正洗可避免树脂受到原水里的钙、镁离子造成的第二次污染；而顺流正洗与逆流正洗的区别在于：顺流正洗的水流是从上而下流过交换器的情况下进行的。正洗，水流从上而下流过树脂，所以它不能更好地把残留在树脂里的钙、镁离子悬浮物、杂质冲洗掉。而逆流正洗，水流是从下而上，树脂是在上下翻动的情况下，更加彻底把残留在树脂里的钙、镁离子及悬浮物、杂质等冲洗干净。本发明具有六种正洗模式，第一种为原水顺流正洗模式：A交换器顺流正洗，开启阀1、阀7和阀14；B交换器顺流正洗，开启阀2、阀8和阀14。第二种为原水逆流正洗模式：A交换器逆流正洗，开启阀3、阀5和阀14；B交换器逆流正洗，开启阀4、阀6和阀14；第三种为软水顺流正洗模式：A交换器顺流正洗，由B交换器顺流提供软水，开启阀2、阀12、阀9、阀7和阀14；B交换器顺流正洗，由A交换器顺流提供软水，开启阀1、阀11、阀10、阀8和阀4。第四种为软水逆流正洗模式：A交换器逆流软水正洗，由B交换器逆流提供软水，开启阀4、阀10、阀11、阀5和阀14；B交换器逆流软水正洗，由A交换器逆流提供软水，开启阀3、阀9、阀12、阀6和阀14。第五种为软水顺流正洗模式：A交换器顺流正洗，由B交换器逆流提供软水，开启阀4、阀10、阀9、阀7和阀14；B交换器顺流正洗，由A交换器逆流提供软水，开启阀3、阀9、阀10、阀8和阀14；第六种为软水逆流正洗模式：A交换器逆流正洗，由B交换器顺流提供软水，开启阀2、阀12、阀11、阀5和阀14；B交换器逆流正洗，A交换器顺流提供软水，开启阀1、阀11、阀12、阀6和阀14。

阳离子交换法是以离子交换剂中的钠离子来交换水中的钙、镁离子，从而使水被软化。而多制式交换器与其它交换器的交换过程也是一样的，只不过是它的有效利用率比较高，原因在于交换器在交换过程中，交换器里的树脂是分为三层来工作的，第一层为失效层，第二层为工作层，第三层为尚未工作的交换层，在交换器交换过程中，原水不断地从工作层、交换层流过。树脂在吸附水中的钙、镁离子的过程中，各交换层也就慢慢下移，水硬度也慢慢上升。当工作层和交换层高度不够，出水硬度超过0.03mmol/L时，交换层就失效，就要重新再生。其实不必马上再生，交换器只不过是工作层和交换层不够，它最少还有40-50％的树脂还没失效，而多制式串、并联交换器，就是充分利用了这40-50％的还没失效的树脂，串联在另一台交换器上，作为这台交换器的交换层和工作层来提高它的出水水质和产水量，直至它的出水硬度超过1.300mmol/L时再生，这就是本发明的特点。

交换器串、并联组合，优点是并联制水流量大，串联水质好交换能力强。顺流交换原水适应性较广，而顺流交换与逆流交换有所不同的是，逆流交换水流是从下而上，树脂是在上下浮动的状态下，树脂与水中钙、镁离子充分接触，所以它的水交换量是顺流交换量的一倍。可根据不同的季节里的原水硬度、水温用水量对交换器里的树脂造成的影响，采取不同的串、并联方式使其互相取长补短来提高交换水质和制水量。另外，多制式交换器与一般交换器相比，性能优越和完善。十种制水组合可根据自己的实际情况需要，选择一种最理想和最合适制水组合。第一种为单台顺流制水组合：A交换器顺流制水，开启阀1和阀11；B交换器顺流制水，开启阀2和阀12。第二种为单台逆流制水组合：A交换器逆流制水，开启阀3和阀9；B交换器逆流制水，开启阀4和阀10。第三种为并联顺流制水组合：A交换器并联2号交换器顺流制水，开启阀1、阀11、阀2和阀12；B交换器并联A交换器顺流制水，开启阀2、阀12、阀1和阀11。第四种为顺流并逆流制水组合：A交换器顺流、B交换器逆流制水，开启阀1、阀11、阀4和阀10。B交换器顺流、A交换器逆流制水，开启阀2、阀12、阀3和阀9。第五为逆流并顺流制水组合：A交换器逆流、B交换器顺流制水，开启阀3、阀9、阀2和阀12；B交换器逆流、A交换器顺流制水，开启阀4、阀10、阀1和阀11。第六种为逆流并逆流制水组合：A交换器逆流、B交换器逆流制水，开启阀3、阀9、阀4和阀10；B交换器逆流、A交换器逆流制水，开启阀4、阀10、阀3和阀9。第七种为顺流串顺流制水组合：A交换器顺流串B交换器顺流制水，开启阀1、阀7、阀6和阀12；B交换器顺流串B交换器顺流制水，开启阀2、阀8、阀5和阀11。第八种为逆流串逆流制水组合：A交换器逆流串B交换器逆流制水，开启阀3、阀5、阀8和阀10；B交换器逆流串A交换器逆流制水，开启阀4、阀6、阀7和阀9。第九种为顺流串逆流制水组合：A交换器顺流串B交换器逆流制水，开启阀1、阀7、阀8和阀10；B交换器顺流串A交换器逆流制水，开启阀2、阀8、阀7和阀9。第十种为逆流串顺流制水组合：A交换器逆流串B交换器顺流制水，开启阀3、阀5、阀4和阀12；B交换器逆流串A交换器顺流制水，开启阀4、阀6、阀5和阀11。串、并联、顺流、逆流多制式交换器，在改装和制造之前都要有一定的条件和要求：首先要考虑到，水处理设备和锅炉蒸发量是否匹配，也就是多大的锅炉就要配多大的水处理交换器，配大了造成不必要的浪费，配小了就根本达不到原有的效果这就要进行计算。本发明具有结构合理、操控容易、盐耗低、排放少和交换制水效果好，适用于锅炉水处理。

Claims (3)

1、一种多制式离子交换器，其特征是：包括交换器有A交换器和B交换器，在A交换器和B交换器的上部及下部分别装有上水管(24)和下水管(25)，在上水管(24)和下水管(25)之间依次连接有a管、b管、c管、d管、e管、f管和g管，在所述a管、b管、c管、e管、f管和g管的上部分别装有阀18、阀5、阀1、阀2、阀6和阀20，在所述a管、b管、c管和e管、f管和g管的下部分别装有阀21、阀7、阀3、阀4、阀8和阀19；在所述上水管(24)中装有阀9和阀10，在所述下水管(25)中装有阀11和阀12；在d管的下部装有阀13、其下端设有软水出口；在c管和e管的中部连接有盐液注入水管；阀14的下端口为反洗再生、正洗排水口；阀15的一端口为盐液回收口。

2、如权利要求1所述的多制式离子交换器，其特征是：在所述a管上的阀18与阀21之间通过水管连接有压力表、取样阀22和盐水入口阀16，在g管上的阀20与阀19之间通过水管连接有压力表、取样阀17和盐水入口阀23。

3、如权利要求1所述的多制式离子交换器，其特征是：在b管和f管的中部通过连接水管接有阀14和阀15。

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