CN102489347A - 一种粉体树脂脱附再生反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理设备领域，公开了一种粉体树脂脱附再生反应器。它包括反应器、树脂分离器、脱附液储槽、再生树脂输送系统；树脂分离器的一端连接有脱附液排出管，所述脱附液排出管的另一端与脱附液储槽循环管水射器的吸入口连接，所述脱附液储槽循环管水射器安装于脱附液储槽循环管上，脱附液储槽循环管上端出口与脱附液储槽连通，下端出口通过脱附液储槽循环泵与脱附液储槽连通；再生树脂输送系统包括全混式树脂反应器、全混式树脂反应器循环管、全混式树脂反应器循环管水射器和全混式树脂反应器循环泵。本发明可与各种针对该类树脂的反应器相配套，充分发挥该类树脂的优势，并实现树脂反应装置的树脂连续分离再生运行。
Description
技术领域
本发明属于水处理设备领域，更具体地说，涉及一种粉体树脂脱附再生反应器。
背景技术
在给水、各类废水及生化尾水的深度处理中，新型粉体树脂处理工艺及设备已逐渐使用。粉体树脂是一种颗粒平均粒径为75-200μm的固体丙烯酸高分子材料，含有丰富的孔结构和离子基团，具有电化学吸附及离子交换双重作用；新型粉体树脂具有粒径小、比表面积大、反应动力学效能高的特点；然而，由于粉体树脂或磁性粉体树脂的粒径小且相对密度较小，采用传统固定床或悬浮床时，树脂床层阻力较大，树脂易压实、破碎，反洗时树脂易带出反应器，严重影响了粉体树脂性能的发挥。针对粉体树脂或磁性粉体树脂的小粒径、低密度，及优良的流体力学性能的特点，各类针对该树脂的新型树脂反应器相继使用，以充分发挥该类树脂的优势。
目前各类针对粉体树脂使用的新型树脂反应器均需异位再生，即反应装置与脱附装置为两组不同但又相互配合的装置，脱附装置的优劣直接影响反应装置运行的优劣。然而，粉体树脂由于颗粒、密度较小，难以采用沉淀等方式将液体与树脂在较短时间内彻底分开，同时由于树脂强度较低，不能承受明显的机械力（如各类泵输送）作用，必须采用水力输送方法将树脂输送至各工作单元；为有效输送树脂，并将树脂与各种液体分离高效分离，完成树脂的再生、输送过程，有必要开发新型反应器改善上述问题。
发明内容
要解决的问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种粉体树脂脱附再生反应器，它是适用于直径75～200μm的粉体树脂或磁性粉体树脂的再生脱附装置，可与各种针对该类树脂的反应器相配套，充分发挥该类树脂的优势，并实现树脂反应装置的树脂连续分离再生运行。
技术方案
本发明的技术解决方案如下：
一种粉体树脂脱附再生反应器，它包括反应器、树脂分离器、脱附液储槽、再生树脂输送系统；所述树脂分离器设置在反应器内底部，所述树脂分离器的一端连接有脱附液排出管，所述脱附液排出管的另一端与脱附液储槽循环管水射器的吸入口连接，所述脱附液储槽循环管水射器安装于脱附液储槽循环管上，所述脱附液储槽循环管上端出口与脱附液储槽连通，下端出口通过脱附液储槽循环泵与脱附液储槽连通，脱附液储槽循环泵开启时，脱附液储槽循环管中的液体流动使脱附液储槽循环管水射器的吸入口形成负压，将脱附液排出管中的液体吸入脱附液储槽循环管并送入脱附液储槽中；所述再生树脂输送系统包括全混式树脂反应器、全混式树脂反应器循环管、全混式树脂反应器循环管水射器和全混式树脂反应器循环泵，反应器底部设置有树脂排出管，树脂排出管的另一端与全混式树脂反应器循环管水射器的吸入口相连接，所述全混式树脂反应器循环管水射器安装于全混式树脂反应器循环管上，所述全混式树脂反应器循环管上端出口与全混式树脂反应器连通,下端出口通过全混式树脂反应器循环泵与全混式树脂反应器连通，全混式树脂反应器循环泵开启时，全混式树脂反应器循环管中的液体流动使全混式树脂反应器循环管水射器的吸入口形成负压，将树脂排出管中的树脂吸入全混式树脂反应器循环管并送入全混式树脂反应器中。
所述树脂分离器为1～4个沿再生反应器径向平行设置的两端封闭的空心圆柱体，圆柱体并联连接于脱附液排出管，单个圆柱体直径为再生反应器直径的1/10～1/7，圆柱体表面间隔圆柱体直径的1/20～1/30均匀开孔，孔直径为圆柱体直径的1/20～1/40；圆柱体表面外紧密缠绕孔径为70～180μm的筛网，筛网材质优选尼龙或腈纶。
所述反应器上部中心设有搅拌器。所述搅拌器采用螺旋桨叶式，其长度为反应器高度的1/2～1/3，直径为反应器横截面直径的1/3～1/2，搅拌器转速为30-120r/min可调。设置搅拌器是为了使树脂与再生液更好地混合。
所述反应器内设有挡水板。所述挡水板位于反应器内侧底部且沿反应器轴向设置，所述挡水板为对称设置的2片，挡水板高度为反应器高度的3/4～4/5，宽度为反应器直径的1/30～1/20。设置挡水板的是为了提高反应器搅拌效率。
所述反应器的上部侧壁上设置有树脂进口管、再生液进口管、清水进口管。
所述反应器为敞口圆柱体，高径比不超过3:1。
将需再生的树脂与水混合物经再生反应器上部树脂进口进入反应器，同时脱附液储槽循环泵开启，在脱附液储槽循环管中形成循环水流，使脱附液储槽循环管水射器的吸入口中形成负压，通过树脂分离器的抽吸作用将吸附饱和的树脂与水分离，液体被抽吸至脱附液储槽中，需再生的树脂保留于再生反应器中；其后，再生液进口管送入一定量的再生剂，同时反应器搅拌器运转一定时间后停止，原吸附于树脂上的各类物质溶解于再生液中形成脱附液；后经上述同样树脂分离过程将脱附液排出树脂反应器，送入脱附液储槽中，并将树脂保留于树脂反应器中；树脂再生完成后，从清水进口管送入一定量的清水，然后全混式树脂反应器循环泵开启，在全混式树脂反应器循环管中形成循环水流，使全混式树脂反应器循环管水射器的吸入口中形成负压，通过树脂排出管的抽吸作用将再生完成的树脂经全混式树脂反应器循环管送入全混式树脂反应器中。
有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
（1）本发明的反应器，针对粉体树脂或磁性粉体树脂的小粒径、低密度、流体力学性能优的特点，提供一种适用于该类树脂的再生脱附装置或设备，并实现树脂反应装置的树脂连续分离再生运行；
（2）该装置即反应器既可适用于粉体树脂或磁性粉体树脂的给水处理反应器的配套再生，也可适用于粉体树脂或磁性粉体树脂的废水、生化尾水及中水的深度处理反应器的配套再生，尤其是采用直径75-200μm实心粉体树脂或磁性粉体树脂的全混式离子交换与吸附反应器相配套，充分发挥该类树脂的优势；
（3）本发明采用水力输送方式输送树脂，树脂运输效率高，破碎量小；
（4）本发明的反应器为敞口常压容器，可采用金属、有机复合材料制造，制造成本低；
（5）采用拟动态膜过滤方式将粉体树脂或磁性粉体树脂与水分离，分离充分，流失率低，运行成本低；
（6）本发明的反应器工艺简单，不需设置复杂的进水、反洗管路，操作简便，可方便实现自动化运行。
附图说明
图1是本发明的一种粉体树脂脱附再生反应器的结构示意图。
图中标号为：1、反应器；2、树脂进口管；3、再生液进口管；4、挡水板；5、树脂分离器；6、树脂排出管；7、全混式树脂反应器循环管；8、全混式树脂反应器循环管水射器；9、全混式树脂反应器循环泵；10、全混式树脂反应器；11、脱附液排出管；12、脱附液储槽循环管；13、脱附液储槽循环管水射器；14、脱附液储槽循环泵；15、脱附液储槽；16、清水进口管；17、搅拌器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
结合图1，本发明的一种粉体树脂脱附再生反应器，它包括反应器1、树脂分离器5、脱附液储槽15、再生树脂输送系统；所述树脂分离器5设置在反应器1内底部，所述树脂分离器5的一端连接有脱附液排出管11，所述脱附液排出管11的另一端与脱附液储槽循环管水射器13的吸入口连接，所述脱附液储槽循环管水射器13安装于脱附液储槽循环管12上，所述脱附液储槽循环管12上端出口与脱附液储槽15连通，下端出口通过脱附液储槽循环泵14与脱附液储槽15连通，脱附液储槽循环泵14开启时，脱附液储槽循环管12中的液体流动使脱附液储槽循环管水射器13的吸入口形成负压，将脱附液排出管11中的液体吸入脱附液储槽循环管12并送入脱附液储槽15中；所述再生树脂输送系统包括全混式树脂反应器10、全混式树脂反应器循环管7、全混式树脂反应器循环管水射器8和全混式树脂反应器循环泵9，反应器1底部设置有树脂排出管6，树脂排出管6的另一端与全混式树脂反应器循环管水射器8的吸入口相连接，所述全混式树脂反应器循环管水射器8安装于全混式树脂反应器循环管7上，所述全混式树脂反应器循环管7上端出口与全混式树脂反应器10连通,下端出口通过全混式树脂反应器循环泵9与全混式树脂反应器10连通，全混式树脂反应器循环泵9开启时，全混式树脂反应器循环管7中的液体流动使全混式树脂反应器循环管水射器8的吸入口形成负压，将树脂排出管6中的树脂吸入全混式树脂反应器循环管7并送入全混式树脂反应器10中。
所述树脂分离器5为1～4个沿再生反应器径向平行设置的两端封闭的空心圆柱体，圆柱体并联连接于脱附液排出管11，单个圆柱体直径为再生反应器直径的1/10～1/7，圆柱体表面间隔圆柱体直径的1/20～1/30均匀开孔，孔直径为圆柱体直径的1/20～1/40；圆柱体表面外紧密缠绕孔径为70～180μm的筛网，筛网材质优选尼龙或腈纶。
所述反应器1上部中心设有搅拌器17。
所述搅拌器17采用螺旋桨叶式，其长度为反应器1高度的1/2～1/3，直径为反应器1横截面直径的1/3～1/2，搅拌器17转速为30-120r/min可调。
所述反应器1内设有挡水板4。
所述挡水板4位于反应器1内侧底部且沿反应器1轴向设置，所述挡水板4为对称设置的2片，挡水板4高度为反应器1高度的3/4～4/5，宽度为反应器1直径的1/30～1/20。
所述反应器1的上部侧壁上设置有树脂进口管2、再生液进口管3、清水进口管16。
所述反应器1为敞口圆柱体，高径比不超过3:1。
实施例1
反应器1为直径1.4～1.6m，高2.0～3.0m的钢制或玻璃钢结构；挡水板4位于反应器内侧且从生反应器底部沿轴向对称安装2片，挡水板高度为1.5～2.4m，宽度为50～80mm；反应器上部中心设置钢制或玻璃钢结构螺旋桨叶式搅拌器17，其长度为0.7～1.5m，直径为0.5～0.8m，通过调节搅拌器转速30-120r/min可控制反应器内树脂及液体的混合剧烈程度。反应器内部下端设置树脂分离器5，其为1～4个沿反应器径向平行设置的两端封闭的钢制或玻璃钢结构空心圆柱体，圆柱体并联连接于脱附液排出管11，单个圆柱体直径为150～200mm，圆柱体表面间隔5～10mm均匀开直径5～10mm圆形孔，开孔圆柱体表面外紧密缠绕孔径为70～180μm的筛网，筛网为腈纶材质。
在使用时，首先，脱附再生时全混式树脂反应器10将吸附饱和的树脂与液体通过反应器的树脂进口管2送入反应器1，同时脱附液储槽循环泵14开启5～15min，使脱附液储槽循环管12内形成液体循环流动，通过水射作用在与脱附液排出管11连接的脱附液储槽循环管水射器13的吸入口中形成负压，树脂分离器5表面形成的吸力将反应器1内液体中的树脂截留于筛网之上，并形成树脂滤饼实现将树脂与液体分离，使需再生的树脂保留于反应器1中，多余液体排出至脱附液储槽15中，完成反应器中吸附饱和的树脂与多余液体的分离。
其后，将树脂含10%NaCl的再生液通过再生液进口管3送入反应器1，同时搅拌器17开启并运转20～40min后停止，原吸附于树脂上的各类物质溶解于再生液中形成脱附液，其后脱附液储槽循环泵14开启5～15min，使再生完成的树脂保留于再生反应器中，脱附液排出至脱附液储槽15中。
最后，清水通过清水进口管16送入再生反应器1，其后，再生树脂输送系统的全混式树脂反应器循环泵9开启5～8min，使全混式树脂反应器循环管7内形成液体循环流动，通过水射作用在与树脂排出管6连接的全混式树脂反应器循环管水射器8的吸入口中形成负压，将再生完成的树脂送入全混式树脂反应器10中。
粉体树脂经该装置脱附再生处理，再生后的树脂其平衡吸附量大于新树脂吸附平衡量的99%。
实施例2
相比于实施例1，本实施例的不同之处在于，所述圆柱体表面外紧密缠绕的筛网，筛网材质为尼龙。
Claims (8)
1.一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，它包括反应器（1）、树脂分离器（5）、脱附液储槽（15）、再生树脂输送系统；
所述树脂分离器（5）设置在反应器（1）内底部，所述树脂分离器（5）的一端连接有脱附液排出管（11），所述脱附液排出管（11）的另一端与脱附液储槽循环管水射器（13）的吸入口连接，所述脱附液储槽循环管水射器（13）安装于脱附液储槽循环管（12）上，所述脱附液储槽循环管（12）上端出口与脱附液储槽（15）连通，下端出口通过脱附液储槽循环泵（14）与脱附液储槽（15）连通，脱附液储槽循环泵（14）开启时，脱附液储槽循环管（12）中的液体流动使脱附液储槽循环管水射器（13）的吸入口形成负压，将脱附液排出管（11）中的液体吸入脱附液储槽循环管（12）并送入脱附液储槽（15）中；
所述再生树脂输送系统包括全混式树脂反应器（10）、全混式树脂反应器循环管（7）、全混式树脂反应器循环管水射器（8）和全混式树脂反应器循环泵（9），反应器（1）底部设置有树脂排出管（6），树脂排出管（6）的另一端与全混式树脂反应器循环管水射器（8）的吸入口相连接，所述全混式树脂反应器循环管水射器（8）安装于全混式树脂反应器循环管（7）上，所述全混式树脂反应器循环管（7）上端出口与全混式树脂反应器（10）连通，下端出口通过全混式树脂反应器循环泵（9）与全混式树脂反应器（10）连通，全混式树脂反应器循环泵（9）开启时，全混式树脂反应器循环管（7）中的液体流动使全混式树脂反应器循环管水射器（8）的吸入口形成负压，将树脂排出管（6）中的树脂吸入全混式树脂反应器循环管（7）并送入全混式树脂反应器（10）中。
2.根据权利要求1所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述树脂分离器（5）为1～4个沿再生反应器径向平行设置的两端封闭的空心圆柱体，圆柱体并联连接于脱附液排出管（11），单个圆柱体直径为再生反应器直径的1/10～1/7，圆柱体表面间隔圆柱体直径的1/20～1/30均匀开孔，孔直径为圆柱体直径的1/20～1/40；圆柱体表面外紧密缠绕孔径为70～180μm的筛网，筛网材质优选尼龙或腈纶。
3.根据权利要求1或2所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述反应器（1）上部中心设有搅拌器（17）。
4.根据权利要求3所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述搅拌器（17）采用螺旋桨叶式，其长度为反应器（1）高度的1/2～1/3，直径为反应器（1）横截面直径的1/3～1/2，搅拌器（17）转速为30-120r/min可调。
5.根据权利要求1所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述反应器（1）内设有挡水板（4）。
6.根据权利要求5所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述挡水板（4）位于反应器（1）内侧底部且沿反应器（1）轴向设置，所述挡水板（4）为对称设置的2片，挡水板（4）高度为反应器（1）高度的3/4～4/5，宽度为反应器（1）直径的1/30～1/20。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述反应器（1）的上部侧壁上设置有树脂进口管（2）、再生液进口管（3）、清水进口管（16）。
8.根据权利要求1所述的一种粉体树脂脱附再生反应器，其特征在于，所述反应器（1）为敞口圆柱体，高径比不超过3:1。
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