CN105498862A - 体外清洗塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种体外清洗塔，用于与离子交换器连接并对所述离子交换器内的树脂进行再生。体外清洗塔的内部设有树脂容纳空间，体外清洗塔的侧壁设有树脂进口、树脂出口以及侧流体进口、顶部流体进出口和底部流体进出口，其中树脂进口设置于侧壁的上部并与树脂容纳空间连通从而用于接收来自离子交换器的树脂，树脂出口设置于侧壁的下部并与树脂容纳空间连通从而用于将经再生后的树脂排出至离子交换器，侧流体进口与树脂容纳空间连通并用于与第一流体源连接从而接收用于树脂再生的第一流体，顶部流体进出口和底部流体进出口与第二流体源可操作连接。本发明的体外清洗塔能够降低水处理设备的运行维护成本，同时提高系统可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及水处理设备，具有涉及水处理设备中的化水离子交换器。
背景技术
目前，工厂的化水车间的一级除盐系统(例如美国DOWEX公司的UPCORE系统)，离子交换器的工作过程包括下面几个步骤：
1.离子交换器的运行：
运行时候清水需要先经过活性炭过滤，过滤后的水作为离子交换器的进水来源，当离子交换器处理水的水量达到累计流量或离子交换器出水水质的超标(一般为阴离子交换器出水电导率或硅为监控指标)后，系统停运，投用备用一列离子交换器，失效的离子交换器进行再生。
2.离子交换器的再生步骤：
a.抬床，再生水泵运行，再生除盐水经过离子交换器的进酸阀门进，出水经过离子交换器的再生排水阀排出，离子交换器的离子交换树脂床层被抬起，离子交换器上部截留的悬浮物和碎树脂随排水排除，时间一般持续几分钟，例如3分钟。
b.进酸，此时进酸抬床阀门关，再生稀释水阀开，再生酸计量泵运行，调整酸浓度，对离子交换器的树脂进行再生，时间一般持续几十分钟，例如20分钟。
c.置换，进酸结束，进酸泵停，再生除盐水继续经过离子交换器的进酸阀进水，对离子交换器中残存的酸液进行清洗置换，时间一般持续几十分钟，例如30分钟。
d.静置，时间一般持续几十分钟，例如10分钟。
e.循环正洗，在阳离子交换器再生的同时，阴离子交换器也分别经过抬床、进碱、置换、静置等再生步骤。阴、阳离子交换器进行循环正洗，此时投运阳离子交换器、除碳气、中间水泵、阴离子交换器，阴离子交换器的出水到阳离子交换器进水。阳离子交换器的出水到除碳器，再到中间水箱，中间水泵抽水给阴离子交换器，阴离子交换器的出水返回阳离子交换器的进口，阴阳离子交换器串联正洗，没有排水，比传统离子交换器节水60％以上，直到阴离子交换器的出水DD低于2us/cm，再生结束，系统停止备用。
目前存在的问题：由于原设计离子交换器的反洗再生空间很小(只有不到20％的反洗空间)，离子交换器截留的悬浮物和碎树脂不能有效地通过反洗排除塔外，造成离子交换器压差大，运行时候的采水流量受到限制；再生效果不好，造成出水水质变差，再生周期缩短；上述问题发生使系统的除盐水产率降低，锅炉供水受到限制，严重时候会影响锅炉正常运行。正常设计制水流量在80m3/h,当树脂污染时候，采水流量降到30m3/h以下。此种情况严重影响锅炉的正常运行。为解决此类问题，运行人员把树脂放出，装在临时的空桶内，进行人工清洗或更换树脂，，然后再把新树脂或洗净的树脂人工转入离子交换器内，这样增加了运行维护成本，同时严重降低系统可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低运行维护成本，同时提高系统可靠性的水处理设备。
本发明的以上目的通过一种一种体外清洗塔，用于与离子交换器连接并对所述离子交换器内的树脂进行再生。所述体外清洗塔的内部设有树脂容纳空间，所述体外清洗塔的侧壁设有树脂进口、树脂出口以及侧流体进口、顶部流体进出口和底部流体进出口，其中所述树脂进口设置于所述侧壁的上部并与所述树脂容纳空间连通从而用于接收来自所述离子交换器的树脂，所述树脂出口设置于所述侧壁的下部并与所述树脂容纳空间连通从而用于将经再生后的树脂排出至所述离子交换器，所述侧流体进口与所述树脂容纳空间连通并用于与第一流体源连接从而接收用于树脂再生的第一流体，所述顶部流体进出口和底部流体进出口与第二流体源可操作连接。
一优选实施例中，所述体外清洗塔从上到下依次设有第一空间、所述树脂容纳空间和第三空间，其中所述第一空间与所述树脂容纳空间经由第一隔板分开，所述第三空间与所述树脂容纳空间经由第二隔板分开，且所述第一隔板和所述第二隔板上均设有多个孔，所述孔中安装有水帽。
另一优选实施例中，所述体外清洗塔的与所述树脂容纳空间对应的侧壁上沿高度方向布置有多个透明观察窗。
另一优选实施例中，所述侧流体进口位于所述侧壁的上部并连接于第一管道，所述第一管道上设有第一阀门。
优选地，所述第一管道经由透明软管连接于酸流体源、碱流体源或盐源。
另一优选实施例中，所述顶部流体进出口经由第二管道与水源连接并经由第四管道和第五管道与外部环境连通，其中所述第二管道上设有第二阀门，用于控制水的供应和切断；所述第四管道用于反洗排水，所述第五管道用于排气，且所述第四管道和所述第五管道上分别设有第三阀门和第四阀门，用于控制所述第四管道和所述第五管道的开关。
另一优选实施例中，所述底部流体进出口经由第六管道与水源和压缩空气源连接，其中所述第六管道包括分别通向压缩空气源和水源的压缩空气支路和进水支路，且所述压缩空气支路和所述进水支路上分别设有第五阀门和第六阀门，所述第五阀门和所述第六阀门分别用于控制所述压缩空气支路和所述进水支路的打开和关断；以及所述底部流体进出口进一步经由第七管道通向外部环境，所述第七管道包括通向外部环境的正洗排水支路和排空支路，所述正洗排水支路和所述排空支路分别设有第七阀门和第八阀门，分别用于控制所述正洗排水支路和所述排空支路的打开和关断。
另一优选实施例中，所述树脂进口连接于第八管道，所述第八管道上设有第九阀门，用于控制树脂的进入；所述树脂出口连接于第九管道，所述第九管道上设有第十阀门，用于控制经再生后的树脂的排出；以及所述第八管道和所述第九管道均连接于第十管道，所述第十管道经由软管连接于离子交换器的树脂排出口。
优选地，所述第六管道经由透明软管连接于所述离子交换器的树脂排出口，其中所述透明软管为单独的管道，且所述透明软管的一端可操作地连接于所述第六管道的出口，另一端可操作地连接于所述离子交换器的树脂排出口。
优选地，所述树脂容纳腔的体积是所述离子交换器的树脂填充量的100％-150％。
本发明的体外清洗塔能够显著降低水处理设备的运行维护成本，同时提高系统可靠性。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的体外清洗塔1的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。附图中，相同的元件用相同的附图标记来标示。本文中，“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等术语表示附图中所示各元件或结构的相对位置和定向。
图1示出根据本发明的一实施例的体外清洗塔1的结构示意图，该清洗塔用于与离子交换器连接并对离子交换器内的树脂进行再生。如图1所示，体外清洗塔1为大致圆柱筒状体，其从上到下分为三个部分，分别称为第一空间2、树脂容纳空间3和第三空间4，其中第一空间2与树脂容纳空间3经由第一隔板5分开，所述第三空间4与所述树脂容纳空间2经由第二隔板6分开。第一隔板5和第二隔板6上均设有多个孔51和61。孔51和61中安装有水帽7。安装于第一隔板5上的水帽7的头部(即径向尺寸较大的一端)朝向树脂容纳空间2。安装于第二隔板6上的水帽的头部(即径向尺寸较大的一端)也朝向树脂容纳空间2，即在第二隔板6上方。
体外清洗塔1的侧壁13上设有树脂进口8、树脂出口9以及侧流体进口10、顶部流体进出口11和底部流体进出口12，其中树脂进口8设置于侧壁13的上部并与树脂容纳空间3连通从而用于接收来自离子交换器(图未示)的树脂。树脂出口8设置于侧壁13的下部并与树脂容纳空间3连通从而用于将经再生后的树脂排出至离子交换器。侧流体进口8与树脂容纳空间3连通并用于与第一流体源连接从而接收用于树脂再生的第一流体。顶部流体进出口11和底部流体进出口12与第二流体源可操作连接。较佳地，所述第一流体是酸、碱或盐，所述第二流体源包括水和压缩空气。
在体外清洗塔1的侧壁13上在与树脂容纳空间3对应的位置处沿高度方向布置有多个透明观察窗14。观察窗14便于观察体外清洗塔1的树脂容纳空间3内的树脂的再生情况。
侧流体进口10通向树脂容纳空间3的上部并连接于第一管道15。第一管道15上设有第一阀门16。第一阀门16用于打开或关闭第一流体，即将诸如酸、碱或盐的再生流体供应至或停止供应至树脂容纳空间3。第一管道15可直接或经由单独的透明软管18连接于酸流体源、碱流体源或盐源。透明软管18有助于观察软管内部的流体的流动情形。
顶部流体进出口11经由第二管道19与水源连接。水源较佳地是干净的水。第二管道19上设有第二阀门20，用于控制水的供应和切断。顶部流体进出口11进一步经由第四管道21和第五管道22与外部环境连通。第四管道21用于反洗排水。第五管道22用于排气。第四管道21和第五管道22上分别设有第三阀门23和第四阀门24，用于控制第四管道21和第五管道22的开关。
底部流体进出口12经由第六管道25与水源和压缩空气源连接。具体地，第六管道25包括压缩空气支路251和进水支路252，其分别通向压缩空气源和水源。压缩空气支路251和进水支路252上分别设有第五阀门26和第六阀门27，分别用于控制压缩空气支路251和进水支路252的打开和关断。
底部流体进出口12进一步经由第七管道29通向外部环境。具体地，第七管道29包括正洗排水支路29和排空支路30，其均通向外部环境，诸如存储池、存储罐或大气。上分别设有第七阀门31和第八阀门32，分别用于控制正洗排水支路29和排空支路30的打开和关断。
树脂进口9连接于第八管道33，用于接收来自于所述离子交换器的树脂。第八管道33上设有第九阀门34，用于控制树脂的进入。树脂出口8连接于第九管道35。第九管道上设有第十阀门36，用于控制经再生后的树脂的排出。第八管道33和第九管道35均连接于第十管道37。第十管道37经由透明软管38连接于离子交换器的树脂排出口。透明软管38独的管道，且透明软管38端可操作地连接于第十管道37的出口，另一端可操作地连接于离子交换器的树脂排出口。
上述各阀门主要是实现开关作用，其具体类型可以根据需要来选择，可以是球阀、蝶阀等各种类型的阀。
上述的体外清洗塔中，树脂容纳腔的体积是所述离子交换器的树脂填充量的100％-150％。
当阳离子交换器需要清洗时候，隔离待清洗的阳离子交换器，泄压排空内部存水，拆阳离子交换器卸树脂盲板，接临时卸树脂专用的带阀门的短管，安装好短管后，关安装的临时的卸树脂的阀门，对阳离子交换器进行补水，补到排气阀出水，停至补水。把离子交换器安装的临时卸树脂的短管用透明的内缠钢丝的塑料管连接到树脂体外清洗塔的接口。开树脂清洗塔的排空气阀门、树脂来自离子交换器阀门和反排阀门。准备工作好后开始转移树脂，开离子交换器的进水阀，开离子交换器卸树脂阀，离子交换器内的树脂被转移到体外清洗塔。当透明软管水变清，树脂基本转移到体外清洗塔，此时可通过抬床工艺进一步把塔内的树脂排光。
上述的体外清洗塔的工作的基本过程如下：通过视窗把水位降低，然后开反排阀门，开压缩空气进行擦洗，擦洗结束，关空气阀，开反洗进水对树脂进行彻底反洗，直到出水清澈，然后再降水位，重复上次操作，指导树脂清洗干净。
具体地，离子交换器泄压排水，等无水后把离子交换器的树脂出口与清洗塔的树脂入口连接。对离子交换器补水到排气溢流，惰性树脂全部浮至上部，开体外清洗塔进水或反洗进水阀门，关反排阀门，开树脂送到离子交换器的阀门，把树脂压回到离子交换器内。此过程必须控制离子交换器的水位(通过排空阀调整)，防止惰性树脂压到下部影响再生，等转移结束，拆掉临时透明软管，对离子交换器做双倍再生后即可投入使用。
树脂再生时，先彻底清洗，然后用临时泵注入酸、碱、氯化钠溶液，进行复苏，复苏结束彻底清洗，然后再转回离子交换器进行再生备用。
本发明的体外清洗塔设计有足够的反洗空间，反洗排水为水帽，防止惰性树脂或树脂逃逸，反洗空间由原先树脂状填量的20％增加到目前100％-150％，同时增加一路固定的反洗水和压缩空气管，同时增加酸、碱、盐的临时接口，通过阀门和软管把车间内的现有离子交换器的污染的树脂通过软管输送到体外清洗塔，在体外清洗塔内，对树脂进行水反洗、空气擦洗、酸、碱、盐等的深度复苏。只用一个塔就可以对车间内的所有阴、离子交换器的树脂进行彻底反洗和复苏。当离子及器内部检查或维修时候也可以用同样方法方便把离子交换器的树脂转移到清洗塔内，等维修结束在转回离子交换器。改变以往需要使用大量临时吨桶的方式。给维修和运行带来很大便利。
同时由于使用的是透明的临时软管，解决了固定管道不容易发现是否输送堵塞的问题，而且软管连接灵活多变，给运行维修带来极大的便利。
本发明的体外清洗塔具有如下有益效果：
1.避免锅炉因缺水停炉的风险，提高系统可靠性，该损失无法统计，但以前出现过因除盐水量不足停炉状况。
2.树脂由3年一换(60万)，改为6年一换，每年直接节省10万。
3.因再生周期缩短带来酸、碱用量费用减少，每月节省酸碱各约10吨，则年可节省12万。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
附图标记列表：
1.体外清洗塔
2.第一空间
3.树脂容纳空间
4.第三空间
5.第一隔板
6.第二隔板
7.水帽
8.树脂进口
9.树脂出口
10.侧流体进口
11.顶部流体进出口
12.底部流体进出口
13.侧壁
14.观察窗
15.第一管道
16.第一阀门
18.透明软管
19.第二管道
20.第二阀门
21.第四管道
22.第五管道
23.第三阀门
24.第四阀门
25.第六管道
251.压缩空气支路
252.进水支路
26.第五阀门
27.第六阀门
29.第七管道
30.排空支路
31.第七阀门
32.第八阀门
33.第八管道
34.第九阀门
35.第九管道
36.第十阀门
37.第十管道
38.透明软管。
Claims (10)
1.一种体外清洗塔，用于与离子交换器连接并对所述离子交换器内的树脂进行再生，其特征在于：所述体外清洗塔的内部设有树脂容纳空间，所述体外清洗塔的侧壁设有树脂进口、树脂出口以及侧流体进口、顶部流体进出口和底部流体进出口，其中所述树脂进口设置于所述侧壁的上部并与所述树脂容纳空间连通从而用于接收来自所述离子交换器的树脂，所述树脂出口设置于所述侧壁的下部并与所述树脂容纳空间连通从而用于将经再生后的树脂排出至所述离子交换器，所述侧流体进口与所述树脂容纳空间连通并用于与第一流体源连接从而接收用于树脂再生的第一流体，所述顶部流体进出口和底部流体进出口与第二流体源可操作连接。
2.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述体外清洗塔从上到下依次设有第一空间、所述树脂容纳空间和第三空间，其中所述第一空间与所述树脂容纳空间经由第一隔板分开，所述第三空间与所述树脂容纳空间经由第二隔板分开，且所述第一隔板和所述第二隔板上均设有多个孔，所述孔中安装有水帽。
3.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述体外清洗塔的与所述树脂容纳空间对应的侧壁上沿高度方向布置有多个透明观察窗。
4.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述侧流体进口位于所述侧壁的上部并连接于第一管道，所述第一管道上设有第一阀门。
5.根据权利要求4所述的体外清洗塔，其特征在于：所述第一管道经由透明软管连接于酸流体源、碱流体源或盐源。
6.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述顶部流体进出口经由第二管道与水源连接并经由第四管道和第五管道与外部环境连通，其中所述第二管道上设有第二阀门，用于控制水的供应和切断；所述第四管道用于反洗排水，所述第五管道用于排气，且所述第四管道和所述第五管道上分别设有第三阀门和第四阀门，用于控制所述第四管道和所述第五管道的开关。
7.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述底部流体进出口经由第六管道与水源和压缩空气源连接，其中所述第六管道包括分别通向压缩空气源和水源的压缩空气支路和进水支路，且所述压缩空气支路和所述进水支路上分别设有第五阀门和第六阀门，所述第五阀门和所述第六阀门分别用于控制所述压缩空气支路和所述进水支路的打开和关断；以及
所述底部流体进出口进一步经由第七管道通向外部环境，所述第七管道包括通向外部环境的正洗排水支路和排空支路，所述正洗排水支路和所述排空支路分别设有第七阀门和第八阀门，分别用于控制所述正洗排水支路和所述排空支路的打开和关断。
8.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述树脂进口连接于第八管道，所述第八管道上设有第九阀门，用于控制树脂的进入；所述树脂出口连接于第九管道，所述第九管道上设有第十阀门，用于控制经再生后的树脂的排出；以及所述第八管道和所述第九管道均连接于第十管道，所述第十管道经由软管连接于离子交换器的树脂排出口。
9.根据权利要求8所述的体外清洗塔，其特征在于：所述第六管道经由透明软管连接于所述离子交换器的树脂排出口，其中所述透明软管为单独的管道，且所述透明软管的一端可操作地连接于所述第六管道的出口，另一端可操作地连接于所述离子交换器的树脂排出口。
10.根据权利要求1所述的体外清洗塔，其特征在于：所述树脂容纳腔的体积是所述离子交换器的树脂填充量的100％-150％。
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