CN113426433B - 一种磁性树脂的高效再生装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性树脂的高效再生装置及方法，属于树脂再生领域。本发明通过设计在反应区和沥干区绑上硅基环，内部设置硅基隔板的躺式圆柱状再生器，利用硅基材料产生磁场使氮脱附并对树脂进行推动，在反应区通过隔板往复循环回流促进均匀混合，在沥干区通过磁场增加树脂斥力，从而实现减少再生液的用量并达到树脂氮脱附，避免树脂搅拌破损和管道堵塞的目的。

Description

一种磁性树脂的高效再生装置及方法
技术领域
本发明属于树脂再生领域，更具体地说，涉及一种磁性树脂的高效再生装置及方法。
背景技术
在磁性树脂处理废水的工程实践中，树脂再生程序中通常需要树脂充分与再生液混合进行再生，而传统树脂再生器通常为立式装置，树脂大部分沉积在底部，传统机械搅拌桨叶做得大且高，这导致在树脂与再生液充分混合再生时，会由于大面积的机械搅拌而导致树脂破损，进而影响树脂吸收效率的情况。
例如，申请号201320317842.0，申请日2013年6月4日提交的中国实用新型专利申请公开了一种树脂再生釜，主要包括树脂再生釜、受器，树脂再生釜下部安装有滤板，滤板下方设置有出料口，出料口通过连接管和受器连接，受器上还设置有真空管线，树脂再生釜上方安装有电机，电机输出轴和搅拌杆一端连接，搅拌杆另一端和搅拌叶片连接。该树脂再生釜的设计虽然能够使树脂和液体在反应釜内经过搅拌进行混合，使两者更好的接触，但是存在机械搅拌导致树脂破碎的问题。
另外，目前较为流行的树脂再生方法为使用一定浓度范围的氯化钠溶液对磁性树脂进行再生，但是由于氯化钠的使用增加了排水中的含盐量，增加了污染。而且树脂再生过程中需要将树脂与水分离，但工程中树脂出水往往很容易堵塞管路，这造成树脂处理废水运行成本与难度提高。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有树脂再生技术中存在树脂搅拌破损、再生液污染、再生时间长、管道堵塞等问题，本发明提供一种磁性树脂的高效再生装置及方法。本发明通过设计在反应区和沥干区绑上硅基环，内部设置硅基隔板的躺式圆柱状再生器，利用硅基材料产生磁场使氮脱附并对树脂进行推动，在反应区通过隔板往复循环回流促进均匀混合，在沥干区通过磁场增加树脂斥力，从而实现减少再生液的用量并达到树脂氮脱附，避免树脂搅拌破损和管道堵塞的目的。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种磁性树脂的高效再生装置，包括反应区和沥干区，沥干区位于反应区下方，并且反应区顶部设置有再生液进水口和树脂进水口，沥干区底部设置有树脂出水口和沥干出水口，其中，所述反应区包括第一反应区、第二反应区和第三反应区，第二反应区位于第一反应区与第三反应区之间，其中第一反应区和第三反应区外部设置有多个第一硅基环，第二反应区内设置有多个硅基隔板，硅基隔板的一端交错地延伸至第一反应区或第三反应区并与第一反应区或第三反应区的内壁连接；沥干区外部设置有多个第二硅基环。
优选地，所述第一反应区外部设置的第一硅基环数量N1与第三反应区外部设置的第一硅基环数量N2相同，并且10≤N1＝N2≤20。
优选地，所述硅基隔板的数量为4～6个。
优选地，所述第一反应区、第二反应区和第三反应区之间的宽度比为1:4:1～1:5:1。
优选地，所述沥干区外部设置的第二硅基环数量N3＝N1/2，并且沥干区内设置有绕丝管，沥干区底部设置有曝气口。
优选地，所述第二反应区顶部设置有循环进水口，第一反应区或第三反应区底部设置有循环出水口。
优选地，第一硅基环与第二硅基环均为具有铁磁性的砷化镉单晶硅复合材料。
本发明的一种磁性树脂的高效再生方法，采用上述的一种磁性树脂的高效再生装置进行再生，包括以下步骤：
S10、分别通过再生液进水口和树脂进水口，将再生液和饱和树脂送入反应区，再生液和饱和树脂沿着硅基隔板交错往返经过第一反应区、第二反应区和第三反应区，在第一硅基环和硅基隔板的交变磁场作用下，饱和树脂进行脱附；
S20、将脱附后的树脂和再生液送入沥干区，进行脱附后的树脂与再生液分离，通过树脂出水口排出脱附后的树脂，通过沥干出水口排出再生液；
其中，所述饱和树脂在反应区内的总停留时间为15～20min。
优选地，本发明的一种磁性树脂的高效再生方法，还包括在步骤S10之后，开启循环出水口，将反应区内的全部树脂和再生液循环至循环进水口，而后进入反应区内循环进行步骤S10的脱附处理，其中循环时间为15～20min。
优选地，发明的一种磁性树脂的高效再生方法，还包括通过曝气口对反应区和沥干区进行曝气处理，曝气量为250～300L/min。
优选地，所述反应区内的循环回流比为1:2～1:3。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种磁性树脂的高效再生装置，设计为卧式圆柱状，并在反应区内包括第一反应区、第二反应区和第三反应区，其中第一反应区和第三反应区外部设置有多个第一硅基环，第二反应区内设置有多个硅基隔板，通过硅基材料在自然光照射下形成新的空穴-电子对，在反应区内产生循环交变磁场，使氮吸附饱和后的磁性树脂在磁场作用下有规律的改变磁场强度，产生和氮相斥的电极，从而减少了再生液的用量并达到树脂总氮脱附的目的；
(2)本发明的一种磁性树脂的高效再生装置，在沥干区外部设置有多个第二硅基环，内部设有“丰”型绕丝管，通过硅基环的作用，使树脂磁性下降，颗粒相互间的吸引力降低，从而实现树脂不易堵塞管道，并且沥干区的“丰”型绕丝管使树脂与水分离，达到再生目的；
(3)本发明的一种磁性树脂的高效再生方法，减少传统机械搅拌造成的树脂破损带来的树脂吸附效率下降，并有效减少再生液的使用与缩短再生时间，绿色节能环保。
附图说明
图1为本发明的一种磁性树脂的高效再生装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的一种磁性树脂的高效再生装置的尺寸示意图；
图中：
100、反应区；101、第一反应区；102、第二反应区；
103、第三反应区；110、再生液进水口；120、树脂进水口；
130、第一硅基环；140、硅基隔板；150、循环进水口；
160、循环出水口；170、自来水进水口；200、沥干区；
210、树脂出水口；220、沥干出水口；230、第二硅基环；
240、绕丝管；250、曝气口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
如图1所示，本发明的一种磁性树脂的高效再生装置，包括反应区100和沥干区200，沥干区200位于反应区100下方，反应区100为卧式圆柱形，沥干区200为方形。反应区100顶部分别设置有再生液进水口110和树脂进水口120，再生液通过再生液进水口110进入再生装置中，饱和树脂通过树脂进水口120进入再生装置。
反应区100包括第一反应区101、第二反应区102和第三反应区103，第一反应区101和第三反应区103的体积相同，并分别位于圆柱两端位置处；第二反应区102位于第一反应区101与第三反应区103之间，即圆柱中部位置处，第二反应区102为第一反应区101或第三反应区103的4～5倍。
第一反应区101和第三反应区103外部设置有多个第一硅基环130，优选地，多个第一硅基环130设置为等距分布；其中，第一硅基环130数量N1与第三反应区103外部设置的第一硅基环130数量N2相同，并且10≤N1＝N2≤20。第二反应区102内设置有多个硅基隔板140，通常为4～6个。硅基隔板140的一端交错地延伸至第一反应区101或第三反应区103并与第一反应区101或第三反应区103的内壁连接。
沥干区200外部设置有多个第二硅基环230，第二硅基环230数量N3＝N1/2，并且沥干区200内设置有“丰”型绕丝管240，沥干区200底部设置有树脂出水口210、沥干出水口220和曝气口250。
第一硅基环130和第二硅基环230均为具有铁磁性的砷化镉单晶硅复合材料，利用硅复合材料在自然光照射下形成新的空穴-电子对，在反应区100内产生循环交变磁场。进入再生装置的再生液和饱和树脂在经过第一反应区101和第三反应区103时会受到磁场的推动，因此沿着硅基隔板140循环往返通过反应区100的第一反应区101、第二反应区102和第三反应区103，使氮吸附饱和后的磁性树脂在磁场作用下有规律的改变磁场强度，产生和氮相斥的电极，从而达到树脂氮脱附的目的，并减少再生液的用量，其中饱和树脂在反应区内的总停留时间为15～20min。
而后脱附后的树脂和再生液进入沥干区200，在沥干区200外部的第二硅基环230作用下树脂磁性下降，颗粒相互间的吸引力降低，从而避免了树脂易于堵塞管道的问题，同时利用沥干区200内部的“丰”型绕丝管使脱附后的树脂与再生液分离，脱附后的树脂通过树脂出水口210排出，再生液通过沥干出水口220排出，从而达到再生目的。
需要说明的是，在第二反应区102顶部还设置有循环进水口150、自来水进口170，第一反应区101或第三反应区103底部设置有循环出水口160，饱和树脂在反应区100内进行总氮脱附后，可以开启循环出水口160，将反应区100内的全部树脂和再生液循环至循环进水口150，循环回流比控制为1:2～1:3，树脂和再生液在反应区100内循环进行脱附处理，其中循环时间为15～20min，而后再进入沥干区200进行沥干分离阶段。沥干后，可以通过自来水进口170向装置中进入自来水，以将脱附后的树脂通过树脂出水口210排出。
此外，在采用本发明的一种磁性树脂的高效再生装置进行磁性树脂再生过程中，可以通过沥干区200底部的曝气口250，向再生装置的反应区100和沥干区200进行曝气处理，曝气量为250～300L/min。通过曝气的方法对树脂进行扰动，确保树脂颗粒更好地在隔板往返运动。
实施例1
本实施例的一种磁性树脂的高效再生装置，第一反应区与第三反应区的宽度为1000mm，第一反应区外部设置的第一硅基环数量N1与第三反应区外部设置的第一硅基环数量N2相同，并且N1＝N2＝10，各硅基环间距为100mm；反应区内硅基隔板数量为5；第二反应区的宽度为5000mm；沥干区的高度为800mm，宽度为3000mm，沥干区外部设置的第二硅基环数量N3为5，各硅基环间距为160mm，具体尺寸如图2所示。
经过本实施例的磁性树脂再生装置处理后，再生液的使用量相比原来降低约了60％，再生时间缩短至原来的70％，磁性树脂的脱附效率达到了94％。
实施例2
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：第一反应区与第三反应区的宽度为1000mm，第一反应区外部设置的第一硅基环数量N1与第三反应区外部设置的第一硅基环数量N2相同，并且N1＝N2＝20，各硅基环间距为50mm；反应区内硅基隔板数量为5；第二反应区的宽度为5000mm；沥干区的高度为800mm，宽度为3000mm，沥干区外部设置的第二硅基环数量N3为10，各硅基环间距为80mm。
经过本实施例的磁性树脂再生装置处理后，再生液的使用量减少至原来的65％，再生时间缩短至原来的80％，磁性树脂的脱附效率达到了97％。
实施例3
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：第一反应区与第三反应区的宽度为1000mm，第一反应区外部设置的第一硅基环数量N1与第三反应区外部设置的第一硅基环数量N2相同，并且N1＝N2＝20，各硅基环间距为100mm；反应区内硅基隔板数量为6；第二反应区的宽度为5000mm；沥干区的高度为800mm，宽度为3000mm，沥干区外部设置的第二硅基环数量N3为5，各硅基环间距为160mm。
经过本实施例的磁性树脂再生装置处理后，再生液的使用量减少至原来的67％，再生时间缩短至原来的75％，磁性树脂的脱附效率达到了97％。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所用的数据也只是本发明的实施方式之一，实际的数据组合并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出于该技术方案相似的实施方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磁性树脂的高效再生装置，包括反应区(100)和沥干区(200)，沥干区(200)位于反应区(100)下方，并且反应区(100)顶部设置有再生液进水口(110)和树脂进水口(120)，沥干区(200)底部设置有树脂出水口(210)和沥干出水口(220)，其特征在于：所述反应区(100)包括第一反应区(101)、第二反应区(102)和第三反应区(103)，第二反应区(102)位于第一反应区(101)与第三反应区(103)之间，
其中，第一反应区(101)、第二反应区(102)和第三反应区(103)之间的宽度比为1:4:1～1:5:1，第一反应区(101)和第三反应区(103)外部设置有多个第一硅基环(130)，第一反应区(101)外部设置的第一硅基环(130)数量N1与第三反应区(103)外部设置的第一硅基环(130)数量N2相同，并且10≤N1＝N2≤20；第二反应区(102)内设置有4～6个硅基隔板(140)，硅基隔板(140)的一端交错地延伸至第一反应区(101)或第三反应区(103)并与第一反应区(101)或第三反应区(103)的内壁连接，氮吸附饱和后的树脂在第一反应区(101)和第三反应区(103)的磁场推动下沿着硅基隔板(140)循环往返运动，发生磁场强度变化，使树脂氮脱附；并且沥干区(200)外部设置有多个第二硅基环(230)，使氮脱附后的树脂磁性下降与再生液分离。
2.根据权利要求1所述的一种磁性树脂的高效再生装置，其特征在于：所述沥干区(200)外部设置的第二硅基环(230)数量N3＝N1/2，并且沥干区(200)内设置有绕丝管(240)，沥干区(200)底部设置有曝气口(250)。
3.根据权利要求1所述的一种磁性树脂的高效再生装置，其特征在于：所述第二反应区(102)顶部设置有循环进水口(150)，第一反应区(101)或第三反应区(103)底部设置有循环出水口(160)。
4.一种磁性树脂的高效再生方法，其特征在于：采用权利要求1-3中任一项所述的一种磁性树脂的高效再生装置进行再生，包括以下步骤：
S10、分别通过再生液进水口和树脂进水口，将再生液和饱和树脂送入反应区，再生液和氮吸附饱和后的树脂在第一反应区(101)和第三反应区(103)的磁场推动下沿着硅基隔板(140)循环往返运动，在第一硅基环和硅基隔板的交变磁场作用下，氮吸附饱和后的树脂进行氮脱附；
S20、将氮脱附后的树脂和再生液送入沥干区，在第二硅基环(230)作用下树脂磁性下降，氮脱附后的树脂与再生液分离，氮脱附后的树脂通过树脂出水口排出，再生液通过沥干出水口排出；
其中，所述氮吸附饱和后的树脂在反应区内的总停留时间为15～20min。
5.根据权利要求4所述的一种磁性树脂的高效再生方法，其特征在于：还包括在步骤S10之后，开启循环出水口，将反应区内的全部树脂和再生液循环至循环进水口，而后进入反应区内循环进行步骤S10的脱附处理，其中循环时间为15～20min。
6.根据权利要求4所述的一种磁性树脂的高效再生方法，其特征在于：还包括通过曝气口对反应区和沥干区进行曝气处理，曝气量为250～300L/min。
7.根据权利要求5所述的一种磁性树脂的高效再生方法，其特征在于：所述反应区内的循环回流比为1:2～1:3。
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