CN114768889A - 一种凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置及复苏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置及复苏方法,复苏装置包括第一药液罐、第二药液罐和超声波流化床;第一药液罐和第二药液罐的顶部均设有进液口,底部均设有出液口,超声波流化床的下部设有进液口和复苏树脂出口,上部设有出液口和废旧树脂进口,侧面设有超声波换能器,超声波流化床内部配水板,并由配水板分隔为上内腔和下内腔;第一药液罐的出液口、第二药液罐的进液口以及出液口均分别通过管路与超声波流化床的进液口和出液口连接,管路通过阀门控制通断,该复苏装置通过更换相应的复苏药液和复苏工艺,并通过切换阀门,可以实现凝胶型阴阳离子交换树脂的复苏,而不需要更换任何装置,且复苏率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置及复苏方法,属于凝胶型阴阳离子交换树脂复苏再生技术领域。
背景技术
目前,凝胶型阴阳离子交换树脂被广泛应用于废水处理、水的软化、催化等领域,在使用过程中离子交换树脂由于受到金属离子、有机物污染物等的影响,离子交换树脂的交换能力不断下降,直至失效。该离子交换树脂在失效以后是可以通过复苏再生恢复其离子交换功能的。对于失效的离子交换树脂,通常有两种处理方式,一种是废弃被污染的树脂废弃,更换新树脂;另一种是把被污染的树脂发给厂家进行再生,再生后重新装入使用。前者中,废弃树脂会污染环境,且更换新树脂费用高昂;后者中,由于需要返厂再生,物流运输消耗的时间影响工业生产。
传统的复苏方式存在以下问题:1、复苏液为高浓度溶液,环境污染严重;2、复苏液无法回收再利用,药液利用率低,浪费严重;3、阴阳离子两种交换树脂的复苏需分别在不同的复苏装置中进行,设备和资金投入高;4、复苏效率低。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供一种复苏效果好,效率高的凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置及复苏方法。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:一种凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,包括第一药液罐、第二药液罐和超声波流化床;所述第一药液罐和第二药液罐的顶部均设有进液口,底部均设有出液口,所述超声波流化床的下部设有进液口和复苏树脂出口,上部设有出液口和废旧树脂进口,侧面设有超声波换能器,超声波流化床内部配水板,并由配水板分隔为上内腔和下内腔;超声波流化床出液口与上内腔相通、进液口与下内腔相通,废旧树脂进口和复苏树脂出口均与上内腔相通;所述第一药液罐的出液口、第二药液罐的进液口以及出液口均分别通过管路与超声波流化床的进液口和出液口连接,所述管路通过阀门控制通断。
对上述技术方案的进一步设计为:所述第一药液罐的出液口连接有第二管路;第二药液罐的出液口连接有第十三管路,进液口连接有第十管路;所述超声波流化床进液口连接有第六管路,出液口连接有第十二管路;所述第二管路与第六管路之间通过第四管路连通,第十三管路与第六管路之间通过第十一管路连通,第十管路与第六管路连通,第十二管路与第十一管路连通,第六管路与第十二管路之间通过第八管路连通。
所述第四管路上设有第一化工泵、第一流量计和第二阀门,第十三管路上设有第十一阀门,第十管路上设有第九阀门,第十二管路上上设有第十阀门,第八管路上设有第六阀门,第十一管路上设有第八阀门和第二化工泵,第六管路上设有第二流量计和第四阀门,所述第二流量计位于靠近超声波流化床进液口处,所述第四阀门位于第六管路与第八管路和第十管路的连接处之间。
所述第一药液罐进液口连接有第一管路,第一管路端部设有第一外接口;第二管路连接有第三管路,第三管路上设有第一阀门,端部设有第二外接口;超声波流化床的废旧树脂进口连接有第七管路,第七管路上设有第五阀门,端部设有第三外接口;超声波流化床的复苏树脂出口连接有第九管路,第九管路上设有第七阀门,端部设有第六外接口;第六管路在第二流量计和第四阀门之间位置连接有第五管路和第十五管路,第五管路端部设有第五外接口,第十五管路上设有第三阀门,端部设有第四外接口;第二药液罐的进液口连接有第十四管路,第十四管路端部设有第七外接口;第十一管路在与第十三管路连接处连接有分支管路,该分支管路上设有第十二阀门,端部设有第八外接口。
所述配水板上设有若干水帽,所述水帽的水帽头朝向上内腔。
所述配水板上的水帽为非均匀排布,所述水帽上设有布水孔或布水缝,布水孔或布水缝的尺寸小于0.5mm。
所述超声波流化床内部与出液口对应处设有过滤网,过滤网的目数为35~60。
一种凝胶型阴离子交换树脂复苏方法,包括如下步骤:
①通过废旧树脂进口向超声波流化床中装载废旧阴离子交换树脂;
②连通第二药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第二药液罐向超声波流化床中加入盐溶液与有机物复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使盐溶液与有机物复苏液在超声波流化床内循环流动,打开超声波换能器,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗60min~120min;
③关闭超声波换能器,连通超声波流化床进液口和第二药液罐进液口,超声波流化床内的盐溶液与有机物复苏液流入第二药液罐,进行回收;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂10min~20min,清水从超声波流化床出液口排出;
③连通第一药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第一药液罐向超声波流化床中加入氧化剂复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使氧化剂复苏液在超声波流化床内循环流动30min~60min;
⑤排出超声波流化床以及管路内的氧化剂复苏液;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂10min~20min,清水从超声波流化床出液口排出;
⑥重复步骤②~⑤;
⑦重复步骤②;
⑧排出超声波流化床以及管路内的盐溶液与有机物复苏液,并从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂,清水从超声波流化床出液口排出;
⑨打开超声波流化床的复苏树脂出口,从进液口通入清水,将树脂从复苏树脂出口冲出。
一种凝胶型阳离子交换树脂复苏方法,包括如下步骤:
①通过废旧树脂进口向超声波流化床中装载废旧阳离子交换树脂;
②连通第二药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第二药液罐向超声波流化床中加入盐溶液与复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使盐溶液与有机物复苏液在超声波流化床内循环流动,打开超声波换能器,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗90min~150min;
③排出超声波流化床以及管路内的盐溶液与剂复苏液;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂,清水从超声波流化床出液口排出;
④打开超声波流化床的复苏树脂出口,从进液口通入清水,将树脂从复苏树脂出口冲出。所述超声波流化床内溶液循环流动时,溶液的上升流速为0.01m/s~0.03m/s。
本发明的有益效果在于:
本发明的复苏装置结构简单、方便实用,通过切换阀门,能在同一套装置中快速高效地实现凝胶型阴阳离子交换树脂装卸、冲洗、再生等复苏程序,具有操作简单、环保、复苏率高、复苏药液利用率高、设备和资金投入低等优点。
本发明的复苏装置通过更换相应的复苏药液和复苏工艺,并通过切换阀门,可以实现凝胶型阴阳离子交换树脂的复苏,而不需要更换任何装置。
本发明的复苏方法中盐溶液和有机物复苏液可以回收再利用1-2次,回收利用的复苏液仍能实现较高的树脂复苏率,复苏药液利用率高。
本发明在进行树脂复苏时采用超声波对树脂清洗产生强化作用,使树脂复苏时间短,复苏效率高,复苏率更高。
本发明的复苏装置和复苏方法中,树脂复苏清洗方式为超声波、流化床与化学药剂的组合清洗,复苏率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的超声波流化床的剖视图;
图3是本发明的超声波流化床中树脂的流动形态图;
图中:1-第一药液箱、11-第一药液箱进液口、12第一药液箱出液口、2-第二药液箱、21-第二药液箱进液口、22-第二药液箱出液口、3-超声波流化床、31-进液口、32-出液口、33-废旧树脂进口、34-清洗树脂出口、301-配水板、302-水帽、303-超声波发射器、304-上内腔(流化腔)、305-下内腔、306-过滤网、41-第一化工泵、42-第二化工泵、51-第一流量计、52-第二流量计、601-第一阀门、602-第二阀门、603-第三阀门、604-第四阀门、605-第五阀门、606-第六阀门、607-第七阀门、608-第八阀门、609-第九阀门、610-第十阀门、611-第十一阀门、612-第十二阀门、7-管路、701-第一管路、702-第二管路、703-第三管路、704-第四管路、705-第五管路、706-第六管路、707-第七管路、708-第八管路、709-第九管路、710-第十管路、711-第十一管路、712-第十二管路、713-第十三管路、714-第十四管路、715-第十五管路、81-第一外接口、82-第二外接口、83-第三外接口、84-第四外接口、85-第五外接口、86-第六外接口、87-第七外接口、88-第八外接口。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示,本发明所述的凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,主要包括第一药液罐1、第二药液罐2、超声波流化床3、化工泵、流量计、阀门以及管路7。第一和第二药液罐用于配制凝胶型阴/阳离子复苏时所需要的复苏液,超声波流化床3用于装载待复苏的离子交换树脂以及作为实现复苏的容器。第一药液罐1的顶部设有进液口11,其底部设有出液口12。超声波流化床3的底部设有进液口31,其顶部设有出液口32,其上部设有废旧树脂进口33,其下部设有复苏树脂出口34。第二外接口82、第四外接口84和第八外接口88接地沟排放,第五外接口85接水。管路7把第一药液罐1、第二药液罐2、超声波流化床3、化工泵、第二外接口82、第四外接口84、第五外接口85、第八外接口88连通组成一个系统,管路7按凝胶型阴阳离子交换树脂复苏工艺流程连接。
管路7包括第一管路701、第二管路702、第三管路703、第四管路704、第五管路705、第六管路706、第七管路707、第八管路708、第九管路709、第十管路710、第十一管路711、第十二管路712,第十三管路713,第十四管路714。第一管路701一端与第一药液罐的进液口11连接,另一端与第一外接口81连接;第二管路702与第一药液罐的出液口12连接,另一端与第三管路703连接;第三管路703一端与第二外接口82连接,另一端与第一化工泵41的入口连接;第四管路704一端与第一化工泵41的出口连接,另一端与第六管路706连接;第五管路705一端与第五外接口85连接,另一端与第六管路706连接;第六管路706一端与超声波流化床的进液口31连接,另一端与第二化工泵42的出口连接;第七管路707一端与超声波流化床废旧树脂入口33连接,另一端与第三外接口83外接;第八管路708一端与第六管路706连接,另一端与第十二管路712连接;第九管路709一端与超声波流化床的复苏树脂出口34连接,另一端与第六外接口86连接;第十管路710一端与第六管路706连接,另一端与第二药液罐的进液口21连接;第十一管路711一端与第二化工泵42的进口连接,另一端与第八外接口88外接;第十二管路712一端与超声波流化床的出液口32连接,另一端与第十一管路711连接;第十三管路713一端与第二药液罐的出液口22连接,另一端与第十一管路711连接;第十四管路714一端与第二药液罐的进液口21连接,另一端与第七外接口87外接;第十五管路715一端与第六管路706连接,另一端与第四外接口84外接。
在各条管路上均设置有阀门以便控制管道的通断,其中,第三管路703上设有第一阀门601;第四管路704上设有第二阀门602;第十五管路715上设有第三阀门603;第六管路706上设有第四阀门604,第四阀门604位于第六管路706与第八管路708和第十管路710的连接处之间;第七管路707上设有第五阀门605;第十一管路711上设有第八阀门608和第十二阀门612,且第八阀门608和第十二阀门612分设于第十一管路711与第十二管路712、第十三管路713连接点的两边;第十管路710上设有第九阀门609;第十二管路712上设有第十阀门610;第十三管路713上设有第十一阀门611。
第四管路704上在第二阀门602与第一化工泵41之间设有第一流量计51,第六管路706在靠近超声波流化床的进液口31处设有第二流量计52。
如图2所示,超声波流化床3内部从上至下设为上内腔304和下内腔305。出液口32与上内腔304相通,进液口31与下内腔305相通,上部废旧树脂进口33和下部复苏树脂出口34均与上内腔304相通。上内腔304和下内腔305通过配水板301隔开。配水板301设有若干个水帽302使上内腔304与下内腔305相通,水帽302的水帽头朝向上内腔304,使其只能通过水而不能通过树脂,若干个水帽302非均匀排布,水帽302上的布水孔或布水缝尺寸小于0.5mm。超声波流化床3上部设有过滤网306,过滤网306设在超声波流化床出液口32法兰上游,并靠近出液口法兰的位置,过滤网306的作用为在复苏循环过程中阻挡树脂流出超声波流化床,其目数为35~60,超声波流化床中树脂的流动形态如图3所示。
超声波流化床3为全金属结构,其横截面为矩形,宽度范围为300mm~800mm。超声波流化床3一外侧面设有超声波换能器303,超声波换能器303可设置多个,多个超声波换能器303的排布间距为50mm~150mm,其功率为40W~100W。
在制作材料方面,超声波流化床3采用工业耐蚀金属材料,如不锈钢、纯钛等,药液罐采用工业耐蚀材料,如塑料、不锈钢、纯钛等,水帽302采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,化工泵4的液体过流部分采用增强聚丙烯塑料,化工泵采用工业耐蚀泵,所有的阀门均采用PVC或聚氯乙烯。
本实施例的树脂复苏方法如下:
1、阴离子交换树脂的复苏方法
N1、阴离子交换树脂(以下简称阴树脂)装载;
打开第三阀门603、第五阀门605,其余阀门关闭。从第三外接口83引入废旧阴树脂混合液,经第五阀门605从超声波流化床3上部废旧树脂进口33进入超声波流化床上内腔304,多余水溶液从超声波流化床3内水帽302向下流出,经超声波流化床3底部进液口31流出,经第二流量计52,从第四外接口84排入地沟。
N2、阴树脂盐溶液与有机物的复苏液装载;
在阴树脂装载完毕后,通过第七外接口87引入盐溶液与有机物溶液,即8%~12%NaCl溶液和0.1%~0.3%乳化剂溶液(如OP-10),经第二药液罐2顶部进液口21进入第二药液罐2。打开第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十一阀门611,其余阀门关闭。打开第二化工泵42,阴树脂复苏液从第二药液罐2底部出液口22流出,经第十一阀门611、第八阀门608、第二化工泵42、第四阀门604、第二流量计52进入超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305充满,经水帽302流入上内腔304,当上内腔304充满,从超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610流出后,说明阴树脂盐溶液与有机物溶液装载完毕。
N3、阴树脂盐溶液与有机物溶液的复苏循环;
在阴树脂盐溶液与有机物溶液装载完毕后,打开第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610,其余阀门关闭。打开超声波换能器303,打开第二化工泵42,树脂复苏溶液从超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第八阀门608、第二化工泵42、第四阀门604、第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流进下内腔305,下内腔305复苏液经水帽302流入上内腔304,构成内循环,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗60min~120min;超声波流化床3中复苏液的表观上升流速为0.01m/s~0.03m/s。
N4、阴树脂盐溶液与有机物溶液回收;
关闭超声波换能器303,打开第六阀门606、第八阀门608、第九阀门609,其余阀门关闭。打开第二化工泵42,树脂复苏液从超声波流化床3底部进液口31流出,经第二流量计52、第六阀门606、第八阀门608、第二化工泵42、第九阀门609,从第二药液罐2进液口21流入第二药液罐2,完成阴树脂盐溶液与有机物溶液回收操作。
N5、树脂颗粒冲洗;
打开第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。通过第五外接口85外接清水,清水经第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305水满,通过水帽302流入上内腔304,当上内腔304充满,经超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第十二阀门612,通过第八外接口88排入地沟,清水冲洗树脂时间为10min~20min。
N6、阴树脂氧化剂溶液的复苏液装载;
通过第一外接口81引入阴树脂氧化剂溶液,即0.5%~1.0%氧化剂溶液(如NaClO溶液);从第一药液罐1顶部进液口11进入。打开第二阀门602、第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。打开第一化工泵41,阴树脂氧化剂溶液从第一药液罐1出液口12流出,经第一化工泵41、第一流量计51、第二阀门602,第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305充满,经水帽302流入上内腔304,当上内腔304充满,从超声波流化床3顶部出液口32流出,经过第十阀门610、第十二阀门612,当第八外接口88地沟有多余阴树脂复苏液流出,阴树脂氧化剂溶液的复苏液装载完毕。
N7、阴树脂氧化剂溶液的复苏循环
阴树脂氧化剂溶液装载完毕后,打开第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610,其余阀门关闭。打开第二化工泵42,树脂复苏溶液从超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第八阀门608、第二化工泵42、第四阀门604、第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流进下内腔305,下内腔305复苏液经水帽302流入上内腔304,构成内循环,循环时间30min~60min,循环期间关闭超声波,超声波流化床3中复苏液的表观上升流速为0.01m/s~0.03m/s。
N8、阴树脂氧化剂溶液的复苏液排出
打开第三阀门603、第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十二612,其余阀门关闭。阴树脂氧化剂溶液复苏液从超声流化床3上内腔304向下经水帽302流入下内腔305,从超声流化床3底部进液口31,经第二流量计52、第三阀门603,从第四外接口84排入地沟。其余残液经第十阀门610、第十二阀门612,从第八外接口88排入地沟。
N9、重复N5的树脂颗粒清洗;
N10、重复N2~N8操作,期间阴树脂盐溶液与有机物溶液使用第二药液罐2中的回收液,(可根据树脂复苏率要求重复1次或多次)。
N11、重复N2~N3操作,期间阴树脂盐溶液与有机物溶液使用第二药液罐2中的回收液。
N12、阴树脂盐溶液与有机物溶液的复苏液排出;
打开第三阀门603、第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。阴树脂氧化剂溶液复苏液从超声流化床3上内腔304向下经水帽302流入下内腔305,从超声流化床3底部进液口31,经第二流量计52、第三阀门603,从第四外接口84排入地沟。其余残液经第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十二阀门612,从第八外接口88排入地沟。
N13、复苏的阴树脂出料;
打开第七阀门607、第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。通过第五外接口85外接清水,清水经第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305水满,通过水帽302流入上内腔304,通过水流带动复苏树脂颗粒从超声波流化床3下部复苏树脂出口34,经第七阀门607流出到第六外接口86复苏树脂颗粒回收罐。当上内腔304充满清水与复苏液混合液,经超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第十二阀门612,通过第八外接口88排入地沟。
N14、树脂复苏装置清洗;
关闭第三阀门603,打开其余阀门,从第一外接口81、第五外接口85、第七外接口87引入清水,冲洗装置内残液,并从第二外接口82、第四外接口84、第八外接口88排入地沟。
2、阳离子交换树脂的复苏方法;
P1、阳离子交换树脂(以下简称阳树脂)装载;
打开第三阀门603、第五阀门605,其余阀门关闭。从第三外接口83引入废旧阳离子交换树脂混合液,经第五阀门605,从超声波流化床3上部废旧树脂进口33进入超声波流化床上内腔304,多余水溶液从超声波流化床3内水帽302向下流出,经超声波流化床3底部进液口31流出,经第二流量计52,从第四外接口84排入地沟。
P2、阳树脂盐溶液的复苏液装载;
在阳树脂装载完毕后,通过第七外接口87引入盐溶液,即8%~12%NaCl溶液和4%~6%还原剂溶液(如Na2S2O3溶液);经第二药液罐2顶部进液口21进入第二药液罐2。打开第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十一阀门611,其余阀门关闭。打开第二化工泵42,阳树脂复苏液从第二药液罐2底部出液口22流出,经第十一阀门611、第八阀门608、第二化工泵42、第四阀门604、第二流量计52进入超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305充满,经水帽302流入上内腔304,当上内腔304充满,从超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610流出后,说明阳树脂盐溶液复苏液装载完毕。
P3、阳树脂盐溶液复苏循环;
在阳树脂盐溶液复苏液装载完毕后,打开第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610,其余阀门关闭。打开超声波换能器303,打开第二化工泵42,树脂复苏溶液从超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第八阀门608、第二化工泵42、第四阀门604、第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流进下内腔305,下内腔305复苏液经水帽302流入上内腔304,构成内循环,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗90min~150min;超声波流化床3中复苏液的表观上升流速为0.01m/s~0.03m/s。
P4、阳树脂盐溶液复苏液排出;
打开第三阀门603、第四阀门604、第八阀门608、第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。阳树脂盐溶液复苏液从超声流化床3上内腔304向下经水帽302流入下内腔305,从超声流化床3底部进液口31,经第二流量计52、第三阀门603,从第四外接口84排入地沟。其余残液经第十阀门610、第十二阀门612,从第八外接口88排入地沟。
P5、树脂颗粒冲洗;
打开第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。通过第五外接口85外接清水,清水经第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305水满,通过水帽302流入上内腔304,当上内腔304充满,经超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第十二阀门612,通过第八外接口88排入地沟。
P6、复苏的阳树脂出料;
打开第七阀门607、第十阀门610、第十二阀门612,其余阀门关闭。通过第五外接口85外接清水,清水经第二流量计52,从超声波流化床3底部进液口31流入下内腔305,当下内腔305水满,通过水帽302流入上内腔304,通过水流带动复苏树脂颗粒从超声波流化床3下部复苏树脂出口34,经第七阀门607流出到第六外接口86复苏树脂颗粒回收罐。当上内腔304充满清水与复苏液混合液,经超声波流化床3顶部出液口32流出,经第十阀门610、第十二阀门612,通过第八外接口88排入地沟。
P7、树脂复苏装置清洗;
关闭第三阀门603,打开其余阀门,从第一外接口81、第五外接口85、第七外接口87引入清水,冲洗装置内残液,并从第二外接口82、第四外接口84、第八外接口88排入地沟。
测试例一
下面通过试验比对阳离子树脂在有无超声波的情况下的复苏率,以及达到一定复苏率所需时间,分别进行两组试验,第一组在上述实施例的超声波流化床中,装载废旧阳离子交换树脂;加入盐溶液复苏液,即8%~12%NaCl溶液和4%~6%Na2S2O3溶液,超声波环境下清洗30min~180min,超声波功率40W~100W;排出盐溶液复苏液,并用清水冲洗树脂若干时间;使用清水冲出复苏的树脂颗粒。
第二组在未安装超声波换能器的流化床中,装载废旧阳离子交换树脂;加入盐溶液复苏液,即8%~12%NaCl溶液和4%~6%Na2S2O3溶液,清洗30min~180min;排出盐溶液复苏液,并用清水冲洗树脂若干时间;使用清水冲出复苏的树脂颗粒。
两组试验结果如表1和表2;表1所示结果表明在有超声波参与的情况下阳离子树脂的复苏率明显更高。表2所示结果表明有超声波参与的一组试验在达到70%,75%和80%的复苏率所需的时间更少,即复苏效率更高。
表1阳离子树脂在有无超声波的情况下的复苏率
表2阳离子树脂在有无超声波的情况下的复苏时间
测试例二
本测试例通过试验比对阳离子树脂在有无超声波的情况下的复苏率,以及达到一定复苏率所需时间,分别进行两组试验,第一组在上述实施例的在超声波流化床中,装载废旧阴离子交换树脂;加入盐溶液与有机物复苏液,即8%~12%NaCl溶液和0.1%~0.3%OP-10,超声波环境下清洗80min~120min,超声波功率40W~100W;回收盐溶液与有机物复苏液,并用清水冲洗树脂10min~20min;加入氧化剂复苏液,即0.5%~1.0%NaClO溶液,进行内循环,循环时间30min~60min,循环期间关闭超声波;排出氧化剂复苏液,并用清水冲洗树脂10min~20min;排出盐溶液与有机物复苏液,并用清水冲洗树脂若干时间;使用清水冲出复苏的树脂颗粒。
第二组在未安装超声波换能器的流化床中,装载废旧阴离子交换树脂;加入盐溶液与有机物复苏液,即8%~12%NaCl溶液和0.1%~0.3%OP-10,清洗80min~120min;回收盐溶液与有机物复苏液,并用清水冲洗树脂10min~20min;加入氧化剂复苏液,即0.5%~1.0%NaClO溶液,进行内循环,循环时间30min~60min;排出氧化剂复苏液,并用清水冲洗树脂10min~20min;排出盐溶液与有机物复苏液,并用清水冲洗树脂若干时间;使用清水冲出复苏的树脂颗粒。
两组试验结果如表3和表4;表3所示结果表明在有超声波参与的情况下阴离子树脂的复苏率明显更高。表4所示结果表明有超声波参与的一组试验在达到55%,60%和65%的复苏率所需的时间更少,即复苏效率更高。
表3阴离子树脂在有无超声波的情况下的复苏率
表4阴离子树脂在有无超声波的情况下的复苏时间
测试例三
本测试例对上述实施例的阴阳离子交换树脂复苏过程中复苏液回收利用后对复苏率的影响进行测试,测试结果如表5所示,结果表明盐溶液和有机物复苏液分别回收再利用1或2次,回收利用的复苏液仍能实现较高的树脂复苏率。
表5阴阳离子树脂复苏液回收利用情况下的复苏率
本发明的技术方案不局限于上述各实施例,凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:包括第一药液罐、第二药液罐和超声波流化床;所述第一药液罐和第二药液罐的顶部均设有进液口,底部均设有出液口,所述超声波流化床的下部设有进液口和复苏树脂出口,上部设有出液口和废旧树脂进口,侧面设有超声波换能器,超声波流化床内部配水板,并由配水板分隔为上内腔和下内腔;超声波流化床出液口与上内腔相通、进液口与下内腔相通,废旧树脂进口和复苏树脂出口均与上内腔相通;所述第一药液罐的出液口、第二药液罐的进液口以及出液口均分别通过管路与超声波流化床的进液口和出液口连接,所述管路通过阀门控制通断。
2.根据权利要求1所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述第一药液罐的出液口连接有第二管路;第二药液罐的出液口连接有第十三管路,进液口连接有第十管路;所述超声波流化床进液口连接有第六管路,出液口连接有第十二管路;所述第二管路与第六管路之间通过第四管路连通,第十三管路与第六管路之间通过第十一管路连通,第十管路与第六管路连通,第十二管路与第十一管路连通,第六管路与第十二管路之间通过第八管路连通。
3.根据权利要求2所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述第四管路上设有第一化工泵、第一流量计和第二阀门,第十三管路上设有第十一阀门,第十管路上设有第九阀门,第十二管路上设有第十阀门,第八管路上设有第六阀门,第十一管路上设有第八阀门和第二化工泵,第六管路上设有第二流量计和第四阀门,所述第二流量计位于靠近超声波流化床进液口处,所述第四阀门位于第六管路与第八管路和第十管路的连接处之间。
4.根据权利要求3所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述第一药液罐进液口连接有第一管路,第一管路端部设有第一外接口;第二管路连接有第三管路,第三管路上设有第一阀门,端部设有第二外接口;超声波流化床的废旧树脂进口连接有第七管路,第七管路上设有第五阀门,端部设有第三外接口;超声波流化床的复苏树脂出口连接有第九管路,第九管路上设有第七阀门,端部设有第六外接口;第六管路在第二流量计和第四阀门之间位置连接有第五管路和第十五管路,第五管路端部设有第五外接口,第十五管路上设有第三阀门,端部设有第四外接口;第二药液罐的进液口连接有第十四管路,第十四管路端部设有第七外接口;第十一管路在与第十三管路连接处连接有分支管路,该分支管路上设有第十二阀门,端部设有第八外接口。
5.根据权利要求1所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述配水板上设有若干水帽,所述水帽的水帽头朝向上内腔。
6.根据权利要求5所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述配水板上的水帽为非均匀排布,所述水帽上设有布水孔或布水缝,布水孔或布水缝的尺寸小于0.5mm。
7.根据权利要求6所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏装置,其特征在于:所述超声波流化床内部与出液口对应处设有过滤网,过滤网的目数为35~60。
8.一种凝胶型阴离子交换树脂复苏方法,其特征在于,包括如下步骤:
①通过废旧树脂进口向超声波流化床中装载废旧阴离子交换树脂;
②连通第二药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第二药液罐向超声波流化床中加入盐溶液与有机物复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使盐溶液与有机物复苏液在超声波流化床内循环流动,打开超声波换能器,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗60min~120min;
③关闭超声波换能器,连通超声波流化床进液口和第二药液罐进液口,超声波流化床内的盐溶液与有机物复苏液流入第二药液罐,进行回收;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂10min~20min,清水从超声波流化床出液口排出;
④连通第一药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第一药液罐向超声波流化床中加入氧化剂复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使氧化剂复苏液在超声波流化床内循环流动30min~60min;
⑤排出超声波流化床以及管路内的氧化剂复苏液;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂10min~20min,清水从超声波流化床出液口排出;
⑥重复步骤②~⑤;
⑦重复步骤②;
⑧排出超声波流化床以及管路内的盐溶液与有机物复苏液,并从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂,清水从超声波流化床出液口排出;
⑨打开超声波流化床的复苏树脂出口,从进液口通入清水,将树脂从复苏树脂出口冲出。
9.一种凝胶型阳离子交换树脂复苏方法,其特征在于,包括如下步骤:
①通过废旧树脂进口向超声波流化床中装载废旧阳离子交换树脂;
②连通第二药液罐出液口和超声波流化床进液口,通过第二药液罐向超声波流化床中加入盐溶液与复苏液;通过管路将超声波流化床的出液口与进液口连通,使盐溶液与有机物复苏液在超声波流化床内循环流动,打开超声波换能器,在功率为40W~100W的超声波环境下清洗90min~150min;
③排出超声波流化床以及管路内的盐溶液与剂复苏液;从超声波流化床进液口通入清水,并用清水冲洗树脂,清水从超声波流化床出液口排出;
④打开超声波流化床的复苏树脂出口,从进液口通入清水,将树脂从复苏树脂出口冲出。
10.根据权利要求8或9所述凝胶型阴阳离子交换树脂复苏方法,其特征在于:所述超声波流化床内溶液循环流动时,溶液的上升流速为0.01m/s~0.03m/s。
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