CN204702542U - 一种满室固定床逆流再生离子交换器 - Google Patents

Abstract

一种满室固定床逆流再生离子交换器，设有罐体，在罐体的两端分别设有运行进水管和运行出水管，罐体中部设有离子交换树脂层，进水配水机构与离子交换树脂层之间设置有体积补偿层，所述体积补偿层由若干充水或充气的弹性体构成，在弹性体之间的缝隙中设有充填料，在罐体内设有为弹性体充放气或充放水的总管，在离子交换器运行或再生过程中，借助于体积补偿器的作用，使得离子交换器罐体内部空间始终保持“充满”状态，保持树脂球内外稳定的离子浓度梯度，使树脂球内外的离子充分地顺利地得到交换。能保证最佳的再生和运行流速，从而保证树脂再生和运行效果最好，制水量最大，出水水质最佳。

Description

一种满室固定床逆流再生离子交换器

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置，特别是一种满室固定床逆流再生离子交换器。

背景技术

在水处理离子交换除盐工艺领域，人们一直在追求一种最理想的阴/阳离子交换器，即逆流再生、最理想的再生运行流速、运行和再生期间树脂床层始终处于固定不动的阴/阳离子交换器。阴/阳离子交换器最初为顺流再生固定床，这种离子交换器再生相当困难，再生时间也相当地长，出水水质也相当差。后来发现逆流再生效果远远好于顺流再生，因此，人们先后研制出了气/水顶压的逆流再生固定床，浮动床、逆流低流速再生固定床等床型的离子交换器。由于采用了逆流再生工艺，这些床型都存在一些从根本上解决不了的问题，就是再生时离子交换树脂床层搅动，影响树脂再生的质量。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种运行和再生期间树脂床层始终固定不动的满室固定床逆流再生离子交换器。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种满室固定床逆流再生离子交换器，其特点是：设有罐体，在罐体的两端分别设有运行进水管和运行出水管，罐体中部设有离子交换树脂层，在靠近运行进水管一端的罐体内设有进水配水机构，在靠近运行出水管一端的罐体内设有出水配水机构，进水配水机构与离子交换树脂层之间设置有体积补偿层，所述体积补偿层由若干充水或充气的弹性体构成，在弹性体之间的缝隙中设有充填料，在罐体内设有为弹性体充放气或充放水的总管，总管通过若干支管与各个弹性体相连通，总管伸出罐体外并与供气装置或供水装置相接。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述弹性体为活塞式补偿器，包括装有活塞的缸体，缸体的一端为敞口的补偿端，缸体的另一端为与支管相接的进气端或进水端。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述弹性体为弹性的胶囊体。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在离子交换树脂层的中部设有中间体积补偿层。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述充填料为惰性树脂、离子交换树脂或石英砂。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述进、出水配水机构均由配水室和配水孔板构成。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述出水配水机构为石英砂垫层。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，活塞式补偿器的补偿端朝向离子交换树脂层设置。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，活塞式补偿器的补偿端朝向进水配水机构设置，进水配水机构由与运行进水管相接若干分水支管及填充树脂构成。

本实用新型与现有技术相比，在离子交换器运行或再生过程中，离子交换树脂层的体积发生膨胀或收缩，其膨胀或收缩的体积变化由体积补偿器抵消。这样借助于体积补偿器的作用，在离子交换器运行和再生过程中，始终保持离子交换树脂层处于合适的压实状态，树脂层既不因为其体积的缩小而产生松动或浮动，也不会因为其体积的膨胀受到过大的压力而造成树脂破碎或设备损坏，在运行或再生过程中始终保持树脂球处于纹丝不动的状态。使得离子交换器罐体内部空间始终保持“充满”状态，只有在树脂球处于纹丝不动的状态下，才能保持树脂球内外稳定的离子浓度梯度，保证充分的离子交换动力，使树脂球内外的离子充分地顺利地得到交换。也只有树脂层保持不动的状态下，也才能保证最佳的再生和运行流速，从而保证树脂再生和运行效果最好，制水量最大，出水水质最佳。

附图说明

图1为活塞式体积补偿器补偿端向上的结构简图；

图2为活塞式体积补偿器补偿端向下的结构简图；

图3为双室交换器的结构简图；

图4为胶囊式体积补偿器的结构简图。

具体实施方式

一种满室固定床逆流再生离子交换器，设有罐体，在罐体的两端分别设有运行进水管1和运行出水管5，罐体中部设有离子交换树脂层3，在靠近运行进水管一端的罐体内设有进水配水机构8，在靠近运行出水管一端的罐体内设有出水配水机构4，进水配水机构与离子交换树脂层之间设置有体积补偿层，所述体积补偿层由若干充水或充气的弹性体2构成，在弹性体之间的缝隙中设有充填料，在罐体内设有为弹性体充放气或充放水的总管7，总管7通过若干支管与各个弹性体相连通，总管伸出罐体外并与供气装置或供水装置相接。所述充填料为惰性树脂、离子交换树脂或石英砂。

所述弹性体2为活塞式补偿器，包括装有活塞6的缸体，缸体的一端为敞口的补偿端，缸体的另一端为与支管相接的进气端或进水端。

所述弹性体2还可以为弹性的胶囊体。

在离子交换树脂层的中部设有中间体积补偿层10。

所述进、出水配水机构均由配水室和配水孔板构成。

所述出水配水机构为石英砂垫层。

如图所示，本设计的阴/阳离子交换器由罐体、体积补偿层、离子交换树脂层、运行进水和运行出水配水装置、体积补偿器充水管及体积补偿器支架等构成。

罐体包括运行进水（兼再生废液排出）管、运行出水（兼进再生液）管、窥视镜、人孔和树脂装卸管等。

体积补偿层由一个或数个或数十个体积补偿器、体积补偿器进水装置和填充在体积补偿器周围缝隙中的离子交换树脂（或惰性树脂或轻质塑料颗粒）等构成。

体积补偿层一般设置在罐体顶部，根据不同需要，也可以设置在罐体中部或底部。

体积补偿弹性体分为活塞式体积补偿器和胶囊式体积补偿器两种。

活塞式体积补偿器由缸体、活塞、活塞限位装置和充水（或气）管等构成。体积补偿器的缸体壁由不锈钢或其它材料的管制成。缸体端盖由不锈钢或其它材料板制成，并焊接在缸体一端，进水管焊接在端盖中心。体积补偿器缸体的另一端设有活塞限位装置，用以防止活塞从缸体内脱出。活塞与缸体内壁之间设有密封装置，用以密封水（或气）。

胶囊式体积补偿器可为球形或橄榄形或圆柱形等形状的胶囊。胶囊是由橡胶或其它类似橡胶的材质制造而成的。向胶囊内充水（或气）时，胶囊体积补偿器体积膨胀。胶囊体积补偿器排水（或气）时，胶囊体积缩小。

活塞式体积补偿器既可以如图1所示开口端向上安装，也可以如图2所示开口端向下安装。即：活塞式补偿器的补偿端朝向离子交换树脂层设置。也可以是活塞式补偿器的补偿端朝向进水配水机构设置，进水配水机构由与运行进水管相接若干分水支管9及填充树脂构成。

体积补偿层设计在上部时，离子交换器的下部结构，既可以是如图2所示的带有配水帽的孔板结构形式，也可以是如图1所示的石英砂水垫层结构形式，还可以为母支管（支管带配水帽或支管外覆盖尼龙网）结构形式等。运行进水配水装置既可以是如图2所示带有配水帽的孔板装置，也可以为如图1所示母支管（支管带配水帽或支管外覆盖尼龙网）配水装置等。

本设计的离子交换器既可以为如图1、2、4所示的单室离子交换器，也可以为如图3所示的双室离子交换器。

在安装完体积补偿器及装填完惰性树脂（也可以不用惰性树脂，全部装填离子交换树脂）后，将罐体内剩余的空间充满离子交换树脂，形成离子交换树脂层，并保持树脂层内合适的密实程度，使离子交换树脂层处于固定不动状态。

工作原理

1、活塞式体积补偿器的工作原理

如图1所示，运行时，运行进水依次通过运行进水管、运行进水配水（兼再生废液排水）装置、体积补偿器之间的惰性树脂或树脂进入离子交换树脂床层，在离子交换树脂床层进行离子交换后，经出水配水装置从运行出水管流出。

再生开始时，先将一定压力和体积的水（或压缩空气）充入体积补偿器内，进入体积补偿器内的水（或气）向外推压活塞，将体积补偿器内的树脂（或惰性树脂等）排出，从体积补偿器内排出的树脂（或惰性树脂等）向各个方向没有树脂（或惰性树脂）的空间和树脂（或惰性树脂）颗粒疏松的部位挤压，也就是说，通过向体积补偿器内部充水，使得整个体积补偿层体积膨胀，将整个离子交换器内部空间充满，保持离子交换树脂床层在再生期间固定不动。离子交换树脂层固定不动，也就是说，离子交换树脂颗粒在再生期间固定不动，从而使离子交换树脂颗粒内外快速高效地进行离子交换。

在将一定体积量的水（或气）充入体积补偿器后，离子交换器处于满室状态，树脂床层受压处于固定不动状态。之后，再从离子交换器下部进再生剂（酸或碱或氯化钠等），对树脂进行高效再生。

进再生剂及置换完成后，排出体积补偿器内的水或气。树脂床层在再生或运行过程中产生的体积膨胀将体积补偿器外的树脂（或惰性树脂等）逐渐地重新压回到体积补偿器内。

2、胶囊式体积补偿器的工作原理

胶囊式体积补偿器的工作原理与活塞式体积补偿器类似。如图4所示，运行时，打开体积补偿器排水阀，胶囊式体积补偿器内水（或气）被排出。运行进水依次从运行进水配水装置、胶囊之间的树脂进入离子交换树脂层进行离子交换。之后从运行出水配水装置、运行出水管流出。

再生时，先向胶囊体积补偿器充水（或气），胶囊体积补偿器体积膨胀，体积补偿层体积膨胀，使离子交换器内部空间充满，离子交换树脂层受压固定不动。然后，从再生进液管进再生剂，经配水装置进入离子交换树脂层，对离子交换树脂进行再生，最后经再生废液排水管排出。

进再生剂及置换完成后，将胶囊内的水（或气）排出。

3、离子交换树脂的反洗

如图1、4所示，当需要对树脂进行反洗时，将体积补偿器内水（或气）排净，体积补偿器空出的空间，便成为树脂反洗空间。从离子交换器下部进反洗水，对树脂进行反洗，反洗排水从树脂反洗排水管排出。

Claims (9)

1.一种满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：设有罐体，在罐体的两端分别设有运行进水管和运行出水管，罐体中部设有离子交换树脂层，在靠近运行进水管一端的罐体内设有进水配水机构，在靠近运行出水管一端的罐体内设有出水配水机构，进水配水机构与离子交换树脂层之间设置有体积补偿层，所述体积补偿层由若干充水或充气的弹性体构成，在弹性体之间的缝隙中设有充填料，在罐体内设有为弹性体充放气或充放水的总管，总管通过若干支管与各个弹性体相连通，总管伸出罐体外并与供气装置或供水装置相接。

2.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：所述弹性体为活塞式补偿器，包括装有活塞的缸体，缸体的一端为敞口的补偿端，缸体的另一端为与支管相接的进气端或进水端。

3.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：所述弹性体为弹性的胶囊体。

4.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：在离子交换树脂层的中部设有中间体积补偿层。

5.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：所述充填料为惰性树脂、离子交换树脂或石英砂。

6.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：所述进、出水配水机构均由配水室和配水孔板构成。

7.根据权利要求1所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：所述出水配水机构为石英砂垫层。

8.根据权利要求2所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：活塞式补偿器的补偿端朝向离子交换树脂层设置。

9.根据权利要求2所述的满室固定床逆流再生离子交换器，其特征在于：活塞式补偿器的补偿端朝向进水配水机构设置，进水配水机构由与运行进水管相接若干分水支管及填充树脂构成。