CN210206837U - Na+型离子交换树脂磺化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种Na+型离子交换树脂磺化反应装置，包括釜体、驱动电机、搅拌桨、第一塔板、第二塔板和第三塔板、真空冷凝装置以及喷淋装置，第一塔板、第二塔板和第三塔板，将釜体的腔体从上到下分割成反应腔、上部空腔、中部空腔和下部空腔；的搅拌桨设置在反应腔内；其中，第一塔板、第二塔板上分别设置有水帽；第一塔板、第二塔板和第三塔板均设置有树脂出料口；上部空腔的两侧设置第一进液阀门和第一出液阀门，NaOH水溶液从第一进液阀门进入，待反应后从第一出液阀门流出；中部空腔用于存储离子交换树脂；下部空腔通入洗涤水进行洗涤，然后最终产物流出。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子反应技术领域，具体而言涉及Na+型离子交换树脂磺化反应装置。
背景技术
离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的网状高分子化合物。由于其具有结构稳定、种类繁多、工业中处理简单且分离效果显著等特点，所以被广泛应用于发电、热电、化工、冶金、石油等行业。
国内高端离子交换树脂的需求非常旺盛，其中，强酸性离子交换树脂运用最广泛。针对其生产工序以及设备的研发改良具有重要的经济价值。白球的磺酸化处理，是生产强酸型离子交换树脂不可避免的一步。传统磺化后的树脂多为H+型离子交换树脂，不易于工厂保存，将其转变为Na+型树脂又需要专门的设备进行，这对资源也是一种很大的浪费，无形中也增加了厂家生产的成本。
实用新型内容
本实用新型针对当前离子交换树脂磺化过程中存在的低浓度废液无法处理、资源浪费、污染环境等缺点，提供一种可以适用于离子交换树脂的Na+型离子交换树脂磺化反应装置。
为达成上述目的，本实用新型提供的Na+型离子交换树脂磺化反应装置包括釜体、驱动电机、搅拌桨、第一塔板、第二塔板和第三塔板、真空冷凝装置以及喷淋装置，其中：
釜体，竖直地支撑在地面上，并在其内部形成腔体；
驱动电机，位于釜体上方位置；
搅拌桨，沿釜体的腔体中轴线设置，并延伸至釜体外与驱动电机相连，由驱动电机驱动而转动；
喷淋装置包括淋水喷头以及洗涤水调节阀，淋水喷头设置在腔体的一侧，并用以朝向釜体底部喷淋，该淋水喷头通过管道与釜体外部的洗涤水调节阀连接，并连通至洗涤水源；
真空冷凝装置，通过真空管路连接到釜体的抽气口，真空管路上设置有真空阀，所述抽气口位于腔体内相对的另一侧；
第一塔板、第二塔板和第三塔板，被设置位于搅拌桨的下方位置，并从上到下依次固定在腔体内，该第一塔板、第二塔板和第三塔板将釜体的腔体从上到下分割成反应腔、上部空腔、中部空腔和下部空腔；所述的搅拌桨设置在反应腔内；
其中，第一塔板、第二塔板上分别设置有水帽；
第一塔板、第二塔板和第三塔板均设置有树脂出料口，使得反应腔内的产物依次经过上部空腔处理、中部空腔后流入到下部腔体内，在下部腔体内经过洗涤后从釜体底部的产物出料口流出；
所述上部空腔的两侧设置第一进液阀门和第一出液阀门，NaOH水溶液从第一进液阀门进入，待反应后从第一出液阀门流出；
所述中部空腔用于存储离子交换树脂；
所述下部空腔的两侧设置第三进液阀门和第三出液阀门，洗涤水经第三进液阀门和管道进入，洗涤后，经过第三出液阀门流出。
优选地，所述釜体的顶部还设置有至少一个排气阀，与腔体连通，位于与抽气口相对的另一侧。
优选地，所述釜体的侧面中上部还设置有至少一个物料观察口。
优选地，所述真空管路上设置有一带滤网的滤罩。
优选地，所述第一塔板和第二塔板上的水帽结构相同。
优选地，所述釜体中上方位置还设置有温度计。
优选地，所述第一塔板、第二塔板和第三塔板上设置的树脂出料口采用相同的结构。
优选地，所述真空冷凝装置包括依次连接的真空泵、冷凝器和积液装置，真空泵通过真空阀连通真空管路，通过抽气口进行抽气，抽出的气体经过冷凝器凝结并收集到积液装置内。
优选地，所述第一塔板呈凹面型，并且在第一塔板的中央凹陷位置设置树脂出料口。
优选地，所述淋水喷头的角度可调节。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
图1是本实用新型实施例中Na+型离子交换树脂磺化反应装置的结构示意图；
图中各附图标记的含义如下：1驱动电机；2排气阀；3洗涤水调节阀；4淋水喷头；5釜体；6观察口；7搅拌桨；8水帽；9树脂出料口；10-1第一进液阀门；10-2第二进液阀门；10-3第三进液阀门；11-1第一出液阀门；11-3第三出液阀门；12-1第一塔板；12-2第二塔板；12-3第三塔板；13滤罩；14真空阀；15真空泵；16冷凝器；17积液装置；18温度计；19产物出料口。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1，本实用新型示例性的离子交换树脂磺化反应装置，包括驱动电机1、排气阀2、洗涤水调节阀3、淋水喷头4、釜体5、观察口6、搅拌桨7、水帽8、树脂出料口9、滤罩13、真空阀14、真空泵15、冷凝器16、积液装置17、温度计18以及产物出料口19。
如图1，釜体5，竖直地支撑在地面上，并在其内部形成腔体。
驱动电机8，优选采用交流旋转电机，位于釜体上方位置。
搅拌桨9，沿釜体的腔体中轴线设置，并延伸至釜体外与驱动电机8相连，由驱动电机8驱动而转动，实现对腔体内的物料的搅动。
优选地，驱动电机8的输出通过减速机输出到搅拌桨9，带动搅拌桨的转动。
喷淋装置包括淋水喷头4以及洗涤水调节阀3，淋水喷头4设置在腔体的一侧，并用以朝向釜体底部喷淋，优选地，淋水喷头4的角度和/或方向可调节。
该淋水喷头4通过管道与釜体外部的洗涤水调节阀3连接，并连通至洗涤水源。如此，通过调节喷头处出水量而控制内釜体内的水位。
真空冷凝装置，通过真空管路连接到釜体的抽气口，真空管路上设置有真空阀14，抽气口位于腔体内相对(淋水喷头4)的另一侧。
优选地，釜体的顶部还设置有至少一个排气阀2，与腔体连通，位于与抽气口相对的另一侧，用于平衡釜体内外的气压。
结合图1所示，真空冷凝装置包括依次连接的真空泵15、冷凝器16和积液装置17，真空泵通过真空阀14连通真空管路，通过抽气口进行抽气，抽出的气体经过冷凝器凝结并收集到积液装置内。
结合图1，优选地，真空管路上设置有一带滤网的滤罩13，滤网的滤孔尺寸小于离子交换树脂的粒径。如此，抽气口通过真空管道经真空阀14与真空泵15连接，通过真空泵从离子交换树脂的水洗液中抽取低聚物和单体等低沸点杂质。
结合图1，釜体下部设置有三块塔板，分别为第一塔板12-1、第二塔板12-2和第三塔板12-3，被设置位于搅拌桨的下方位置，并从上到下依次固定在腔体内。三块塔板与装置相连且形成三个密闭腔，分别为上部腔体、中部腔体和下部腔体。
具体地，第一塔板12-1、第二塔板12-2和第三塔板12-3将釜体的腔体从上到下分割成反应腔、上部空腔、中部空腔和下部空腔；搅拌桨设置在反应腔内。
结合图1，第一塔板12-1、第二塔板12-2上分别设置有水帽8。
第一塔板12-1、第二塔板12-2和第三塔板12-3均设置有树脂出料口9，使得反应腔内的产物依次经过上部空腔处理、中部空腔后流入到下部腔体内，在下部腔体内经过洗涤后从釜体底部的产物出料口19流出。
产物出料口19设置在釜体的底部，与下部腔体连通。
结合图1，上部空腔的两侧设置第一进液阀门10-1和第一出液阀门11-1，NaOH水溶液从第一进液阀门进入，待反应后从第一出液阀门流出。
中部空腔，由第一塔板12-1、第二塔板12-2形成，用于存储离子交换树脂。
下部空腔的两侧设置第三进液阀门10-3和第三出液阀门11-3，洗涤水经第三进液阀门和管道进入，洗涤后，经过第三出液阀门流出。
结合图1所示，中部空腔的侧面还设置有第二进液阀门10-2。
釜体的侧面中上部还设置有至少一个物料观察口，以便于监测离子交换树脂处理过程，优选采用透明树脂玻璃密封，例如聚四氟乙烯塑料制成的透明窗户。
优选地，所述第一塔板和第二塔板上的水帽8结构相同。
优选地，所述釜体中上方位置还设置有温度计18，用以检测和利于观察离子交换反应的温度。
优选地，三个塔板上设置的树脂出料口9采用相同的结构。
优选地，第一塔板12-1呈凹面型，并且在第一塔板的中央凹陷位置设置树脂出料口9。
优选地，所述淋水喷头的角度可调节。
由以上本实用新型的技术方案，本实用新型的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，在离子交换反应制备树脂过程中，通过不同的塔板形成的空腔对树脂的废液和产物经过对应处理，同时在产物流出后通入NaOH溶液进行反应，得到Na+型离子交换树脂，方便处理和存储，制备的工艺和设备简单，而且减少后续从H+型到Na+型的处理流程，不需要单独配置反应设备，节约成本。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，包括釜体、驱动电机、搅拌桨、第一塔板、第二塔板和第三塔板、真空冷凝装置以及喷淋装置，其中：
釜体，竖直地支撑在地面上，并在其内部形成腔体；
驱动电机，位于釜体上方位置；
搅拌桨，沿釜体的腔体中轴线设置，并延伸至釜体外与驱动电机相连，由驱动电机驱动而转动；
喷淋装置包括淋水喷头以及洗涤水调节阀，淋水喷头设置在腔体的一侧，并用以朝向釜体底部喷淋，该淋水喷头通过管道与釜体外部的洗涤水调节阀连接，并连通至洗涤水源；
真空冷凝装置，通过真空管路连接到釜体的抽气口，真空管路上设置有真空阀，所述抽气口位于腔体内相对的另一侧；
第一塔板、第二塔板和第三塔板，被设置位于搅拌桨的下方位置，并从上到下依次固定在腔体内，该第一塔板、第二塔板和第三塔板将釜体的腔体从上到下分割成反应腔、上部空腔、中部空腔和下部空腔；所述的搅拌桨设置在反应腔内；
其中，第一塔板、第二塔板上分别设置有水帽；
第一塔板、第二塔板和第三塔板均设置有树脂出料口，使得反应腔内的产物依次经过上部空腔处理、中部空腔后流入到下部腔体内，在下部腔体内经过洗涤后从釜体底部的产物出料口流出；
所述上部空腔的两侧设置第一进液阀门和第一出液阀门，NaOH水溶液从第一进液阀门进入，待反应后从第一出液阀门流出；
所述中部空腔用于存储离子交换树脂；
所述下部空腔的两侧设置第三进液阀门和第三出液阀门，洗涤水经第三进液阀门和管道进入，洗涤后，经过第三出液阀门流出。
2.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述釜体的顶部还设置有至少一个排气阀，与腔体连通，位于与抽气口相对的另一侧。
3.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述釜体的侧面中上部还设置有至少一个物料观察口。
4.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述真空管路上设置有一带滤网的滤罩。
5.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述第一塔板和第二塔板上的水帽结构相同。
6.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述釜体中上方位置还设置有温度计。
7.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述第一塔板、第二塔板和第三塔板上设置的树脂出料口采用相同的结构。
8.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述真空冷凝装置包括依次连接的真空泵、冷凝器和积液装置，真空泵通过真空阀连通真空管路，通过抽气口进行抽气，抽出的气体经过冷凝器凝结并收集到积液装置内。
9.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述第一塔板呈凹面型，并且在第一塔板的中央凹陷位置设置树脂出料口。
10.根据权利要求1所述的Na+型离子交换树脂磺化反应装置，其特征在于，所述淋水喷头的角度可调节。
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