CN2806435Y - 阴阳树脂分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种阴阳树脂分离装置，解决的是现有的凝结水精除盐阴阳树脂分离塔，在树脂遭受污染以致抱团后，不能很好地分离的问题。塔包括塔体，塔体上、下端接上、下两封头；在上封头上开有进气口、排气口；在下封头上开有反洗进水口；在塔体上部开有反洗出水口、进水口；在塔体中部开有树脂进口；在塔体中部的下方接有阴树脂排出管；在塔体内下部有设置有装有水帽的出水板，在出水板上接有伸出下封头的阳树脂排出管；从塔体中部向上是一段下小上大的倒锥形塔体，倒锥形塔体上部到上封头之间是一直段塔体。作为改进，还设置有阴树脂输送传感器、阳树脂输送传感器、树脂料位传感器。它结构合理，可实现智能化全自动树脂反洗、分离、输送功能，可将混床内的树脂用水力彻底分离，以实现再生的目标。

Description

阴阳树脂分离装置

                               技术领域

本实用新型是一种阴阳树脂分离装置，具体的说，是一种凝结水精除盐用的阴阳树脂分离装置。

                               背景技术

高参数大型火力发电厂和核电站二回路的凝结水需要极高的品质，但热力系统微量的渗漏、系统内金属管道受到缓慢化学腐蚀等原因，会污染凝结水，因此必须处理。采用装有阴、阳离子交换树脂混合的设备(俗称混床)，对凝结水进行精除盐可以满足处理要求。

树脂经过长时间运行后，离子交换基团失去与水中溶解盐分进行交换能力，需要用酸碱对阴、阳树脂分别进行再生，才能恢复树脂除盐能力，因此，再生程度如何，决定混床精除盐的效果。

阳树脂用酸再生，阴树脂用碱再生，混合树脂必须先分离，才能分别进行再生。本实用新型就是一种将阴阳树脂进行分离的装置。

混合树脂分离效果好坏，直接影响再生程度，从而影响混床精除盐效果。目前，所有的树脂物理分离方式，都是利用阴、阳树脂密度差进行，即利用了阳树脂较重，而阴树脂较轻。如采用化学法，即采用密度合适的化学药品进行分离，如一定浓度的氢氧化钠水溶液，理论上可以达到最大的分离度，实现阴、阳树脂的“彻底”分离，但会污染树脂和环境，且费用昂贵，因此已基本不被采用。运用水力反洗原理，采用设计合理的分离设备，可以达到与化学法同样高的树脂分离效果，满足凝结水精除盐的要求。

混杂在树脂层中的固体杂质，会对树脂分离产生干扰，直接影响分离效果。这种固体杂质不可避免，来自于热力系统的腐蚀，在新建机组中，系统不可能冲洗彻底，会残留有固体杂质。通常，上述杂质的密度都大于树脂。破碎的树脂也会影响树脂分离，特别是破碎阳树脂，其湿密度与阴树脂相当，混杂在阴树脂层中，造成阴阳树脂分离不彻底。树脂的破碎也是不可避免的，树脂长时间运行后会老化，自然破损，树脂擦洗、输送过程中，树脂颗粒之间碰撞、外力作用，也会导致树脂破碎。为了达到满意的树脂分离效果，树脂分离装置必须具有消除上述影响的能力。

凝结水离子交换精除盐一般选用专用离子交换树脂，具有较好的化学稳定性和优良的离子交换性能，其密度具有合适的差异(一般阴树脂较阳树脂略轻)，阴阳树脂外观颜色也有差异，但都不透明。目前，已有的采用水力进行树脂分离的分离、输送的设备，都利用了上述阴、阳树脂的特性，但都存在一些不足：

1.有些分离装置为圆柱形分离塔，其不足之处在于：树脂反洗分离所需要的流速应在阴阳树脂反洗托起流速之间，即临界流速附近，而不同的树脂临界流速是不同的；水温的变化，以及树脂污染后密度会有变化，临界流速相应也会变化。圆柱形分离塔不能适应这些变化，因此，分离效果受到影响。同时，由于上部空间不足，排水装置设计又不尽合理，没有反洗去除固体污染杂质和破碎树脂的能力。

2.有些分离装置为上部圆柱形、底部倒锥体结构，其反洗进水采用蜂窝多孔结构，树脂输送采用插入树脂层底部的输送管输出，其不足之处是：底部倒锥体结构虽然有利于树脂输送，但插入的树脂输送管破坏了树脂输送时树脂流动的稳定，其扰动性使得树脂输送时极易将阳树脂留在阴树脂层，造成树脂的交叉污染；蜂窝多孔结构使得污染物和破碎树脂很容易堵塞孔道，并且不易清除。同时，也存在上部反洗空间不够和排水装置设计不尽合理的缺陷，不具有反洗去除污染杂质和破碎树脂的能力。

3.有些分离装置采用了上部倒锥体结构，或者采用上部、下部同时倒锥体的结构，但由于树脂料位计设置不合理，如采用超声波式，不直观、易损坏，或者采用光电开关，容易受到环境光线、灰尘影响，不能正确判断树脂界面信号和环境影响的错误信号之间的差别，易发生信号误报，产生自动控制误动作。

4.已有的所有再生装置，树脂反洗流量都是通过调试时肉眼观察上部树脂层界面确定的，费时、不准确，在水温变化或者树脂密度变化后，反洗流量不能自动适应，造成反洗和分离效果不佳。

5.在采用侧位输送阴树脂的分离塔方案中，输送阴树脂时，都是设定时间控制，而为了保证树脂输送彻底，只有人为延长输送时间，不仅浪费时间，同时增大能源和除盐水消耗，极不经济。

                                发明内容

本实用新型解决的技术问题就是现有的凝结水精除盐阴阳树脂分离塔，在树脂遭受污染以致抱团后，不能很好地分离的问题，尤其不能很好地去除混杂在树脂层中的污染杂质以及运行过程中产生的破碎阳树脂的问题。

本实用新型所述阴阳树脂分离装置，包括塔体，塔体上、下端接上、下两封头；在上封头上开有进气口、排气口；在下封头上开有反洗进水口；在塔体上部开有反洗出水口、进水口；在塔体中部开有树脂进口；在塔体中部的下方接有阴树脂排出管；在塔体内下部有设置有装有水帽的出水板，在出水板上接有伸出下封头的阳树脂排出管；从塔体中部向上是一段下小上大的倒锥形塔体，倒锥形塔体上部到上封头之间是一直段塔体。

倒锥形塔体、以及与倒锥形塔体相连的直段塔体的设置，扩大了树脂反洗空间，使得阴树脂能较长时间在顶部保持合理的反洗强度，从而实现上部杂质和破碎树脂的充分排出。

作为改进，在所述阴树指排出管上设置有检测该管内是否有阴树脂的阴树脂输送传感器；所述阴树脂输送传感器可为光电开关，它利用阴树脂非透光、除盐水透光的差别，检测阴树脂排出管内是否有阴树脂。

阴树脂输送传感器，采用光电开关，外加非透明防护罩(防止自然光干扰)改造，利用阴树脂不透光、除盐水能透光的差别，发出阴树指排出管内是否有树脂的信号，确定阴树脂输送的终点，实现自动控制。

作为另一种改进，在所述阳树脂排出管上设置有检测该管内是否有阴树脂混杂在阳树脂中的阳树脂输送传感器；所述阳树脂输送传感器为光电开关，它通过测量阳树脂排出管中的树脂颜色变化，监督阳树脂输出送是否正常，即阳树脂内无混杂的阴树脂而输出正常时，颜色不会变化；阳树脂内有阴树脂而输出不正常时，颜色变浅。

阳树脂输送传感器利用阴树脂与阳树脂有色差原理，采用具备区别不同颜色的通用型光电开关，外加非透明防护罩(防止自然光干扰)改造，测量输送过程中的树脂颜色变化，监督阳树脂输送是否正常。阳树脂输送传感器的光电开关可以设定不同颜色作为开或关信号，阳树脂输送正常时，颜色不会变化，均为较深的阳树脂颜色。而当阳树脂输送异常时，会有颜色较浅的阴树脂混合在其中，阳树脂输送传感器发出信号，证明树脂输送工艺系统发生异常，终止输送，实现阳树脂输送工艺的自诊断。在发生这种异常后，部分阴树脂停留在阳树脂输送管内，通过阀门切换，重新经过树脂进口返回塔体，重新进行分离、输送，以实现全过程的智能化监督和自动运行。

对于上面所述的任一种阴阳树脂分离装置，在上封头上设置有反洗树脂料位传感器，反洗时，它可检测塔体内树脂膨胀的高度。

反洗树脂料位传感器的设置，使反洗流量实现自动控制，并且不再受到树脂密度差异和反洗水粘滞度的影响。其安装最好采用垂直向下方向，以避免反洗水流对探头的损坏。

对于上面所述的任一种阴阳树脂分离装置，在塔体下部的外表面装有可测定塔体内的树脂界面高低的树脂料位传感器，与树脂料位传感器相对的塔体表面装有透视镜。

树脂料位传感器利用光电测距原理以及透视镜和除盐水透明而树脂不透明的特性，测量树脂界面与树脂料位计之间的距离，并设定在工艺范围内的数值为有效监督终点，仪表故障或者环境干扰产生的信号都不可能产生设定范围内数值，从而不会作为树脂输送终点信号采用，进而实现输送终点监督的智能化诊断。

对于上面所述的任一种阴阳树脂分离装置，在上封头上的进气口、排气口合二为一；在塔体上部的反洗出水口、进水口合二为一。这种设置除了减少设备开孔保证强度外，在进水和进气时，可以进行吹洗，防止堵塞，保证长期可靠运行。

对于上面所述的任一种阴阳树脂分离装置，在塔体内上部设置有与反洗出水口相通的出水管，在出水管上连接有绕丝管；所述绕丝管分布在出水管上部和下部。绕丝管属于现有技术，它是在水管内或水管口设置有丝网，尺寸小于丝网缝隙宽度的杂质可以穿过丝网，尺寸大于丝网缝隙宽度的杂质不能穿过丝网。

在反洗维持阶段，密度较重的杂质逐步沉降至罐体底部，破碎的阴树脂和密度较轻的污染杂质逐步漂浮至最上层的阴树脂表面，通过在出水管的上部的绕丝管和反洗出水口排至罐体外。设置在出水管的下部的绕丝管，使得夹杂在阴树脂层中间的杂质和破碎树脂，特别是破碎阳树脂，能够顺利去除。绕丝管的丝网缝隙宽度可以让细碎树脂和杂质通过，但不会使完整的树脂流失。

本实用新型装置具有合理的反洗、去污和分离结构，可将混床内的树脂用水力彻底分离，以实现分别再生的目标，是一种凝结水精除盐深层处理的专用设备；可以实现智能化全自动树脂反洗、分离、输送功能，并且可以在限定范围内实现阴、阳树脂比例调节；即使在树脂受到重度污染时，也能实现全自动分离和输送。

                               附图说明

图1是本实用新型一种实施例的机构示意图；

图2是图1中的Y部放大图；

图3是图1中的X部放大图；

图4是图1中的U部放大图；

图5是图4中的Z部放大图；

图6是图5中左视图。

图中：1、阳树脂输送传感器；2、反洗进水/出水水帽；3、出水/排脂板；4、排气滤网；5、反洗树脂料位计；6、绕丝管；7、进水/反洗出水管；8、螺栓；9、轴套压紧块；10、树脂料位计压条；11、树脂料位计；12、阴树脂输送传感器；13、下封头；14、下直段塔体；15、倒锥形塔体；16、上直段塔体；17、上封头；18、透视镜；19、法兰；20、凸圆；21、螺栓组件；22、防护罩；23、光电开关；24、滑杆；f1-f8、视镜。

                              具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型所述的阴阳树脂分离装置作进一步的阐述。

图1、2、3中，阴阳树脂分离装置包括由下直段塔体14、倒锥形塔体15、上直段塔体16塔体组成的塔体。塔体中部向上是一段下小上大的倒锥形塔体15。

塔体上、下端分别接上封头17、下封头13。在上封头上开有进气口、排气口合二为一的进气/排气口g，进气/排气口g内设置排气滤网4。在下封头上开有反洗进水口a；在塔体上部开有反洗出水口、进水口合二为一的进水/反洗出水口b。在塔体内上部设置有与进水/反洗出水口b相通的进水/反洗出水管7，在进水/反洗出水管7上连接有绕丝管6；绕丝管6分布在进水/反洗出水管的上部和下部。这种设置除了减少设备开孔保证强度外，在进水和进气时，可以对绕丝管6和排气滤网4进行吹洗，防止堵塞，保证长期可靠运行。

在塔体中部开有树脂进口c；在塔体中部的下方接有阴树脂排出管e；在塔体内下部有装有反洗进水/出水水帽2的出水/排脂板3，在出水/排脂板上接有伸出下封头13的阳树脂排出管d。

在阴树指排出管e上设置有检测该管内是否有阴树脂的阴树脂输送传感器12。在阳树脂排出管d上设置有检测该管内是否有阴树脂混杂在阳树脂中的阳树脂输送传感器1。

在上封头上设置有反洗树脂料位传感器5。反洗树脂料位传感器5的安装采用垂直向下方向，以避免反洗水流对探头的损坏；同时安装在上部的绕丝管附近，既是为了满足捕捉反洗树脂膨胀高度的要求，同时在绕丝管进水时可以进行冲洗，避免探头受杂质污染影响测量。

图4、5中，在塔体下部的外表面装有可测定塔体内的树脂界面高低的树脂料位传感器11，与树脂料位传感器相对的塔体表面装有透视镜18。树脂料位传感器11通过树脂料位计压条10定位，树脂料位计压条10通过螺栓8和轴套压紧块9与滑杆25成活动连接。树脂料位传感器11可沿滑杆25上下移动，以适应树脂界面的变化，从而适合阴阳树脂比例的变化。

树脂料位传感器11利用光电测距原理以及视镜和除盐水透明而树脂不透明的特性，测量树脂面与料位计之间的距离。树脂料位传感器11树脂料位计按水平向下一定角度安装，B为测量光线与透视镜18内壁交点，C为测量光线与塔体内壁的交点。树脂界面D、E分别为通过B、C点的树脂界面。当树脂层界面高于树脂界面D时，树脂料位传感器11测量信号为L1，即点A、B之间的距离，而当树脂界面低于树脂界面E时，料位计测量信号为L2，即点A、C之间的距离，按工艺要求，设定L1、L2之间某一值作为控制终点，可以实现树脂输送自动监督和控制。设定值可以在控制软件中直观地调整。通过树脂料位传感器11测量信号，可以判断是否故障：如视镜被灰尘或杂物阻挡，料位计测量信号小于L1；当料位计本身故障时，信号消失；当出现大于L2信号时，树脂输送控制系统出现故障，阳树脂输送过多。

以往的树脂料位传感器即便采用光电信号，但采用光电开关，只有开或关两种状态，监督透视镜处是否有树脂存在，用于判定树脂输送是否到达终点，没有调节性和可设置性，仪表本身造成的故障信号或者外界灰尘等阻挡光电源产生的信号均为错误信号，但与监督树脂输送时发出视镜处是否存在树脂的开或关信号无法区分，因此极易产生误报，致使自动控制无法运行。

下面叙述阴阳树脂分离的流程。

1、从混床输送来的树脂，通过树脂进口c进入分离装置，由于重力作用，树脂沉降后停留在视镜f5至出水/排脂板3之间的塔体区域内。

2、反洗用除盐水通过反洗进水口a、反洗进水水帽2进入罐体内，反洗进水水帽2用于分配进水，使反洗水在罐体内截面流速均匀。通过调整反洗进水管路上设置的调节阀，逐步增加反洗水流量，树脂层逐步膨胀，树脂表面逐步上升，直至反洗树脂料位计5发出信号，表示反洗强度达到设定值，停止增加反洗流量，恒定反洗流量不变，继续维持一段反洗时间。

3、在反洗维持阶段，密度较重的杂质逐步沉降至罐体底部，破碎的阴树脂和密度较轻的污染杂质逐步漂浮至最上层的阴树脂表面，通过在反洗出水管7上部连接的绕丝管6和反洗出水口b排至罐体外，少量极轻的杂质通过排气滤网4和排气口g排至罐体外。上部的绕丝管6的丝网和排气滤网4的缝隙宽度可以让细碎树脂和杂质通过，但不会使完整的树脂流失。

4、在反洗维持阶段，破碎的细颗粒阳树脂密度与阴树脂相近，夹杂在扰动的阴树脂层中，通过在反洗出水管7下部连接的绕丝管6和反洗出水口b排至罐体外。同样，下部的绕丝管6的丝网缝隙宽度可以让细碎树脂和杂质通过，但不会使完整的树脂流失。

5、停止反洗进水，保持排气口g和反洗出水口b开启状态，直至反洗出水口b排水干净，关闭排气口g和反洗出水口b，开启进气口g，直至压力与压缩空气气源压力相同，关闭进气口g，打开反洗进水口a(此时作排水用)，利用上部压缩空气的快速膨胀作用，使罐体内的除盐水急速通过出水水帽2和反洗进水口a排出罐体外，同时将密度较重、沉降至底部的杂质排出罐体外。出水水帽2为不锈钢绕丝结构，不易堵塞。

6、开启排气口g，开启进水口b，使罐体内充满水。

7、重复第2～6步骤，直至排水清澈。

8、重复步骤2至4，再逐步降低反洗水流量，使树脂逐步沉降，在逐步沉降过程中，由于阴阳树脂密度差异，阳树脂逐步沉降至阴树脂底部，实现阴阳树脂分离。沉降后的阴阳树脂界面在视镜f3中间。

9、树脂沉降结束、树脂层稳定后，开启进水口b，开启阴树脂排出管e，用水力将阴树脂通过阴树脂排出管e输送至阴树脂再生罐。当阴树脂输送结束时，阴树脂输送传感器12的将捕捉到没有树脂通过，发出信号，停止阴树脂输送。输送到阴树脂再生罐内的阴树脂，用合适浓度的碱液再生。

10、保持进水口b开启不变，开启阳树脂排出管d，用水力将阳树脂通过阳树脂排出管d输送至阳树脂再生罐。当阴树脂输送结束时，树脂料位计11捕捉到树脂界面已经达到设定值，发出信号，停止阳树脂输送。输送到阳树脂再生罐的阳树脂，用合适浓度的酸液再生。

11、在阴阳树脂界面附近的少量混脂(交叉污染树脂)停留在树脂分离塔内，参加下一批树脂的分离。

通过上述流程，该种树脂分离装置，实现了对阴、阳树脂进行全自动分离、输送的功能，同时由于2～7步骤的实施，使得破碎树脂和杂质得以去除，使得分离效果优于一般树脂分离设备。

Claims (10)

1、阴阳树脂分离装置，包括塔体，塔体上、下端接上、下两封头；在上封头上开有进气口、排气口；在下封头上开有反洗进水口；在塔体上部开有反洗出水口、进水口；在塔体中部开有树脂进口；在塔体中部的下方接有阴树脂排出管；在塔体内下部有设置有装有水帽的出水板，在出水板上接有伸出下封头的阳树脂排出管；其特征在于：从塔体中部向上是一段下小上大的倒锥形塔体，倒锥形塔体上部到上封头之间是一直段塔体。

2、根据权利要求1所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在所述阴树指排出管上设置有检测该管内是否有阴树脂的阴树脂输送传感器。

3、根据权利要求2所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：所述阴树脂输送传感器为光电开关，它利用阴树脂非透光、除盐水透光的差别，检测阴树脂排出管内是否有阴树脂。

4、根据权利要求1所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在所述阳树脂排出管上设置有检测该管内是否有阴树脂混杂在阳树脂中的阳树脂输送传感器。

5、根据权利要求4所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：所述阳树脂输送传感器为光电开关，它通过测量阳树脂排出管中的树脂颜色变化，监督阳树脂输送是否正常，即阳树脂内无混杂的阴树脂而输出正常时，颜色不会变化；阳树脂内有阴树脂而输出不正常时，颜色变浅。

6、根据权利要求1所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在上封头上设置有反洗树脂料位传感器，反洗时，它可检测塔体内树脂膨胀的高度。

7、根据权利要求1所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在塔体下部的外表面装有可测定塔体内的树脂界面高低的树脂料位传感器，与树脂料位传感器相对的塔体表面装有透视镜。

8、根据权利要求1所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在上封头上的进气口、排气口合二为一；在塔体上部的反洗出水口、进水口合二为一。

9、根据权利要求1-8中任意一项所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：在塔体内上部设置有与反洗出水口相通的出水管，在出水管上连接有绕丝管。

10、根据权利要求9所述的阴阳树脂分离装置，其特征在于：所述绕丝管分布在出水管的上部和下部。

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