SU753444A1 - Способ регулировани ионообменного процесса - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам регулирования ионообменных процессов и может найти применение в химической, металлургической и других от- j раслях промышленности.

Известен способ регулирования ионообменного процесса, реализуемый с помощью соответствующего устройства, в котором регенерация смолы проводится jq ^гв зависимости от концентрации извлекаемого компонента, измеряемого датчиком [ 1] . Однако данный способ не обеспечивает контроль поглощения извлека- . емого компонента смолой, расположенной под датчиком. В то же время при исследовании распределения извлекаемого компонента по высоте слоя ионнообменной смолы замечено, что πο-jq ложение максимума концентрации этого компонента в смоле в зависимости от различных условий проведения процесса может от операции к операции перемещаться в 25 пределах от 0,1 до 0,5 высоты слоя смолы (при периодическом процессе). Таким образом, измерение концентрации извлекаемого компонента в одной (фиксированной) точке может быть 30 проведено в слое смолы с низкой обменной емкостью, в результате чего будет преждевременно подан сигнал о необходимости- восстановления рабочих свойств смолы и снизится производительность установки..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования ионообменного процесса путем измерения расхода продукта, проходящего через ионообменный аппарат, и его исходной концентрации, интегрирования произведений сигналов, пропорциональных значениям этих параметров, и переключения ионообменного аппарата в режим регенерации при определенном значении указанного интеграла произведений [2J.

Однако обменная емкость смолы в производственных условиях чаще всего не бывает постоянной. При снижении обменной емкости смолы регулирование процесса по данному способу приведет к потерям извлекаемого компонента, а при повышении — к неполному ее исполь зованию.

Цель изобретения — повышение производительности и снижение потерь извлекаемого компонента за счет более полного использования обменной емкости смолы.

Поставленная цель достигается тем, что стабилизируют.концентрацию извлекаемого компонента В переработанном продукте путем воздействия на его расход с коррекцией по значениям высоты слоя смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и указанного произведения.

На чертеже представлена схема реализации данного способа на примере регулирования ионообменного процесса, осуществляемого в колонне,работающей в периодическом динамическом режиме.

, Способ осуществляется следующим образом.

Исходный продукт непрерывно подается в колонну, котор'ая загружена ионо обменной смолой. Между исходным продуктом и смолой происходит обмен ионами, и извлекаемый компонент из раствора переходит в смолу. Происходит постепенное снижение обменной емкости смолы по мере насыщения ее извлекаемым компонентом. Когда обменная емкость смолы оказывается полностью использованной, подачу исходного продукта прекращают и начинают восстановление рабочих свойств смолы,’ во время которого извлекаемый компонент из смолы переходит в небольшое (по сравнению с количеством исходного продукта) количество регенерирующего раствора. В результате получают раствор с высокой концентрацией извлекаемого компонента и смолу, подготовленную для повторного использования..

/

Расход продукта, проходящего через ионообменную колонну 1, регулируется исполнительным органом 2. Командный сигнал формируется статическим регулятором 3 с учетом сигнала от изодромного регулятора 4. На вход изодромного регулятора 4 подаются сигналы от измерителя 5 выходной концентрации, работающего в комплексе с первичным преобразователем 6. Кроме того, на вход статического регулятора 3 поступают сигналы от измерителя 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте слоя смолы, работающего в комплекте с синхронно сканирующими источником 8 и детектором 9 радиоактивного излучения, и от блока 10 умножения сиг.налов, пропорциональных расходу продукта, проходящего через колонну 1, и его исходной концентрации. Расход измеряется расходомером 11 в комплекте с первичным преобразователем 12, а исходная концентрация — измерителем 13 с первичным преобразователем 14.. Измеритель 7 вырабатывает сигнал, пропорциональный высоте рас• положения слоя' смолы с максимальной о концентрацией извлекаемого компонента.

Система регулирования концентрации извлекаемого компонента на выходе колонны позволяет полнее использовать обменную емкость; смолы, т.е. повысить производительность установки и снизить потери извлекаемого компонента. Так как ионообменный процесс, как всякий диффузионный процесс, обладает значительной инерционностью, то использование в системе регулирования сигналов о значениях возмущающих величин улучшает качество регулирования концентрации на выходе из ионообменной колонны 1. Такими величинами являются исходная концентрация перерабатываемого продукта и объем смолы после слоя ее, в котором образовался максимум концентрации извлекаемого компонента (работающий объем смолы), измеряемые соответственно измерителем 13 исходной концентрации с первичным преобразователем 14 и измерителем 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте смолы с источником 8 и детектором 9 радиоактивного излучения. Повышение качества регулирования концентрации извлекаемого компонента приводит к дополнительному снижению его потерь. При снижении обменной емкости смолы снижается расход продукта, проходящего через ионообменный аппарат. Расход может снизиться до такого значения, что станет выгоднее провести восстановление рабочих свойств смолы прежде, чем на выполнение этой операции поступит сигнал от интегратора 15, С целью интенсификации работы аппарата восстановление рабочих свойств смолы может осуществляться также и по сигналу от блока. 10 умножения.

В условиях, когда исходная концентрация перерабатываемого продукта изменяется в широких пределах, данный способ- дает возможность значительно увеличить- производительность ионообменной установки и снизить потери извлекаемого компонента на 5-6%, что в условиях одного предприятия отрасли дает экономический эффект порядка 35 тыс. руб в год. При использовании в отрасли 3-4 устройств, реализующих данный способ, суммарная экономия составит более 100 тыс. руб. в год.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к способам регулировани$ ионообменных процессов и может найти применение в химической , металлургической и других отрасл х промышленности. Известен способ регулировани  ион обменного процесса, реализуемый с по мощью соответствующего устройства, в котором регенераци  смолы проводитс  в зависимости от концентрации извлекаемого компонента, измер емого датчиком 1 . Однако данный способ не обеспечивает контроль поглощени  извлекаемого компонента смолой, расположенной под датчиком. В то же врем  при исследовании распределени  извлекаемого компонента по высоте сло  ионнообменной смолы замечено, что по ложение максимума концентрации это го компонента в смоле в зависимости от различных условий проведени  процесса может от операции к операции перемещатьс  в пределах от 0,1 до 0,5 высоты сло  смолы (при периодическом процессе). Таким обр&зом, измерение концентрации извлекаемого компонента в одной (фиксированной) точке может быть проведено в слое смолы с низкой обменной емкостью, в результате чего будет преждевременно подан сигнал о необходимости- восстановлени  рабочих свойств смолы и снизитс  производительность установки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ регулировани  ионообменного процесса путем измерени  расхода продукта, проход щего через ионообменный аппарат, и его исходной концентрации, интегрировани  произведений сигналов, пропорциональных значени м этих параметров , и переключени  ионообменного аппарата в режим регенерации при определенном значении указанного интеграла произведений 2J. Однако обменна  емкость смолы в производственных услови х чаще всего не бывает посто нной. При снижении обменной емкости смолы регулирование процесса по данному способу приведет к потер м извлекаемого компонента, а при повьаиении - к неполному ее исполь зеванию. Цель изобретени  - повышение производительности и снижение потерь извлекаемого компонента за счет боле полного использовани  обменной ем кости смолы. Поставленна  цель достигаетс  тем что стабилизируют.концентрацию извле каемого компонента fe переработанном продукте путем воздействи  на -его ра ход с коррекцией ро значени м высоты сло  смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и указанного произведени . На чертеже представлена схема реализ;ации данного способа на примере регулировани  ионообменного процесса осуществл емого в колонне,работающей В периодическом динамическом режиме. Способ осуществл етс  следующим образом. Исходный продукт непрерывно подаетс  в колонну, котора  загружена ио обменной смолой. Между исходным продуктом и смолой происходит обмен ион ми, и извлекаемый компонент из раствора переходит в смолу. Происходит постепенное снижение обменной емкости смолы по мере насыщени  ее извлекаемым компонентом. Когда обменна  емкость смолы оказываетс  полностью использованной, подачу исходного продукта прекращают и начинают восстановление рабочи.х свойств смолы, во врем  которого извлекаемый компонент из смолы переходит в небольшо ( по сравнению с количеством исходного продукта) количество регенерирующего раствора. В результате получают раствор с высокой концентрацией извлекаемого компонента и смолу, подготовленную дл  повторного использовани .. / Расход продукта, проход щего через ионообменную колонну 1, регулируетс  исполнительным органом
2. 2. Командный сигнал формируетс  статичес ким регул тором 3 с учетом сигнала от изодромного регул тора 4. На вход изодромного регул тора 4 подаютс  сигналы от измерител  5 выходной концентрации, работающего в комплексе с первичным преобразователем б. Кроме того, на вход статического регул тора 3 поступают сигналы от и. мерител  7 распределени  концентраци извлекаемого компонента по высоте сло  смолы, работающего в комплекте с синхронно сканирующими источником 8 и детектором 9 радиоактивного излучени , и от блока 10 умножени  си . налов, пропорциональ ых расходу про дукта, проход щего через колонну 1, и его исходной концентрации. Расход измер етс  расходомером 11 в комплекте с первичным преобразователем 12, а исходна  Концентраци  - измер телем 13 с первичным преобразователем 14.. Измеритель 7 вырабатывает сигнал, пропорциональный высоте рас положени  сло  смолы с максимальной онцентрацией извлекаемого компонена . Система регулировани  концентраии извлекаемого компонента на выоде колонны позвол ет полнее испольовать обменную емкость; смолы, т.е. овысить производительность установки снизить потери извлекаемого комонента . Так как ионообменный проесс , как вс кий диффузионный проесс , обладает значительной инерционностью , то использование в системе регулировани  сигналов о значени х возмущающих величин улучшает качество регулировани  концентрации на выходе из ионообменной колонны 1. Такими величинами  вл ютс  исходна  концентраци  перерабатываемого продукта и объем смолы после сло  ее, в котором образовалс  максимум концентрации извлекаемого компонента (работающий объем смолы), измер емые соответственно измерителем 13 исходной концентрации с первичным преобразователем 14 и измерителем 7 распределени  концентрации извлекаемого компонента по высоте смолы с источником 8 и детектором 9 радиоактивного излучени . Повышение качества регулировани  концентрации извлекаемого компонента приводит к дополнительному снижению его потерь. При снижении обменной емкости смолы снижаетс  расход продукта, проход щего через ионообменный аппарат. Расход может снизитьс  до такого значени , что станет выгоднее провести восстановление рабочих свойств смолы прежде, чем на выполнение этой операции поступит сигнал от интегратора 15. С целью интенсификации работы аппарата восстановление рабочих свойств смолы может осуществл тьс  также и по сигналу от блока 10 умножени . В услови х, когда исходна  концентраци  перерабатываемого продукта измен етс  в широких пределах, данный способ- дает возможность значительно увеличить- производительность ионообменной установки и снизить потери извлекаемого компонента на 5-6%, что в услови х одного предпри ти  отрасли дает экономический эффект пор дка 35 тыс. руб в год. При использовании в отрасли 3-4 устройств , реализующих данный способ, суммарна  экономи  составит более 100 тыс. руб. в год. Формула изобретени  Способ регулировани  ионообменного процесса путем измерени  расхода продукта, проход щего через ионообменный., аппарат, и его исходной концентрации, интегрировани  произведени  сигналов, пропорциональных значени м этих параметров, и пере