Ионообменный аппарат непрерывногодЕйСТВия Советский патент 1981 года по МПК B01J47/02 

Поставленная цель достигается тем что корпус снабжен перфорированной перегоройкой, расположенной в секции обессоливания, при этом коллектор ввода деминерализованной воды соединен с коллекторюм ее вывода, а коллектор вывода слабого регенерацион.ного раствора соединен с коллектором его ввода.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат, разрез,

Ионообменный аппарат непрерывного действия состоит из корпуса 1,коллекторов 2 и 3 подачи обрабатываемой воды и отвода фильтрата, перфорированной перегородки 4, расположенных в секции обессоливания воды коллектора 5 отвода деминерализованной воды и коллектора 6 ввода слабого регенерационного раствора, расположенных в секции кондиционирования, коллектора 7 отвода на утилизацию отработанного регенерадионногораствора и коллектора 8 ввода концентрированного регенерационного раствора, размещенных в секции регенерации, коллектора 9 отвода слабого регенерационного раствора и коллектора 10 ввода деминерализованной воды, размещенных в секции противоточной промывки, коллектора 11 подачи промывной воды в секцию прямоточной промывки, транспортирующего устройства 12 ионообменной смолы, насоса 13, трубопровода 14, соединяющего коллекторы деминерализованной воды, и трубопровода 15 соединяющего коллекторы слабого регенерационного раствора.

Аппарат работает следу1 сяцим образом.

- Эрлифтом подается ионообменная смола в Н-форме в секцию обессоливания, куда через коллектор 2 поступает минерализованная вода. В секции происходит диме шрализация последней и -истрщенив: смолы, т.е. ионы жесткости, например, Са , обменивается на ионы Н. Деминерализованная (очищенная) вода через коллектор 3 выводится из аппарата. Истощенная ионообменная смола (смола в Са -форме) , частично содержащая деминерализованную воду, через разделительную перфорированную перегородку 4 поступает в секцию кондиционирования, в которую непрерывно через коллектор б вводится слабый регенерационный раствор, например НМО , который вытесняет деминерализованную воду, нахоД5пцуюся в слое смол. Вытесненная вода отводится через коллектор 5.в трубопровод 14.4-2

Истощенная обезвоженная (Ga -форма) смола под действием сил гравитации поступает в секцию регенерации, куда через коллектор 8 подается концентрированный регенерационный раствор, например HNOj (70%), который частично разбавляется промывным раствором, в этой секции происходит регенерация ионообменной смолы, т.е. перевод кальций-формы ионита в Н-форму. Отработанный регенерационный расвор выводится через коллектор 7 на утилизацию.

Отрегенерированная смола (Н-форма содержащая в своем слое регенерационный раствор, например кислоту, поступает в секцию противопромывки, куда по трубопроводу 14 из секции кондиционирования через коллектор 10 подается насосом 13 раствор, содержащий вытесненную деминерализованную воду, который вытесняет неионргенно-поглощенный регенерационный раствор. Вытесненный регенерационный раствор через коллектор 9 поступает в -трубопровод 15, откуда непрерывно вводится в секцию кондиционирования. Освобожденная от остаточного регенерационного раствора смола поступает в секцию проточной промывки, куда непрерывно через коллектор 11 подается вода промывки. Отрегенерированная и отмытая смола (Н-форма) транспортирукадим устройством подается в секцию обессоливания воды.

Особенностью предлагаемого аппарата является наличие замкнутого контура, включающего коллектор б, коллектор 5, трубопровод 14, нагнетающее устройство 13, коллектор 10, коллектор 9. Упомянутое отличие позволяет сократить расход воды на обработку 1 м ионообменной смолы на 30-40%, тем самым предотвращается вообще сброс в канализацию какихлибо отработанных растворов. Следует также учесть то, что концентрация отработанного регенерационного раствора увеличится на 15-30%. Это позволяет значительно сократить расходы на его утилизацию, например при использовании в качестве азотных удобрений.

Существо протекающего в замкнутом контуре процесса следующее.

Ионообменная смола после секции деминерализации содержит воду набухания., которая в известном аппарате вместе со смолой попадает в секцию регенерации и, следовательно, в регенерационный раствор, тем самым разбавляя его, извлечение этой воды в секции обессоливания позволило это предотвратить. Причем для извлечения воды используют неионогенно-поглощенную кислоту, которая в известном аппарате вместе со смолой попадает в зону промывки и в промывочную воду. Происходящее там загрязнение приводит к повышенному расходу воды на промывку (0,7-0,8 м воды на 1 м смолы, теоретический расчет показывает, что достаточно 0,35-0,4 м на 1 м смолы). Следует отметить, что предлагаемый аппарат для извлечения этой кислоты предусматривает испольэование воды набухания,ранее также не используемой. Таким образом, так как процесс в аппарате протекает непрерывно, то по одному колену контуФа (часть зоны противоточной проколвки, коллектор 9, трубопровод 15, кол лектор б часть зоны обессоливания) течет циркуляционный раствор, содержащий неионогенно-поглощенную кислот а по другому - воду набухания, т.е. циркуляционный раствор представляет два различньсс раствора, выступая в двух различных качествах. Циркуляционный контур позволяет создать в зоне обессоливания .аппарата барьер для разбавления регенераци онного раствора водой набухания, при чем этот барьер устанавливается за счет ранее сбрасываемого в канализацию регенерационного раствора, который при этом загрязнял промывочную воду, а в зоне противоточной промывки - барьер для попадания регенерационного раствора в промывочную воду тоже за счет ранее непроизводительно теряемого продукта. Таким образом, циркуляционный раствор, обновляясь в Кс1ждый момент циркулирует в аппарате непрерывно. Формула изобретения ионообменный аппарат непрерывного действия, содержащий корпус с ионообменной загрузкой, секции обессоливания воды, кондиционирования. регенерации, противоточной и прямоточной промывки ионообменной загру зки, коллекторы пОдачи обрабатываемой воды и,отвода фильтрата, расположенные в йекции обессоливания воды, коллекторы ввода слабого регенерационного раствора и отвода деминерализованной воды, размещенные в секции кондиционирования, коллекторы ввода концентрированного регенерационного раствора и отЬода отмытых загрязнений, размещенные в секции регенерации, коллектора ввода деминерализо-. ванной воды и отвода слабого регенерационного раствора, размещенные в секции противоточной проьшвки, коллектор ввода промывной воды, расположенный в секции прямоточной промывки, и устройство транспортирования ионообменной загрузки, отличающийся тем, что, с целью, повышения экономичности в работе за счет снижения расхода промывной воды, корпус снабжен перфорированной перегородкой, расположенной в секции обессоливания воды, при этом коллектор ввода деминерализованной воды соединен с коллектором ее вывода, а коллектор вывода слабого регенерационного раствора соединен с коллектором его ввода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3152072, кл. 210-33, 1964. 2.Патент Франции 2210043, кл. В 01 J 1/06, 1975.