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连续离子交换技术

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连续离子交换技术


2016-11-16     分享次数:346   作者:admin


      连续离子交换技术可用于分离、精制和回收各种工业用水及其他溶液中的特定有效物质及有害物质,连续离子交换系统可使用传统的吸附剂,如:离子交换树脂、活性炭及合成吸附剂等。由于连续离子交换系统是连续运行,不需要设置备用设备;离子交换树脂再生时也不必中断正常的生产。由于多柱吸附以及在稳定状态下连续运行,可以处理杂质浓度较高的物料,保证产品具有稳定的成分和浓度。同时,因非活性树脂用量的减少及采用多通道逆向流动再生方式,离子交换树脂的用量及再生剂和洗涤水的消耗量可大大减少。因为能使多级分离步骤同时进行,所以越是复杂的分离过程,越能发挥其优越性。
一、连续离子交换技术特点
1、由于连续运行,吸附或者离子交换后的产品成分和浓度保持稳定。
2、因连续生产,不需要重复的设备,为了再生不需要停止运行。同时,投资费用少,维修简单。
3、相对固定床系统,树脂用量可减少50-90%。由于采用逆流再生方式和接近当量比的再生剂,使再生剂的用量大幅度减少,洗涤水的用量高可节约50-70%。
4、同时可去除或者分离具有不同特性的物质,因此可将复杂的工艺简单化。
5、由于设备紧凑,易于安装在任何位置,易与原生产过程和设备匹配。
6、根据生产过程的需要随流入流体的质量和流量的变化可自动调节旋转速度。因此能保证经济上状态下运行。
7、根据生产过程的便利,使流体的流向可联接成逆流或者并流方式。

二、连续离子交换系统的工作原理描述
根据工艺设计,转盘以一定速度旋转,带动位于其中心的阀体(旋转阀和指示阀)一起转动。转盘上的离交柱与旋转阀由刚性管连接。指示阀通过较短的金属软管与外部供料系统一一对应连接。实际的工艺操作在树脂柱内完成。整个系统运行时,转盘、树脂柱、柱与阀间的管路、旋转阀作为一个整体一直向右(从上往下)连续运转。在设备运行过程中,指示阀与驱动阀一起转动,当转过一定角度后,指示阀反转回到下一个阀口的位置,每次转过的角度取决于阀口的数量(360°/n),系统一直重复下去。
三、 连续离子交换系统的流程设计描述
为实现每个区域不用的工艺目标,不同区域在工艺流程设计时可以根据工艺要求比较方便的进行如下各方式设计:
1、串联流程
串联流程是指将多个阀孔(对应同等数量的树脂柱)串在一起,形成单柱床或多柱床。
2、并联流程
使用并联有利于克服流速高时产生的大压降,将多个管口(柱位)并联成一个汇聚点再均衡分配。
3、料液顶洗
用少量的产品溶液置换树脂柱内空隙间的水(可带入产品中) ,这样可以避免稀释产品,同时可回用水,节约系统总耗水量。
4、单柱内逆流进料
单柱内逆流进料可以很方便的从树脂柱顶部去除固体悬浮物,疏松树脂,防止结块。
5、系统内循环回用
系统内各步洗水及再生试剂可以在系统内直接回用,相应减少水、化学试剂的耗量。

四、连续离子交换系统的工艺流程例举
如下图所示,3~9#为吸附区域,料液在3、4#位并联进入系统,利用树脂对各种组分吸附能力的不同,在固定相(树脂)不断移动的过程中,产品和其他组分得到了分离纯化。1~2#为吸附水洗区域,在1#位,采用去离子水对吸附饱和的树脂进行水洗,使树脂间隙内的产品和其他未被吸附物质留出,以保证产品解析时的纯度;由于洗涤下来的液体还含有产品,水洗液同3、4#流出液混合后再进入二级吸附区域,以保证产品的收率。20#为ER(夹带排除)区,采用解析的产品将树脂间隙内的水顶出,以保证解析时产品的浓度不被稀释。14~19为解析区域产品在18、19#位得到收集。12~13#为解析水洗区,其流出液还含有大量未被利用的解析溶剂和洗涤下来的产品,为了提供溶剂的利用效率及提高产品收率,洗涤水同14、15#流出液混合后进入二级解析区域。10~12#为再生区域,采用的再生剂根据树脂的型号来决定,本工艺中主要采用酸碱再生。
由于每个柱都能得到充分的利用,可保证每个进入下一区域的柱都能达到优化状态,可使得产品与杂质完全分离,产品的质量得到提高;解析时产品得到完全的解析,并通过ER(夹带排除)区保证解析产品的浓度,有利于后工序的浓缩。