SU712010A3 - Установка дл обессоливани водных растворов посредством ионообмена - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройст вам дл  обработки водных растворов посредством ионообмена. Известна установка дл  обработки воды, включающа  ионообменный фильт промьшную и регенерационную колонны 1 . Недостатком установки  вл етс  м ла  экономичность и степень обессоливани . Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  установка, включающа  рабо чую колонну с камерой дл  перегрузки ионообменного материала, размещенной в нижней части, сосуд обратной промывки и колонна дл  регенера ции, снабженные отвсздными трубами, расположенными в верхней их части. Недостатком такой установки  вл е с  мала  экономичность и степень обе соливани  водных растворов. Это достигаетс - тем, что камера перегрузки ионообменного материала соединена посредством трубопроводов с входом сосуда обратной промывки, а выход - с колонной дл  регенерации , причем отводньле трубы размещены внутри сосуда и колонны на рассто НИИ , равном высоте камеры перегрузки . Целесообразно соединительные трубопроводы снабжать запорными клапанами . На фиг. I приведена технологическа  схема двухступенчатой установки дл  обессоливани  водных растворов; на фиг. 2 приведена схема одной из ступеней установки; на фиг. 3, 4 и 5 - ступень установки в различных фазах процесса обессоливани ; на фиг. 6 - часть схемы установки, работающей со смешанной загрузкой; на фиг. 7 - узел шоковой, ударной промывки рабочей колонны; на фиг. 8 вариант выполнени  установки в совмещенном корпусе. Двухступенчата  установка состоит иЭ двух рабочих колонн 1 и 2, одна из которых заполнена катионитом 3, а друга  анионитом 4. Поскольку схема и действие ступеней ана.погичны, в дальнейшем описание будет ограничено лишь одной, катионитовой ступенью. Дл  подачи исходной воды в двухступенчатую установку из резервуаров 5, 6 предусмотрены насосы 7, 8, количество поступаквдей в установку

воды измер ют устройством 9, за которым находитс  обратный клапан 10 и клапан- 11 на трубопроводе 12. Исходна  вода протекает в рабочих колонна 1, 2 снизу вверх. Очищенна  вода из рабочей колонны 1 выходит по трубопроводу 13 с клапаном 14. Нижн   часть рабочей колонны 1 выполнена в виде конуса 15 и соединена через трубопровод 16, имеющий клапан 17, с сосудом обратной промывки 18. Чиста  вода дл  обратной промывки и транспортировки при помощи насоса 8 поступает по трубопров.оду 19с .клапаном 20. Параллельно включенный трубопровод 21, ответвленный от трубопровода 19 подсоединен к головной части сосуда обратной промывки 18. Дл  отвода гр зной воды из сосуда 18 предусмотрен трубопровод 22 и соединительный трубопровод 23, ведущий в колонну дл  регенерации 2 Регенерирующее средство вводитс  в среднюю часть.колонны 24 по трубопрводу 25 с клапаном 26. В этой области предусмотрен.обходной трубопрвод 27 с насосом 2В. В головную часть колонны через трубопровод 29 подводитс  вода дл  разбавлени . Транспортировку ионита из колонны дл  регенерации 24 в рабочую колонну 1 осуществл ют по трубопроводу 30. Дл  забора проб воды из рабочей колонны 1 установлены на различных уровн х расходные крана 31.

Установка работает следующим образом.

Свеже регенерированна  ионооб- менна  смола из колонны дл  регенерации 24 по трубопроводу 30 поступа ет в головную часть рабочей колонны 1. Подача исходной воды в рабочую колонну кратковременно прерываетс  из-за закрыти  клапана 11. После кратковременной фазы прерывани  оп ть открываетс  клапан 11 на трубопроводе 12 и клапан 14 на трубопроводе чистой воды 13. Со следующим тактом загружени  ионообменна  масса 3, нсосод ща с  в конусе 15, транспортируетс  при кратков1ременно открытом клапане 17 по трубопроводу 16 в сосуд дл  обратной промьшки 18. После этого открываетс  клапан 20 дл  подвода воды на обратную промывку. Одна порци  смолы, наход ща с  еще в сосуде дл  обратной промьшки 18, транспор .тируетс  при открытом клапане в колонну дл  регенерации и промывки 24, в которой процесс регенерации осуществл етс  одновременно с процессом обратной промывки в сосуде 18, Чиста  вода, выход ща  из головной части рабочей колонны 1 по трубопроводу 13, подводитс  на дальнейшую обработку в рабочую колонну 2, заполненную анионитом 4.

Так как колонна дл  регенерации имеет значительную длину, то предпочтительной ее формой  вл етс  Ц-образна .

Наход ща с  в сосуде обратной промывки 18 и колонне регенерации 24 обменна  масса отводитс  из .них по трубопроводам 30 и 32, погруженным в них на высоту, при которой удал етс  одна порци  смолы. Эта транспортируема  порци  смолы соответствует тому же количеству смолы, котора  находитс  в конусе 15, и согласуютс  друг с другом.

При этом транспортировка порции смолы прерываетс  через определенное количество времени открытием и закрытием клапанов, то есть транспортировка осуществл етс  за счет толчка воды , и трубопроводы оказываютс  очищенными промывкой, что предотвращает как износ клапанов, так и чрезмерное употребление смол.

На фиг. 2 показана транспортировка ионообменной массы от рабочей колонны 1 в сосуд обратной промывки по трубопроводу 16 при I открытом клапане 17. Темные клапаны наход тс  в закрытом состо нии, а светлые - в открытом. Одна часть свежеуадал емой порции смолы находитс  в конусе сосуда обратной промывки 18 в то врем , как дальнейша , уже промыта  порци  смолы, находитс  выше смешанной зо ны . Чтобы гарантировать основательну промывку смолы, сосуд обратной промывки 18 выполнен таким, что он может содержать по меньшей мере две порции смолы. Во врем  процесса обратной промывки в сосуде 18 в колонне дл  регенерации 24 происходит процесс регенерации и промывки в различных зонах, которые обозначены на фиг. 2-5 различным образом. Регенерирующее средство подают по трубопроводу 25 в среднюю область сосуда и регенерируют с помощью смол, введеных по Трубопроводу 23 противотоком .

При этом создаютс  три зоны соответственно времени пребывани  смол в колонне, В то врем , как смола в изогнутой части колонны 24 находитс  в контакте с концентрированным регенерирующим средством, в области, обозначенной штриховкой, происходит регенераци , а в области, отмеченной вертикальными лини ми,, осуществл етс  предварительна  регенераци . Дл  обеспечени  равномерной регенерации у места подачи предусмотрен посто нный процесс циркул ции с помощью трубопровода 27, подключенного к трубопроводу-25. В большом колене колонны 24 осуществл етс  промывка свежерегенерированной смолы. Вода дл  промьшки и разбавлени  поступает по трубопроводу 29. Вода, поступающа  в зону регенерации, содержит еще избыточное регенерирующее средс во, которое вместе с регенерирующим средством, полностью используетс  и потому расход регенерирующего сре ства оказываетс  незначительньпи. На фиг. 3 - показана установка , когд одна часть промытой смолы в сосуде 18 уже удалена и находитс  в верхне части меньшего колена колонны дл  регенерации 24. Вытесненна  вода от водитс  через клапан к заборному ре зервуару. На фиг. 4 показан процесс обратной промывки, при котором через отк рытый клапан 20 трубопровода 16 под водитс  вода дл  промывки в то врем как обработанна  вода отводитс  по трубопроводу 22. В сосуде обратной промывки 18 находитс  одна единстве на  порци  смолы, котора  разрыхл етс . В колонне дл  регенерации 24 наход тс  шесть порций в шести зоHcix , а именно в трех зонах осуществ л етс  регенераци , в одной - чистое промывание и в двух зонах предварительна  промывка. Вода на промывку вводитс  по трубопроводу 29. На фиг. 5 показана транспортиров ка смолы из колонны дл  регенерации 24 к рабочей колонне 1 по трубопроводу 30 при открытом клапане. При этом смола отводитс  по трубе 3 Подвод исходной воды предотвращаетс  благодар  закрытию клапана 11, и работа во врем  этой кратковременной фазы прерываетс . В рабочей колонне 1 более .сильно св занные ионы, например Си, Ni, Сг, AI и т.д осаждаютс  в нижней ее части, над этой зоной расположена зона, в которой сосредоточены ионы Na, К, NH , Ад, а в третьей зоне - Na. При умен шении содержани  соли в воде порци  ионообменной смолы перемещаетс  вни ; Промывающа  вода используетс  в колонне регенерации 24 три раза, а именно дл  очищающей промывки, промывки и предварительной промывки, а также дл  процессов разбавлени  и регенерации. Благодар  этому потребность в воде можно сильно ограничить , в результате чего экономичност значительно повышаетс . У такой установки количество сточной воды значительно ниже, чем в известных установках с ионообменными колонна .ми. Это относитс  также к потребл емому количеству ионообмейных смол, которое у данной установки ниже, чем в известных установках. Дл  транс портировки смолы используетс  полностью обессоленна  вода. На фиг. б приведена схема установки , работающей со смешанной загрузкой . В .рабочей колонне 1 находитс  смешанна  загрузка, котора  ритмично и порци ми вводитс  в сосуд 1В обратной промывки, где промываетс  и раздел етс  на иониты по удельному весу. Катиоииты отвод тс  по трубе 3 аниоииты - по трубе 34. Верхн   часть рабочей колонны служит как дополнительна  полость дл  разрыхлени , в то врем , когда катиониты регенерируютс  в колонне 24, аниониты подвод тс  в дополнительную колонну. Колонны имеют приспособлени  дл  процесса циркул ции . После транспортировки смол из колонны 24 и 35 они соедин ютс  в смесительной камере 36 и подвод тс  в рабочую колонну 1 по трубопроводу 30« Таким образом, установка в целом без существенных изменений пригодна в равной мере также дл  обработки водных растворов в смешанной загрузке. Дл  предотвращени .по влени  значительных сопротивлений в верхней части рабочей колонны 1, возникающих из-за загр знений мелкими частицами смол при их трении, предусмотрена шокова  ударна  промывка . Перед введением смолы через головную часть рабочей колонны 1 предусмотрено введение сверху йниз воды в направлении , противоположном направлению чистой воды (см, фиг. 7). От трубопровода промыва(вдей воды 13 ответвл етс  трубопровод 37, имеющий клапан. Из заборного резервуара 6 при помощи насоса 8 вода транспортируетс  по трубопроводу 37 в головную часть рабочей колонны 1 и отводитс  у ее дна. На фиг. 8 представлена установка, совмещающа  в одном корпусе все ее элементы, а именно в цилиндрическом сосуде 38 размещен сосуд обратной промывки 18, в который смола вводитс  через воронку 39. Регенерирук цее средство подаетс  в отверстие 40, смолы регенерируютс  и промывают- с  в кольцевой полости 41, наход щейс  межд.У колонной 18 и наружной стенкой цилиндрического сосуда 38. бтрегенерированна  смола по труе 42 и патрубку 43 выводитс  из усановки , а дл  подачи воды на проывку и транспортировку предусмотен патрубок 44. Объем регенерационой ка1«(еры соответствует объему кольевой полости 41. Установка имеет следующие покаатели обессоленной воды: проводиость 1 5; содержание натри  1 мг/л, одержание кремневой кислоты 0,1 мг/л. В течение 15 мин создаютс  загруза и разгрузка обменного материала, ем достигаетс  экономи  последнео по сравнению с известными установами , в которых осуществл ют до 500 агрузок и разгрузок в течение 24 час.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Установка дл  обессоливани  водных растворов посредством ионообмена , включак ца  рабочую колонну с камерой дл  перегрузки ионообменного материала, размещенной в нижней части, сосуд обратной промьшки и колонну дл  регенерации, снабженные отводными трубами, расположенными в верхней их части, отливающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности и степени Обессоливани  водных растворов, камера перегрузки ионообменного материала соединена посредством трубопроводов с входом сосуда обратной промывки, а выход - с колонной дл  регенерации, причем отводные трубы размещены внутри сосуда и колонны на рассто нии, равном высоте камеры перегрузки.
2. 2. Установка по п. 1, л ичающа с  тем, что соединительные трубопроводы снабжены запоными клапанами.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз

   1. Патент США 2767140, кл. 210-33, 1956.

   j . 2j г5

   16

   го

   13

   Фи&.5

   30