您当前的位置:  365彩票注册 > 离子交换 > 连续离交工作原理
  • 连续离交工作原理

    连续离交技术的工作原理

        首先从分析固定床的离子交换过程着手,以说明连续离交工艺技术的特点和优势。图4为典型的固定床离子交换过程示意图。当操作一段时间后,树脂床将分为三段,即饱和区、传质区和新鲜树脂区。随着运行时间的延长,传质区在不断下降,直至床层的底部被传质区穿透后,整个树脂床层失效,然后切换至下一步骤。从这个动态过程可以看出,固定床离交过程存在着树脂的利用率低,整个床层只有传质区的少量树脂在工作,大部分树脂处于非传质的闲置和等待状态;并且,大量的物料或洗脱剂(再生剂)需穿过或浸泡已经失活的树脂层,造成了对树脂的料负荷污染。

        

           

    图4  固定床吸附传质侧面图

        理想的离交过程如图5所示,当树脂床的上层有很少一部分树脂饱和后,则立即将这部分树脂从系统中移出而送去再生,再生后又及时返回补充至传质区。只要移出和补充的速度与传质区的前进速度相匹配,系统就可以实现连续的操作。分析可见,理想过程提高了树脂的工作效率,只用少量的树脂,即可达到和装有大量树脂的固定床同等的工作效果,而且由于树脂饱和后及时进行再生,使得树脂免受长时间物料浸泡带来的污染。


    图5 离交过程拆分图

        连续式离子交换系统正是根据这一理念而设计的。如图6所示,它将固定床传质区横切为若干个小段,每一段做成一个独立的小树脂柱,这些小树脂柱依次排列,和固定床中的情况一样,物料则按照1、2、3、4、5 的顺序依次通过各个小树脂柱(以 12 柱为例,实际工业设备为 20 柱以上)。但不同的是,当7号柱吸附饱和后,可以立即离开吸附区送去再生,而2号柱是已经再生好的新鲜树脂,则补充进入吸附区,从而将一个间歇的过程变成连续的工作过程,效率得到大大的提高。              

        

    图6  连续离交工艺展开图

    连续离交的优点

        1.显著的减少树脂的用量。由于连续离交技术在运行中没有闲置的树脂,充分发挥了树脂的效能,在完成同样生产能力的情况下,树脂用量比固定床大幅降低。根据不同的生产工艺,通常其树脂用量只有固定床的几分之一到十分之一。

        2.减少水和化学品的耗量,减少污水排放。连续离交技术每一步骤中的多个树脂柱可以按照工艺的要求,串联或并联连接,树脂柱之间没有死角。在洗脱和再生操作中,几乎可以按化学计量的理论量进行工作,显著地降低了化学品和水的用量。

        3.提高了产品的收率、纯度和浓度。连续离交技术采用的是小树脂床和逆向流动技术,每一个离交步骤由若干个树脂柱构成,可以根据工艺要求灵活地排列组合,以最大限度地完成离交过程中每一步骤的任务,保证了整个离交过程的收率和纯度的稳定。

        4. 设备紧凑、占地面积空间小,全自动化操作,保证了生产的连续稳定运行,获得高纯度和浓度的产品。