專利名稱：階梯形樹脂分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凝結(jié)水處理設(shè)備，具體是一種凝結(jié)水處理設(shè)備中的失效樹脂的分離再生裝置。
凝結(jié)水，如超高壓大容量火力發(fā)電機(jī)組的凝結(jié)水通常需要使用能交換(去除)水中陽陰離子的體外再生混合床式離子交換器進(jìn)行處理?；旌洗彩诫x子交換器內(nèi)的樹脂在使用一定時(shí)間后，將失去交換能力而失效，失效的樹脂需送至體外再生裝置，及時(shí)有效地進(jìn)行再生。再生的過程是，先進(jìn)行陽陰樹脂分離，然后分別用酸堿再生，再生后的陽、陰樹脂混合后再送回混合床離子交換器。樹脂再生處理的質(zhì)量好壞，首先取決于能否將陽陰樹脂徹底分離。
現(xiàn)有的樹脂分離裝置(也稱分離塔)，有中間抽出式結(jié)構(gòu)、高塔式結(jié)構(gòu)和錐斗式結(jié)構(gòu)。由英國THOMPSON KENNICOTT公司近年推出的錐斗式分離裝置見

圖1。該裝置為上下帶封頭的容器，其器體頂壁上有排氣口9，器體底壁上有陽樹脂出口4和下水管5，器體上部為圓筒段7，圓筒段下端接錐斗體8，圓筒段壁上有上水管1和樹脂進(jìn)口2，錐斗體的壁下部有陰樹脂出口3，器體底部內(nèi)有配水器6，配水器可為圖示的水帽式結(jié)構(gòu)，也可為分配管等結(jié)構(gòu)。失效樹脂由進(jìn)口2進(jìn)入器體內(nèi)，首先自下水管5進(jìn)水，經(jīng)分配器分配均勻的水流由下至上對失效樹脂進(jìn)行反洗，樹脂隨水流松動、并被托起成懸浮狀，反洗水流經(jīng)上水管1排出，經(jīng)一定時(shí)間反洗后，逐步降低進(jìn)水流速，直至停止進(jìn)水而靜置，在該過程中，密度大的陽樹脂首先沉淀于錐斗內(nèi)，密度小的陰樹脂則沉淀于其上部，在陽、陰樹脂交接面附近形成陽陰樹脂交叉層，稱混脂層，即實(shí)現(xiàn)陽、陰樹脂分離。樹脂分離后，自上、下水管同時(shí)進(jìn)水，并開啟陽樹脂出口4，使陽樹脂排至陽樹脂再生裝置進(jìn)行再生處理。陽樹脂排出后，混脂層和陰樹脂隨之下移，并由上部進(jìn)堿，由下部排廢液，對陰樹脂再生，然后自上水管進(jìn)水，開啟陰樹脂出口3，使陰樹脂排出，混脂層則留在器體內(nèi)參加下一周期的分離。樹脂分離和樹脂排出過程由控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。錐斗式結(jié)構(gòu)的樹脂分離裝置有較好的分離效果，但由于器體下部為錐斗體結(jié)構(gòu)，在陽樹脂排出過程中，樹脂在錐斗內(nèi)下移時(shí)的流動斷面不斷變化，樹脂層面產(chǎn)生的凹陷、偏流較嚴(yán)重，使已經(jīng)分離的樹脂容易產(chǎn)生較嚴(yán)重的二次混脂污染。
本發(fā)明的目的是提供一種階梯形樹脂分離裝置，本裝置在分離樹脂的過程中，進(jìn)入器體內(nèi)的反洗水流具有下部流速高于上部流速的兩種流速，使樹脂能被快速地托起至器體上部，實(shí)現(xiàn)快速托起、沖洗，在沉淀分離過程中可獲得更好的分離效果和減小棍脂層厚度，在樹脂排出過程中可有效減少二次混脂污染。
本發(fā)明的目的還在于所提供的階梯形樹脂分離裝置能實(shí)現(xiàn)陽、陰樹脂分離，并能用于樹脂再生處理，以及排除碎樹脂。
本發(fā)明的技術(shù)方案見圖2，本裝置為上下帶封頭的容器，容器器體頂壁上有排氣口9，器體底壁上有陽樹脂出口4和下水管5，器體上部為圓筒段7，下部為圓筒段10，兩圓筒段之間的連接段為變徑段11，圓筒段10的截面積小于圓筒段7的截面積，器體成上大下小的階梯形，圓筒段7的壁上設(shè)上水管1和樹脂進(jìn)口2，圓筒段7的壁下部設(shè)陰樹脂出口12，器體底部內(nèi)有配水器6，圖示中設(shè)在圓筒段7壁上的上水管1或者是設(shè)在器體的頂壁上。樹脂的分離過程是，失效樹脂由進(jìn)口2進(jìn)入器體內(nèi)，由下水管5進(jìn)水，經(jīng)配水器自下而上對樹脂進(jìn)行沖洗，并將樹脂托起至器體上部成懸浮狀，沖洗水流由上水管排出，由于上下兩圓筒段的截面積不同，即沖洗水流產(chǎn)生兩種水速，在下部的圓筒段10內(nèi)，由于截面積小，則沖洗的水速快，可將樹脂快速托起至器體上部，由于上部的圓筒段7截面積大，沖洗水流通過變徑段，水速則相應(yīng)降低，使被水流托至器體上部成懸浮狀的樹脂可充分地離散，有利于沉淀時(shí)的陽、陰樹脂分離；經(jīng)一定時(shí)間的反洗后，逐步降低進(jìn)水水速，直至停止進(jìn)水而靜置，在該過程中，首先是密度大的陽樹脂快速沉淀于下部的圓筒段10內(nèi)，而密度小的陰樹脂，由于變徑段11可對其產(chǎn)生一定的阻隔作用，則被較穩(wěn)定地分隔在器體上部，由于變徑段11的橫截面積自上而下逐步變小，在降低進(jìn)水流速的過程中，陽樹脂首先有效地沉淀在下部，在進(jìn)一步降低流速直至關(guān)閉進(jìn)水，則陰樹脂沉淀在上部，從而減少陽、陰樹脂的模糊接觸層厚度，通過合理設(shè)置變徑段的高度，具有減小混脂層厚度的效果；樹脂分離后，通過控制系統(tǒng)對陽、陰樹脂進(jìn)行有序地排出，先由上水管進(jìn)水，開啟陰樹脂出口12，將位于器體上部的陰樹脂排至陰樹脂再生裝置進(jìn)行再生處理，陰樹脂排出后關(guān)閉出口12，開啟陽樹脂出口4，將陽樹脂排至陽樹脂再生裝置進(jìn)行再生處理，陽樹脂排送后，混脂層隨之下移器體底部，留在器體內(nèi)參加下一周期的分離。由于在排出樹脂時(shí)，陽樹脂和混脂層是在等截面積的圓筒段10內(nèi)均勻下移，可有效減少樹脂層面凹陷和偏流現(xiàn)象，從而有效減少二次混脂污染。在實(shí)際的運(yùn)行系統(tǒng)中，經(jīng)分別再生的陽、陰樹脂還需在去除碎樹脂后進(jìn)行混合，以供回用。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案敘述如下參見圖3、圖6，將前述方案中設(shè)在圓筒段7下部壁上的所述陰樹脂出口12改設(shè)在圓筒段10的側(cè)壁下部，在圓筒段7的壁上增設(shè)接口管13，其他見圖示。該方案可滿足陽、陰樹脂分離和用于陰樹脂再生，以及有去除碎樹脂的作用。其過程如下，由下水管進(jìn)水對樹陷進(jìn)行反沖洗，由上水管排出水流，在反沖洗過程中，由接口管13脈沖地(間斷地)向外排除碎樹脂，然后逐步地降低進(jìn)水流速，直至停止進(jìn)水而靜置，實(shí)現(xiàn)陽、陰樹脂分離。分離后，由上水管進(jìn)水，或者是上、下水管同時(shí)進(jìn)水，并開啟陽樹脂出口4，將陽樹脂排至再生裝置進(jìn)行再生處理，在陽樹脂排出后，混脂層和陰樹脂隨之移至器體下部，然后由接口管13加入堿液，對陰樹脂進(jìn)行再生處理，陰樹脂再生后，再由上水管進(jìn)水，并開啟陰樹脂出口12，將再生后的陰樹脂排送至混合貯存裝置，或者是排至陽樹脂再生兼混合貯存裝置。由所述可知，該方案結(jié)構(gòu)是階梯形分離裝置兼陰樹脂再生裝置為一體。
另一方案參見圖4、圖7，與上述方案相同的是在圓筒段7的壁上增設(shè)接口管13，比外，在變徑段11壁上或者是在與變徑段鄰近的圓筒段壁上增設(shè)接口管14，其他見圖示。該方案可滿足陽、陰樹脂分離和分別用于陽、陰樹脂再生處理，以及有去除碎樹脂的作用，即集樹脂分離、陰樹脂再生處理、陽樹脂再生處理為一體。其過程是，在由下水管進(jìn)水對樹脂進(jìn)行反沖洗過程中，接口管13和接口管14均可脈沖式排除碎樹脂，從而提高排除碎樹脂的效果在樹脂沉淀分離后，自下水管5進(jìn)酸、自接口管13進(jìn)堿，并由接口管14排廢液，對陽、陰樹脂分別進(jìn)行再生處理；處理完畢后，關(guān)閉接口管13和接口管14，自上水管1進(jìn)水，由下水管5排水，對分離的樹脂進(jìn)行清洗，然后關(guān)閉下水管、開啟設(shè)在圓筒段7下部壁上的陰樹脂出口12，由上水管進(jìn)水，將已再生處理的陰樹脂排出，陰樹脂排出后關(guān)閉出口12，打開陽樹脂出口4，將已再生的陽樹脂排出。陽、陰樹脂排出后混合待用。
與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明具有以下明顯技術(shù)效果1、器體的下部圓筒段截面積小于上部的圓筒段截面積，使反沖洗水流具有兩種流速，在反沖洗時(shí)，可快速地將樹脂托起至器體上部成懸浮狀，使樹脂有較長的沉淀路徑，因器體上部的截面積大而水流流速慢，可滿足被托至上部成懸浮狀的樹脂實(shí)現(xiàn)充分離散，有利于提高分離效果。
2、在樹脂沉淀分離過程中，由于位于器體中部的變徑段對密度小的陰樹脂具有一定的阻隔作用，在陽樹脂沉淀時(shí)，使陰樹脂較穩(wěn)定地被分隔在器體上部，使陽、陰樹脂較徹底地實(shí)現(xiàn)分離，而且在兩圓筒段之間設(shè)置變徑段，有利于減小混脂層厚度。
3、在樹脂排出過程中，樹脂層主要是在等截面的圓筒段內(nèi)下移，可有效減少樹脂層凹陷、偏流現(xiàn)象，減少二次混脂污染。
4、在圓筒段7上設(shè)置接口管13，或在圓筒段10上還設(shè)置接口管14，本裝置還可用于樹脂再生，并可在反沖洗過程中同時(shí)排除碎樹脂，具有簡化系統(tǒng)、節(jié)省投資、占地少的技術(shù)效果；避免現(xiàn)有技術(shù)用化學(xué)方法排除碎樹脂時(shí)對樹脂造成傷害，而延長樹脂的使用壽命。
圖1為現(xiàn)有的錐斗式樹脂分離裝置的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為本發(fā)明的方案結(jié)構(gòu)主視圖；圖3為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)主視圖；圖5為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)主視圖；圖6為實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)主視圖7為實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)主視圖。
下面通過實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1。結(jié)構(gòu)見圖3，器體為上下帶封頭的容器，器體頂壁上設(shè)排氣口9，器體底壁上設(shè)陽樹脂出口4和下水管5，器體上部為圓筒段7，下部設(shè)置為圓筒段10，中部設(shè)置變徑段11，變徑段上下端分別與圓筒段7的下端和圓筒段10的上端連接，圓筒段10的截面積小于圓筒段7的截面積；器體整體成階梯形，器體底部內(nèi)設(shè)配水器6；圓筒段7的壁上部設(shè)上水管1和樹脂進(jìn)口2，陰樹脂出口12設(shè)在圓筒段10的壁下部。自下水管進(jìn)入的壓力水，經(jīng)配水器進(jìn)入圓筒段10內(nèi)，因該圓筒段截面積較小，則以相對高的流速對樹脂進(jìn)行反沖洗，使樹脂被快速地托起至器體上部的圓筒段7內(nèi)，并成懸浮狀，由于圓筒段7的截面積較大，使進(jìn)入其內(nèi)的水流流速變慢，并使樹脂隨水流得以較充分離散，以有利于樹脂在沉淀時(shí)進(jìn)行分離，反沖洗水流由上水管排出；在經(jīng)一定時(shí)間反沖洗后，逐步降低進(jìn)水流速，直至停止進(jìn)水而靜置，在該過程中，經(jīng)沖洗和隨水流離散的樹脂開始分離，首先是密度較大的陽樹脂被沉淀分離于圓筒段10內(nèi)，而密度較小的陰樹脂，由于變徑段對其有一定的阻隔作用，被分離在圓筒段7內(nèi)，停留在變徑段內(nèi)的則為混脂層。本例中，在圓筒段7的壁上設(shè)置接口管13，圓筒段10的側(cè)壁上還設(shè)置物位計(jì)插接口15。本例除可滿足樹脂較徹底地分離外，還可用于陰樹脂再生處理，以及排除碎樹脂。其過程是，在由下水管進(jìn)水對樹脂進(jìn)行反沖洗過程中，脈沖式開啟接口管13，碎樹脂成脈沖式由該接口管的縫隙排出；在樹脂沉淀分離完成后，由上水管進(jìn)水，或由上下水管同時(shí)進(jìn)水，開啟陽樹脂出口4，首先將陽樹脂排至陽樹脂再生裝置進(jìn)行再生處理，并由物位計(jì)測得陰樹脂層面的下移位置；在陽樹脂排出的同時(shí)，混脂層及陰樹脂隨之下移，由于混脂層和陰樹脂主要是在圓筒段內(nèi)下移，其產(chǎn)生的凹陷、偏流少，可有效減少下移過程中的二次混脂污染；陽樹脂排出后關(guān)閉出口4，由接口管13加入堿液，對留在器體內(nèi)的陰樹脂進(jìn)行再生處理，陰樹脂再生后，再由上水管進(jìn)水，將已再生的陰樹脂由出口12排至混合貯存裝置，混脂層則留在器體內(nèi)參加下一周期分離。
實(shí)施例2。見圖4，本例中，在變徑段11壁上增設(shè)接口管14，接口管14還可設(shè)在與該變徑段鄰近的圓筒段7的下端壁上或圓筒段10的上端壁上，陰樹脂出口12設(shè)在圓筒段7的壁下部(同圖2所示)，在圓筒段10的側(cè)壁上設(shè)置兩個(gè)物位計(jì)插接口15，其余見圖示。本例除可滿足陽、陰樹指較徹底地分離外，還可用于陽樹脂和陰樹脂的再生處理，以及排除碎樹脂。在反洗過程中，由接口管13、接口管14脈沖地排除碎樹脂，陽、陰樹脂的沉淀分離過程同前述。在陽、陰樹脂分離后，自下水管進(jìn)酸液、接口管13進(jìn)堿液，由接口管14排廢液，對陽、陰樹脂分別進(jìn)行再生處理，處理完畢后，先由上水管進(jìn)水，將陰樹脂由出口12排出，然后開啟陽樹脂出口4，將陽樹指排出。再生后的陽、陰樹脂經(jīng)混合待用。本例既滿足陽、陰樹脂分離，又可用陽、陰樹脂分別再生處理，可省去現(xiàn)有技術(shù)中的陽、陰樹脂再生裝置等，可簡化整個(gè)系統(tǒng)，節(jié)省投資，而且占地少。
實(shí)施例3。見圖5，本例在圖2所示的方案結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，在圓筒形段7的上端增設(shè)變徑段16，該變徑段上端截面積大于其下端截面積，構(gòu)成第二個(gè)階梯，所述的樹脂進(jìn)口2設(shè)在變徑段16的壁上，或者是設(shè)在圓筒段7的壁上部，所述的上水管1設(shè)在變徑16的壁上，也可設(shè)在器體頂壁上，其他見圖示。增設(shè)上大下小的變徑段16，由下水管5進(jìn)水反沖洗時(shí)可采用更高的流速，使樹脂被托至該變徑段內(nèi)，使樹脂以獲得更長的沉淀分離路徑，進(jìn)一步提高分離效果。樹脂分離及排出過程同本裝置的方案段所述。
實(shí)施例4。見圖6，本例的器體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3，在變徑段16的壁上設(shè)置接口管13，陰樹脂出口12設(shè)在圓筒段10的下部側(cè)壁上，接口管13也可設(shè)在圓筒段7的壁上部，其他見圖示。本例可滿足陽、陰樹脂較徹底地分離，又可用于陰樹脂再生處理，其過程同實(shí)施例1所述。
實(shí)施例5。見圖7，本例結(jié)構(gòu)在例4的基礎(chǔ)上進(jìn)行，在變徑段11的壁上增設(shè)接口管14，接口管14也可設(shè)在圓筒段7的下端壁上或圓筒段10的上端壁上，陰樹脂出口12設(shè)在圓筒段7的壁下部(同圖2所示)，其他見圖示。本例可滿足陽、陰樹脂較徹底分離和用于陽、陰樹脂分別進(jìn)行再生處理，以及去除碎樹脂，其過程同實(shí)施例2所述。
權(quán)利要求
1.階梯形樹脂分離裝置，為上下帶封頭的容器，容器器體頂壁上有排氣口，底壁上有陽樹脂出口(4)和下水管(5)，器體的上部為圓筒段(7)，圓筒段(7)的壁上有樹脂進(jìn)口(2)和上水管(1)，其特征是容器器體下部為圓筒段(10)，圓筒段(10)的上端與圓筒段(7)的下端之間由變徑段(11)連接，圓筒段(10)的截面積小于圓筒段(7)的截面積，圓筒段(7)的壁下部有陰樹脂出口(12)，所述的上水管(1)或者是設(shè)在器體的頂壁上。
2.按照權(quán)利要求1所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的圓筒段(7)的壁上設(shè)有接口管(13)，所述的陰樹脂出口(12)則設(shè)在圓筒段(10)的側(cè)壁下部。
3.按照權(quán)利要求1所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的圓筒段(7)的壁上設(shè)有接口管(13)，所述的變徑段(11)的壁上或者與該變徑段鄰近的圓筒段壁上設(shè)有接口管(14)。
4.按照權(quán)利要求1所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的圓筒段(7)的上端設(shè)置變徑段(16)，該變徑段的上端截面積大于其下端截面積，所述的樹脂進(jìn)口(2)則設(shè)在變徑段(16)的壁上或者設(shè)在圓筒段(7)的上部壁上，所述的上水管(1)則設(shè)在變徑段(16)的壁上。
5.按照權(quán)利要求4所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的變徑段(16)的壁上或者圓筒段(7)的壁上部設(shè)有接口管(13)，其陰樹脂出口(12)則設(shè)在圓筒段(10)的下部側(cè)壁上。
6.按照權(quán)利要求4所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的變徑段(16)的壁上或者圓筒段(7)的壁上部設(shè)有接口管(13)，其變徑段(11)的壁上或者與該變徑段鄰近的圓筒段壁上設(shè)有接口管(14)。
7.按照權(quán)利要求1、或2、或3、或4、或5、或6所述的階梯形樹脂分離裝置，其特征是所述的圓筒段(10)的側(cè)壁上設(shè)有物位計(jì)插接口(15)。
全文摘要
階梯形樹脂分離裝置。器體頂壁上有排氣口9,器體底壁上有陽樹脂出口4和下水管5,器體上部為圓筒段7,下部為圓筒段10,中部為變徑段11,圓筒段7上有樹脂進(jìn)口2和上水管1,圓筒段10下部有陰樹脂出口12。由下水管進(jìn)水對器體內(nèi)的樹脂進(jìn)行反洗,并被快速托至器體上部,變徑段可改變流速,本裝置可減少混脂層,獲得更好的分離效果和減少二次混脂污染,設(shè)接口管13時(shí)可用于樹脂再生處理和排碎樹脂,具有分離、再生多項(xiàng)功能。
文檔編號B01J49/00GK1235876SQ9811356
公開日1999年11月24日 申請日期1998年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月20日
發(fā)明者何世虎, 吳廷武, 劉啟彬 申請人:武漢凱迪電力股份有限公司