一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置，該裝置包括離子交換反應器、脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽，離子交換反應器中盛裝離子交換樹脂，所述離子交換反應器具有設置在頂部的第一入口、第一出口和設置在底部的第二入口、第二出口；脫鹽水換熱器用于預熱脫鹽水，所述脫鹽水換熱器的脫鹽水出口與所述第一入口與第二入口分別連通；酸液換熱器用于冷卻酸液，所述酸液換熱器的酸液出口與所述第二入口連通；復蘇液槽用于盛裝復蘇液，所述復蘇液槽的出口與所述第一入口連通；堿液槽用于盛裝堿液，所述堿液槽的出口與所述第二入口連通，離子交換反應器與脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽之間通過管線和閥門連接。
【專利說明】一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及離子交換凈化【技術領域】，具體涉及一種有機胺煙氣脫硫工藝中的離子交換樹脂脫鹽系統中的樹脂在線復蘇裝置。

【背景技術】
[0002]鋼鐵工業中的燒結工序會造成比較嚴重的大氣污染，因此，需要安裝煙氣脫硫系統以減少302的排放，目前，采用較多的為濕法有機胺脫硫工藝，但是，該吸收302的同時，也吸收了大量的S03& HCl等酸性氣體，該酸性氣體在脫硫溶液中形成SO 42_及Cl-等陰離子，形成的陰離子一方面會對脫硫溶液的吸收解析性能產生影響，影響脫硫系統的脫硫的效率；另一方面大量的陰離子存在，特別是Cl—會加劇脫硫系統的設備腐蝕，從而加大了脫硫的運行成本。因此在有機胺脫硫工藝中需要安裝脫除熱穩定性鹽的設備，目前，離子交換樹脂脫鹽系統以其較好的脫出效率及良好的穩定性被廣泛應用。
[0003]離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物，具有可以反復再生循環使用的實用性，但在離子交換過程中，交換勢能較高、附著力強的離子或大分子之類的物質，容易被交換或吸附到樹脂上，而在再生時卻難以洗脫下來，從而阻礙了離子交換反應的進行或在離子交換反應過程中生成難溶的沉積物，并沉積在樹脂內部阻礙了離子交換的通道，造成離子交換樹脂的失效。在傳統的水處理工藝過程中，會出現待處理水中鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、硅、油、有機物污染樹脂造成樹脂失效的問題。目前，通常是采用離線復蘇的辦法將污染消除，使樹脂功能大致恢復后重新投入使用。但由于有機胺脫硫溶液中的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、硅、油、有機物含量比傳統意義水處理工藝過程中的待處理水的同類物質含量要高很多，容易很快造成樹脂的污染失效，因此需要頻繁進行復蘇處理。而離線復蘇的辦法由于其可操作性差，耗時長已不能滿足工業生產的要求。另夕卜，現有技術中的離子交換樹脂復蘇在離子交換器外進行，在移動樹脂的過程中容易造成樹脂的磨損粉化，并且所采用的復蘇液多為強酸強堿，復蘇成本較高。
[0004]因此，解決離子交換樹脂被污染后的在線復蘇的問題，有著較大的理論意義和經濟價值。
實用新型內容
[0005]針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置，所述裝置包括離子交換反應器、脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽，其中，離子交換反應器中盛裝離子交換樹脂，所述離子交換反應器具有設置在頂部的第一入口、第一出口和設置在底部的第二入口、第二出口 ；脫鹽水換熱器用于預熱脫鹽水，所述脫鹽水換熱器的脫鹽水出口與所述第一入口與第二入口分別連通；酸液換熱器用于冷卻酸液，所述酸液換熱器的酸液出口與所述第二入口連通；復蘇液槽用于盛裝復蘇液，所述復蘇液槽的出口與所述第一入口連通；堿液槽用于盛裝堿液，所述堿液槽的出口與所述第二入口連通，所述離子交換反應器與脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽之間通過管線和閥門連接。
[0007]根據本實用新型的離子交換樹脂在線復蘇的裝置的一個實施例，所述脫鹽水換熱器利用脫硫溶液進行脫鹽水的預熱，所述脫鹽水換熱器包括脫鹽水入口、脫鹽水出口和脫硫溶液入口、脫硫溶液出口，并且脫鹽水與脫硫溶液相向流動。
[0008]根據本實用新型的離子交換樹脂在線復蘇的裝置的一個實施例，所述酸液換熱器利用冷卻水進行酸液的冷卻，所述酸液換熱器包括酸液入口、酸液出口和冷卻水入口、冷卻水出口，并且酸液與冷卻水相向流動。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的在線復蘇裝置可以實現對離子交換樹脂的在線復蘇，有效地去除被樹脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、有機物等，復蘇效果較好、降低了復蘇液成本并且延長了離子交換樹脂的使用周期。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據本實用新型示例性實施例的離子交換樹脂在線復蘇裝置的結構示意圖。
[0011]附圖標記說明:
[0012]1-離子交換反應器、2-脫鹽水換熱器、3-酸液換熱器、4-復蘇液槽、5-堿液槽、6-第一入口、7-第一出口、8-第二入口、9-第二出口、10-脫鹽水入口、11-脫鹽水出口、12-脫硫溶液入口、13-脫硫溶液出口、14-酸液入口、15-酸液出口、16-冷卻水入口、17-冷卻水出口、18-復蘇液槽出口、19-堿液槽出口、20-管線、21-閥門。

【具體實施方式】
[0013]下面參照實施例對本實用新型做進一步詳細描述，但本實用新型不限于以下實施例的描述。
[0014]圖1是根據本實用新型示例性實施例的離子交換樹脂在線復蘇裝置的結構示意圖。如圖1所示，根據本實施例的離子交換樹脂在線復蘇裝置包括離子交換反應器1、脫鹽水換熱器2、酸液換熱器3、復蘇液槽4、堿液槽5。
[0015]其中，離子交換反應器I是在有機胺脫硫系統中進行熱穩定鹽脫除的主要設備，離子交換反應器I中盛裝離子交換樹脂，該離子交換反應器I具有設置在頂部的第一入口6、第一出口 7和設置在底部的第二入口 8、第二出口 9，由此可以通過向離子交換反應器I中正向或反向地通入或排出特定的物質進行沖洗或浸泡，從而實現對中毒后的離子交換樹脂進行復蘇。需要說明的是，正向是指物質由上至下流動，反向是指物質由下至上流動。
[0016]脫鹽水換熱器2用于預熱脫鹽水，脫鹽水換熱器2的脫鹽水出口 11與第一入口 6與第二入口 8分別連通以實現對于離子交換反應器I中離子交換樹脂的正向沖洗和反向沖洗。具體地，脫鹽水是指將所含易于除去的強電解質除去或減少到一定程度的水，脫鹽水中的剩余含鹽量應在不大于5mg/L，例如脫鹽水中K+、Na+、Ca+、Cl_含量都應控制為< lmg/L，本實用新型先采用脫鹽水對離子交換樹脂進行沖洗以除去其中的粉塵和懸浮物。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，脫鹽水換熱器2利用脫硫溶液進行脫鹽水的預熱，脫鹽水換熱器2包括脫鹽水入口 10、脫鹽水出口 11和脫硫溶液入口 12、脫硫溶液出口13，并且脫鹽水與脫硫溶液相向流動。如圖1所示，首先，脫鹽水從脫鹽水入口 10進入脫鹽水換熱器2，再從脫鹽水出口 11流出，而脫硫溶液則從脫硫溶液入口 12進入，再從脫硫溶液出口 13流出，在脫鹽水換熱器2中脫鹽水與脫硫溶液進行換熱后升溫至40?50°C，然后利用升溫后的脫鹽水對離子交換反應器I內的離子交換樹脂進行正洗和反洗，沖洗時間均為2?4h，脫鹽水經過樹脂的流速均為25?30m/h，沖洗后的水分別經第一出口 7和第二出口 8排到脫硫系統洗滌塔。其中，與脫鹽水進行換熱處理的脫硫溶液是來自脫硫系統的貧液，該脫硫溶液進行換熱處理前的溫度一般為60?70°C，經過換熱處理后溫度達到45?50 V，可直接返回脫硫系統的吸收塔進行脫硫。
[0018]酸液換熱器3用于冷卻酸液，酸液換熱器3的酸液出口 15與第二入口 8連通以實現對于離子交換反應器I中離子交換樹脂的反向沖洗。本實用新型所采用的酸液為脫硫解析塔的酸氣冷凝液，由于酸氣冷凝液是在一定的溫度及壓力條件下SO2氣體溶解在水中形成的，其主要成分為亞硫酸，現場取樣測其PH值為I?2，此酸度可將吸附在離子交換樹脂上的金屬離子去除。但是，解析塔酸氣冷凝液的出口溫度在100°C左右，在此溫度下將其直接作用于離子交換樹脂會使離子交換樹脂失效，因此在作用前應將其降溫到40?50°C后再對離子交換樹脂進行反向沖洗，以去除被離子交換樹脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子。
[0019]根據本實用新型的一個實施例，酸液換熱器3利用冷卻水進行酸液的冷卻，酸液換熱器3包括酸液入口 14、酸液出口 15和冷卻水入口 16、冷卻水出口 17，并且酸液與冷卻水相向流動。如圖1所示，來自解析塔的酸氣冷凝液從酸液入口 14進入酸液換熱器3，再從酸液出口 15流出，冷卻水從冷卻水入口 16進入，再從冷卻水出口 17流出，在酸液換熱器3中酸液被冷卻降溫至40?50°C，然后將降溫后的酸液從離子交換反應器I底部的第二入口8通入對離子交換樹脂進行反向沖洗，反向沖洗的時間為24?36h，酸液經過離子交換樹脂的流速為2?3m/h，酸液沖洗后液體經離子交換反應器I頂部的第一出口 7排到廢水處理系統。
[0020]復蘇液槽4用于盛裝復蘇液，復蘇液槽4的出口 18與第一入口 6連通以將復蘇液通入離子交換反應器I中對離子交換樹脂進行浸泡處理。本實用新型所采用的復蘇液為由質量濃度為5?7%的Na2SO4溶液和8?10%的NaOH溶液組成的混合溶液，在此質量濃度范圍內的復蘇液對離子交換樹脂進行浸泡可更有效地除去離子交換樹脂中的有機物。根據本實用新型的一個示例性實施例中，所述Na2SO4S液由脫硫系統冷凍結晶排出的固體Na 2S04稀釋配制而成，其與8?10%的NaOH溶液在復蘇液槽4內混合均勻后，由上而下進入離子交換反應器I中，浸泡時間為24?36h以使反應更徹底，并且該浸泡用的復蘇液的體積為填裝的離子交換樹脂體積的2?3倍。
[0021 ] 堿液槽5用于盛裝堿液，堿液槽5的出口 19與第二入口 8連通以將堿液通入離子交換反應器I中對離子交換樹脂進行反向沖洗。本實用新型所采用的堿液為質量濃度為3?5%的NaOH溶液，將其控制在此濃度范圍一方面是為了保證再生的效果，另一方面可以節約堿液的用量。使NaOH溶液通過堿液槽5由下而上經過離子交換反應器I中的離子交換樹脂，該堿液流經樹脂的流速為10?12m/h，NaOH溶液的用量為填裝的離子交換樹脂體積的3?4倍，至此則實現了對于離子交換樹脂的在線復蘇。
[0022]其中，離子交換反應器I與脫鹽水換熱器2、酸液換熱器3、復蘇液槽4、堿液槽5之間通過管線20和閥門21連接。
[0023]并且，優選地，在酸液反向沖洗及復蘇液浸泡的步驟之后，采用溫度為40?50°C的脫鹽水對離子交換樹脂進行正向沖洗，并且將沖洗后的脫鹽水經第二出口 9排到脫硫系統洗滌塔中，其目的是洗凈離子交換器中含有的酸氣冷凝液、除去離子交換器內存留的包括Na2SO4溶液和NaOH溶液的復蘇液以提高復蘇效果，其中，沖洗的時間為0.5?lh，脫鹽水經過離子交換樹脂的流速為30?35m/h。
[0024]綜上所述，本實用新型的在線復蘇裝置能夠有效地去除被離子交換樹脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、有機物等，并且所采用的酸液為脫硫解析塔的酸氣冷凝液，所采用的復蘇液為來自脫硫系統冷凍結晶處排出的固體Na2S04#釋配制而成的Na 2S04溶液與NaOH溶液組成的混合溶液，降低了復蘇成本，并且離子交換樹脂的使用周期將由2月提高到3月。
[0025]盡管上面已經結合附圖和示例性實施例描述了本實用新型，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
【權利要求】
1.一種離子交換樹脂在線復蘇的裝置，其特征在于，所述裝置包括離子交換反應器、脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽，其中， 離子交換反應器中盛裝離子交換樹脂，所述離子交換反應器具有設置在頂部的第一入口、第一出口和設置在底部的第二入口、第二出口 ； 脫鹽水換熱器用于預熱脫鹽水，所述脫鹽水換熱器的脫鹽水出口與所述第一入口與第二入口分別連通； 酸液換熱器用于冷卻酸液，所述酸液換熱器的酸液出口與所述第二入口連通； 復蘇液槽用于盛裝復蘇液，所述復蘇液槽的出口與所述第一入口連通； 堿液槽用于盛裝堿液，所述堿液槽的出口與所述第二入口連通以將堿液通入離子交換反應器中對離子交換樹脂進行反向沖洗； 所述離子交換反應器與脫鹽水換熱器、酸液換熱器、復蘇液槽、堿液槽之間通過管線和閥門連接。
2.根據權利要求1所述的離子交換樹脂在線復蘇的裝置，其特征在于，所述脫鹽水換熱器利用脫硫溶液進行脫鹽水的預熱，所述脫鹽水換熱器包括脫鹽水入口、脫鹽水出口和脫硫溶液入口、脫硫溶液出口，并且脫鹽水與脫硫溶液相向流動。
3.根據權利要求1所述的離子交換樹脂在線復蘇的裝置，其特征在于，所述酸液換熱器利用冷卻水進行酸液的冷卻，所述酸液換熱器包括酸液入口、酸液出口和冷卻水入口、冷卻水出口，并且酸液與冷卻水相向流動。
【文檔編號】B01J49/00GK204170734SQ201420076403
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年2月21日 優先權日:2014年2月21日
【發明者】王建山, 黎建明, 張小龍, 邱正秋, 張亦凡 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司