Аппарат для непрерывного ионирования воды

 

Изобретение может быть использовано для химического обессоливания воды в химической, энергетической, металлургической промышленности и коммунальном водопроводе. AhnapaT позволяет уменьшить потери, сократить расход и единовременную загрузку ионита. Для .этого корпус аппарата выполнен в виде конуса с расположен (Л N5 СО СО

COl03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (I9) (П) А1 (5)) 4 8 01 3 47/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3878864/31-26 (22) 28.01.85 (46) 23.03.87. Бюл. Р 11 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского (72) В.Д. Семенюк, В.З. Швиденко, В.И. Копейка, Н.В. Красильников, Н.В. Анфиногенов, И.Д. Бублик, С.Н. Ношакова и М.И. Скварча (53) 669.053.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (1204226, кл. В 01 D 15/04, 1983. (54) АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИОНИРО

ВАНИЯ ВОДЫ

1 (57) Изобретение может быть использовано для химического обессоливания воды в химической, энергетической, металлургической промышленности и коммунальном водопроводе. йтпарат позволяет уменьшить. потери, сократить расход и единовременную загрузку ионита. Для .этого корпус аппарата выполнен в виде конуса с расположен1297901

10

З0

40 ными внутри двумя зонами ионирования: А-катионирования и Б-анионирования. Над зоной анионирования. установлена перфорированная тарелка 7 с фильтрующей загрузкой 9, предназна.ченной для предотвращения выноса ионита с обработанной водой. Патрубок

3 для подачи свежего катионита и патрубок 4 для подачи свежего анионита установлены тангенциально к корпусу на высоте соответственно 1/3 и

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, к химическому обессоливанию воды, утилизации и повторному использованию воды, применяемой в процессе, и может быть использовано в химической, энергетической, металлургической промышленности, Целью изобретения является уменьшение потерь, сокращение расхода и единовременная загрузка. ионита.

На чертеже представлен ионообменный аппарат.

Аппарат содержит 2 зоны: зону А— катионирования и зону Б — анионирования, размещенные в корпусе 1, выполненном в виде конуса, патрубок 2 для подачи обрабатываемой воды, патрубок 3 для подачи катионита в зону катионирования, патрубок 4 для подачи анионита в зону анионирования, патрубок 5 для отвода пульпы катионита, патрубок б для отбора пульпы анионита, перфорированную тарелку 7 с диаметром отверстий

25 мм, устройство 8 для отвода обессоленной воды, фильтрующую загрузку 9, устройство 10 для выпуска ионита. Регенерационное устройство содержит емкости 11 катионита и дополнительные емкости 12 анионита, дренажную систему 13, питательное устройство 14 катионита и анионита, устройство 15 для отвода транспортирующей катионит или анионит воды и послерегенерационных растворов, устройство 16 для подачи воды на транспортировку катионита и анионита, устройство 17 для приема отработанной пульпы катионита или анионита, 2/3 от вершины конуса. Патрубок 5 для отбора отработанной пульпы катионита и патрубок 6 для отбора отработанной пульпы анионита установлены на высоте соответственно 1/2 и 3/4 от вершины конуса и обеспечивают синхронность подачи пульпы катионита и анионита в устройство для регенерации, содержащее емкости 11. и 12, установленные на одном уровне с корпусом 1. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. 2 табл.

2 устройство 18 для подачи регенерационных растворов, Аппарат для непрерывного обессо ливания воды работает следующим образом.

Исходная вода из усреднительной емкости насосом подается тангенциально к образующей поверхности корпуса в нижнюю треть высоты аппарата. Свежий катионит дозируется тангенциально к корпусу аппарата на высоте 1/3 от вершины конуса, отбор отработавшего катионита осуществляется на высоте I/2 от вершины конуса, свежий анионит дозируется тангенциально к корпусу аппарата на высоте

2/3 от вершины, отбор отработавшего анионита осуществляется на высоте

3/4 от вершины конуса.

В результате тангенциального подвода воды и ионита происходит завихрение потока и интенсивный ионный обмен, завершаемый в верхней зоне раздельного витания ионообменного материала, после чего насыщенные катионит и анионит совершают движение к месту постоянного выпуска и далее с частью ионированной воды поступают в раздельные регенерационные емкости катионита и анионита до их наполнения. Соотношение катионообменного материала к обрабатываемой воде поддерживается в пределах (О, 2-5, О): 100, причем О, 2-10Х обработанной воды используют для вывода отработанного катионита из корпуса, которую отделяют от последнего в емкостях 11, смешивают с исходной (либо используют как воду более высокого качества очистки) и возвращают

1297901 в поток обрабатываемой воды минуя стадию взрыхления и отмывки ионита, Соотношение анионообменного материала к обрабатываемой воде поддерживается в пределах (0,4-8,0):100, при- 5 чем 0,4-16,07. воды используется для вывода отработавшего анионита из зоны Б-анионирования, пци этом воду также отделяют от анионита в емкостях анионитов 12, смешивают с исходной (либо используют как воду более высокого качества очистки) и возвращают в поток обрабатываемой воды, минуя стадию взрыхления и отмывки анионита.

f5

Время контакта катионита с обрабатываемой водой в корпусе составляет

16-160 с при соотношении твердой фазы к жидкости в выводимой на регенерацию пульпе (1-2):2. Время контакта 0 анионита с обрабатываемой водой в корпусе составляет 32-200 с при соотношении твердой фазы к жидкости в выводимой,на регенерацию пульпе (1-2):2. Регенерацию катионита и ани- онита осуществляют в регенерационном устройстве в плотном слое ионита после отделения от него ионируемой воды.

Таблица 1

Дополнительный процесс сорбции в регенерационном устройстве

Т:Ж в ЖестТ:Ж в вих- Время

Расход воды

Жесткость очищенной воды, мг-экв/л

1—

Время

Же сткость ревом аппарате кость от деляемой в регене раторе воды, мг-экв/л контакта. ионита, с выводи мой исходной в питатель, М3 /M2 пло отрегенерированпульпе воды, мг-экв/л ного ио- щади нита, мин

1,5-1,2

1,5-1,2

1,5-1,2

5,0

1:1 0,05

1:1,5 0,1

1:2 0,1

5 0

5:100 36

40,0 2,0-3,0

5,0

l

Основной процесс сорбции

4,5 0,2-0,3 0,2: 100 36

20,0 1,0-1,5 2,5: 100 36

За 3-5 мин до наполнения первой из емкостей 11 или 12 отрегенерированный ионит из второй из емкостей

ll или 12 передавливается исходной водой в соответствующие зоны ионирования. В это время заполненные емкости катионита и анионита выводятся на стадию регенерации, которая завершается за 3-5 мин до заполнения второй емкости. Затем цикл повторяется.

В стадии транспортировки отрегенерированного ионита в аппарат исходной водой под давлением завершается стадия. его отмывки массированным расходом воды и сорбция катионов свежим катионитом и анионов соответственно анионитом.

Регенерационный раствор подается на уплотненный частично обезвоженный ионит в регенерационном устройстве, а отделившийся послерегенерационный раствор через дренажную систему 13, выполненную в виде перфорированной трубы, выводится из системы.

Технологические параметры процесса обессоливания в зависимости от качества исходной воды и предлагаемых параметров режима работы представле, ны в табл. 1 и 2. перемеще- на подачу ния 1м /м 1 м ионита l 29790 ф е о х х х е о х о о

Х И«« и Е

ctj

«» л

«II 1 х о

5 л» х е х

Е H

С»4 л

1 л л

1

1 л е е е

Х Ixl 1» еоох

4 а 4 х ехоо аах ж

Е

» х . х > е Е

Ц» о о л л

»Г »>

Е л

Еч В (.

m e O rrI

8 (В и

«Ц 1» В цоХ1 > о 4 и»4 е +

t» P« ах о, ео о

1-(Х охи

o e о л

Г 4

СО л л о

СЧ л

1 х е

N «: И о л

K х>х

°, о

Е-» @ Е

СЧ

»»

Х ж <б и

Е е Х л аое

ill х е

1 е я Е 1» о е

I Kда

1 ° е и> о о

»

° °

-> о о о о о

\ о о л »»

1 СО

«rI и >х о о х х

1-Х @ ое -х

5 66" ж х

Д а о и

4 л о

I л о

GO МЪ л л

» () 1

° М 1 л л

< 4

А

1» и >х о о х х Р

Р (й сов еио

Н Х Ill Е

>х о х

Ц

О Ill л g

О е 0)

Х @(1

О 4

Ф Р Е л,«» ах аа еоод ц х 1 охи и еu е 1

I х 3

»о

&-»»

1

I а >х о о

О»

1»

u u и е

«3 Е о о а х х, о

>Я х

Sl

Ц (-« х

«««

1 о

И о и о а

М

>х о A о х и о

>х е о х + " х х Я ж

63 Х P I» Е

KoПе х а х а 8» л еîîw5еа бахххo« охи or«

V ce u IlI m Z сЧ CV С 4

»» >»» \»»1

»л л л о о

1 1

С 4 .» л л ° » о о о

1 и »л I

1 " "

t 1 о о л л л

» — Р «

t 2g Vn1

Составитель Л. Эпштейн

Редактор А. Петров Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 843/9 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ приведенных данных, предлагаемые интервалы граничных значений времени контакта, соотношения

Т:Ж в выводимой на регенерацию пульпе выбраны из условий создания режима спирально-вихревого потока, обеспечивающего обессоливание воды жесткостью 4,3; 20,0; 40,0 мг-экв/л до

0,2, 1,5; 3,0 мг-экв/л, с ликвидацией стадии взрыхления и отмывки иони-, 10 та и сокращением потребления воды на собственные нужды процесса с 30 до 0,2 .

Предлагаемый аппарат интенсифицирует процесс обработки воды исключением простоя ионообменного аппарата при регенерации, а созданием фильтрующего слоя сокращает вынос ионообменного материала с обработанной водой.

Предлагаемый аппарат позволяет также сократить строительную высоту аппарата за счет установки емкостей

11 и 12 на одном уровне с аппаратом.

Кроме того, предлагаемый аппарат позволяет исключить расход воды на собственные нужды за счет циркуляции потоков транспортирующей воды.

Формула изобретения

Аппарат для непрерывного иони30 рования воды, включающий корпус в виде конуса, патрубки подачи ионитов, установленные тангенциально корпусу, патрубки отбора ионитов, регенерационное устройство, включающее две емкости, соединенные с корпусом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, сокращения расхода и единовременной загрузки ионита, патрубок подачи катионита установлен на высоте 1/3 от вершины конуса, патрубок подачи анионита — на высоте 2/3 от вершины конуса, патрубок отбора катионита установлен на высоте 1/2 от вершины конуса, патрубок отбора анионита— на высоте 3/4 от вершины конуса, при этом регенерационное устройство снабжено двумя дополнительными емкостями, соединенными с патрубками подачи и отбора анионита.

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что корпус в верхней части снабжен перфорированной тарелкой с фильтрующей загрузкой.

3, Аппарат по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что регенерационное устройство снабжено дренажной системой, выполненной в виде перфорированных труб, установленных в днище каждой емкости.