CN204170734U

CN204170734U - 一种离子交换树脂在线复苏的装置

Info

Publication number: CN204170734U
Application number: CN201420076403.XU
Authority: CN
Inventors: 王建山; 黎建明; 张小龙; 邱正秋; 张亦凡
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2024-02-21

Abstract

本实用新型公开了一种离子交换树脂在线复苏的装置，该装置包括离子交换反应器、脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽，离子交换反应器中盛装离子交换树脂，所述离子交换反应器具有设置在顶部的第一入口、第一出口和设置在底部的第二入口、第二出口；脱盐水换热器用于预热脱盐水，所述脱盐水换热器的脱盐水出口与所述第一入口与第二入口分别连通；酸液换热器用于冷却酸液，所述酸液换热器的酸液出口与所述第二入口连通；复苏液槽用于盛装复苏液，所述复苏液槽的出口与所述第一入口连通；碱液槽用于盛装碱液，所述碱液槽的出口与所述第二入口连通，离子交换反应器与脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽之间通过管线和阀门连接。

Description

一种离子交换树脂在线复苏的装置

技术领域

本发明涉及离子交换净化技术领域，具体涉及一种有机胺烟气脱硫工艺中的离子交换树脂脱盐***中的树脂在线复苏装置。

背景技术

钢铁工业中的烧结工序会造成比较严重的大气污染，因此，需要安装烟气脱硫***以减少SO₂的排放，目前，采用较多的为湿法有机胺脱硫工艺，但是，该吸收SO₂的同时，也吸收了大量的SO₃及HCl等酸性气体，该酸性气体在脱硫溶液中形成SO₄ ^2-及Cl-等阴离子，形成的阴离子一方面会对脱硫溶液的吸收解析性能产生影响，影响脱硫***的脱硫的效率；另一方面大量的阴离子存在，特别是Cl^-会加剧脱硫***的设备腐蚀，从而加大了脱硫的运行成本。因此在有机胺脱硫工艺中需要安装脱除热稳定性盐的设备，目前，离子交换树脂脱盐***以其较好的脱出效率及良好的稳定性被广泛应用。

离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,具有可以反复再生循环使用的实用性，但在离子交换过程中，交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质，容易被交换或吸附到树脂上，而在再生时却难以洗脱下来，从而阻碍了离子交换反应的进行或在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物，并沉积在树脂内部阻碍了离子交换的通道，造成离子交换树脂的失效。在传统的水处理工艺过程中，会出现待处理水中铁、钙、铝等金属离子以及悬浮物、硅、油、有机物污染树脂造成树脂失效的问题。目前，通常是采用离线复苏的办法将污染消除，使树脂功能大致恢复后重新投入使用。但由于有机胺脱硫溶液中的铁、钙、铝等金属离子以及悬浮物、硅、油、有机物含量比传统意义水处理工艺过程中的待处理水的同类物质含量要高很多，容易很快造成树脂的污染失效，因此需要频繁进行复苏处理。而离线复苏的办法由于其可操作性差，耗时长已不能满足工业生产的要求。另外，现有技术中的离子交换树脂复苏在离子交换器外进行，在移动树脂的过程中容易造成树脂的磨损粉化，并且所采用的复苏液多为强酸强碱，复苏成本较高。

因此，解决离子交换树脂被污染后的在线复苏的问题，有着较大的理论意义和经济价值。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种离子交换树脂在线复苏的装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种离子交换树脂在线复苏的装置，所述装置包括离子交换反应器、脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽，其中，离子交换反应器中盛装离子交换树脂，所述离子交换反应器具有设置在顶部的第一入口、第一出口和设置在底部的第二入口、第二出口；脱盐水换热器用于预热脱盐水，所述脱盐水换热器的脱盐水出口与所述第一入口与第二入口分别连通；酸液换热器用于冷却酸液，所述酸液换热器的酸液出口与所述第二入口连通；复苏液槽用于盛装复苏液，所述复苏液槽的出口与所述第一入口连通；碱液槽用于盛装碱液，所述碱液槽的出口与所述第二入口连通，所述离子交换反应器与脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽之间通过管线和阀门连接。

根据本实用新型的离子交换树脂在线复苏的装置的一个实施例，所述脱盐水换热器利用脱硫溶液进行脱盐水的预热，所述脱盐水换热器包括脱盐水入口、脱盐水出口和脱硫溶液入口、脱硫溶液出口，并且脱盐水与脱硫溶液相向流动。

根据本实用新型的离子交换树脂在线复苏的装置的一个实施例，所述酸液换热器利用冷却水进行酸液的冷却，所述酸液换热器包括酸液入口、酸液出口和冷却水入口、冷却水出口，并且酸液与冷却水相向流动。

与现有技术相比，本实用新型的在线复苏装置可以实现对离子交换树脂的在线复苏，有效地去除被树脂吸附的铁、钙、铝等金属离子以及悬浮物、有机物等，复苏效果较好、降低了复苏液成本并且延长了离子交换树脂的使用周期。

附图说明

图1是根据本实用新型示例性实施例的离子交换树脂在线复苏装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-离子交换反应器、2-脱盐水换热器、3-酸液换热器、4-复苏液槽、5-碱液槽、6-第一入口、7-第一出口、8-第二入口、9-第二出口、10-脱盐水入口、11-脱盐水出口、12-脱硫溶液入口、13-脱硫溶液出口、14-酸液入口、15-酸液出口、16-冷却水入口、17-冷却水出口、18-复苏液槽出口、19-碱液槽出口、20-管线、21-阀门。

具体实施方式

下面参照实施例对本实用新型做进一步详细描述，但本实用新型不限于以下实施例的描述。

图1是根据本实用新型示例性实施例的离子交换树脂在线复苏装置的结构示意图。如图1所示，根据本实施例的离子交换树脂在线复苏装置包括离子交换反应器1、脱盐水换热器2、酸液换热器3、复苏液槽4、碱液槽5。

其中，离子交换反应器1是在有机胺脱硫***中进行热稳定盐脱除的主要设备，离子交换反应器1中盛装离子交换树脂，该离子交换反应器1具有设置在顶部的第一入口6、第一出口7和设置在底部的第二入口8、第二出口9，由此可以通过向离子交换反应器1中正向或反向地通入或排出特定的物质进行冲洗或浸泡，从而实现对中毒后的离子交换树脂进行复苏。需要说明的是，正向是指物质由上至下流动，反向是指物质由下至上流动。

脱盐水换热器2用于预热脱盐水，脱盐水换热器2的脱盐水出口11与第一入口6与第二入口8分别连通以实现对于离子交换反应器1中离子交换树脂的正向冲洗和反向冲洗。具体地，脱盐水是指将所含易于除去的强电解质除去或减少到一定程度的水，脱盐水中的剩余含盐量应在不大于5mg/L，例如脱盐水中K⁺、Na⁺、Ca⁺、Cl^-含量都应控制为＜1mg/L，本实用新型先采用脱盐水对离子交换树脂进行冲洗以除去其中的粉尘和悬浮物。

根据本实用新型的一个实施例，脱盐水换热器2利用脱硫溶液进行脱盐水的预热，脱盐水换热器2包括脱盐水入口10、脱盐水出口11和脱硫溶液入口12、脱硫溶液出口13，并且脱盐水与脱硫溶液相向流动。如图1所示，首先，脱盐水从脱盐水入口10进入脱盐水换热器2，再从脱盐水出口11流出，而脱硫溶液则从脱硫溶液入口12进入，再从脱硫溶液出口13流出，在脱盐水换热器2中脱盐水与脱硫溶液进行换热后升温至40～50℃，然后利用升温后的脱盐水对离子交换反应器1内的离子交换树脂进行正洗和反洗，冲洗时间均为2～4h，脱盐水经过树脂的流速均为25～30m/h，冲洗后的水分别经第一出口7和第二出口8排到脱硫***洗涤塔。其中，与脱盐水进行换热处理的脱硫溶液是来自脱硫***的贫液，该脱硫溶液进行换热处理前的温度一般为60～70℃，经过换热处理后温度达到45～50℃，可直接返回脱硫***的吸收塔进行脱硫。

酸液换热器3用于冷却酸液，酸液换热器3的酸液出口15与第二入口8连通以实现对于离子交换反应器1中离子交换树脂的反向冲洗。本实用新型所采用的酸液为脱硫解析塔的酸气冷凝液，由于酸气冷凝液是在一定的温度及压力条件下SO₂气体溶解在水中形成的，其主要成分为亚硫酸，现场取样测其pH值为1～2，此酸度可将吸附在离子交换树脂上的金属离子去除。但是，解析塔酸气冷凝液的出口温度在100℃左右，在此温度下将其直接作用于离子交换树脂会使离子交换树脂失效，因此在作用前应将其降温到40～50℃后再对离子交换树脂进行反向冲洗，以去除被离子交换树脂吸附的铁、钙、铝等金属离子。

根据本实用新型的一个实施例，酸液换热器3利用冷却水进行酸液的冷却，酸液换热器3包括酸液入口14、酸液出口15和冷却水入口16、冷却水出口17，并且酸液与冷却水相向流动。如图1所示，来自解析塔的酸气冷凝液从酸液入口14进入酸液换热器3，再从酸液出口15流出，冷却水从冷却水入口16进入，再从冷却水出口17流出，在酸液换热器3中酸液被冷却降温至40～50℃，然后将降温后的酸液从离子交换反应器1底部的第二入口8通入对离子交换树脂进行反向冲洗，反向冲洗的时间为24～36h，酸液经过离子交换树脂的流速为2～3m/h，酸液冲洗后液体经离子交换反应器1顶部的第一出口7排到废水处理***。

复苏液槽4用于盛装复苏液，复苏液槽4的出口18与第一入口6连通以将复苏液通入离子交换反应器1中对离子交换树脂进行浸泡处理。本实用新型所采用的复苏液为由质量浓度为5～7%的Na₂SO₄溶液和8～10%的NaOH溶液组成的混合溶液，在此质量浓度范围内的复苏液对离子交换树脂进行浸泡可更有效地除去离子交换树脂中的有机物。根据本实用新型的一个示例性实施例中，所述Na₂SO₄溶液由脱硫***冷冻结晶排出的固体Na₂SO₄稀释配制而成，其与8～10%的NaOH溶液在复苏液槽4内混合均匀后，由上而下进入离子交换反应器1中，浸泡时间为24～36h以使反应更彻底，并且该浸泡用的复苏液的体积为填装的离子交换树脂体积的2～3倍。

碱液槽5用于盛装碱液，碱液槽5的出口19与第二入口8连通以将碱液通入离子交换反应器1中对离子交换树脂进行反向冲洗。本实用新型所采用的碱液为质量浓度为3～5％的NaOH溶液，将其控制在此浓度范围一方面是为了保证再生的效果，另一方面可以节约碱液的用量。使NaOH溶液通过碱液槽5由下而上经过离子交换反应器1中的离子交换树脂，该碱液流经树脂的流速为10～12m/h，NaOH溶液的用量为填装的离子交换树脂体积的3～4倍，至此则实现了对于离子交换树脂的在线复苏。

其中，离子交换反应器1与脱盐水换热器2、酸液换热器3、复苏液槽4、碱液槽5之间通过管线20和阀门21连接。

并且，优选地，在酸液反向冲洗及复苏液浸泡的步骤之后，采用温度为40～50℃的脱盐水对离子交换树脂进行正向冲洗，并且将冲洗后的脱盐水经第二出口9排到脱硫***洗涤塔中，其目的是洗净离子交换器中含有的酸气冷凝液、除去离子交换器内存留的包括Na₂SO₄溶液和NaOH溶液的复苏液以提高复苏效果，其中，冲洗的时间为0.5～1h，脱盐水经过离子交换树脂的流速为30～35m/h。

综上所述，本实用新型的在线复苏装置能够有效地去除被离子交换树脂吸附的铁、钙、铝等金属离子以及悬浮物、有机物等，并且所采用的酸液为脱硫解析塔的酸气冷凝液，所采用的复苏液为来自脱硫***冷冻结晶处排出的固体Na₂SO₄稀释配制而成的Na₂SO₄溶液与NaOH溶液组成的混合溶液，降低了复苏成本，并且离子交换树脂的使用周期将由2月提高到3月。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种离子交换树脂在线复苏的装置，其特征在于，所述装置包括离子交换反应器、脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽，其中，

离子交换反应器中盛装离子交换树脂，所述离子交换反应器具有设置在顶部的第一入口、第一出口和设置在底部的第二入口、第二出口；

脱盐水换热器用于预热脱盐水，所述脱盐水换热器的脱盐水出口与所述第一入口与第二入口分别连通；

酸液换热器用于冷却酸液，所述酸液换热器的酸液出口与所述第二入口连通；

复苏液槽用于盛装复苏液，所述复苏液槽的出口与所述第一入口连通；

碱液槽用于盛装碱液，所述碱液槽的出口与所述第二入口连通以将碱液通入离子交换反应器中对离子交换树脂进行反向冲洗；

所述离子交换反应器与脱盐水换热器、酸液换热器、复苏液槽、碱液槽之间通过管线和阀门连接。

2.根据权利要求1所述的离子交换树脂在线复苏的装置，其特征在于，所述脱盐水换热器利用脱硫溶液进行脱盐水的预热，所述脱盐水换热器包括脱盐水入口、脱盐水出口和脱硫溶液入口、脱硫溶液出口，并且脱盐水与脱硫溶液相向流动。

3.根据权利要求1所述的离子交换树脂在线复苏的装置，其特征在于，所述酸液换热器利用冷却水进行酸液的冷却，所述酸液换热器包括酸液入口、酸液出口和冷却水入口、冷却水出口，并且酸液与冷却水相向流动。