RU2823553C1 - Ion exchange unit - Google Patents
Ion exchange unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823553C1 RU2823553C1 RU2023129537A RU2023129537A RU2823553C1 RU 2823553 C1 RU2823553 C1 RU 2823553C1 RU 2023129537 A RU2023129537 A RU 2023129537A RU 2023129537 A RU2023129537 A RU 2023129537A RU 2823553 C1 RU2823553 C1 RU 2823553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- conical
- ion exchange
- ion exchanger
- ion
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионного обмена.The invention relates to equipment for carrying out ion exchange processes.
Известна ионообменная установка, содержащая ионообменный фильтр, безнапорную колонну и трубы, соединяющие данные аппараты, внутри ионообменного фильтра установлены верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, расположены на стадии сорбции сверху вниз слой частиц инертного материала с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, слой частиц ионита с плотностью, большей, чем плотность очищаемой воды, и слой псевдоожиженного ионита, расположены на стадии регенерации сверху вниз слой частиц инертного материала, свободный объем и слой частиц ионита, расположены на стадиях отмывки и взрыхления сверху вниз слой частиц инертного материала, свободный объем, большего размера, чем на стадии регенерации, и слой частиц ионита, часть которого перемещена по трубе в безнапорную колонну и находится в ней в псевдоожиженном состоянии [Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М.: ДеЛи принт, 2004. С. 125-127].An ion exchange installation is known, containing an ion exchange filter, a free-flow column and pipes connecting these devices; inside the ion exchange filter, upper and lower drainage and distribution devices are installed, located at the sorption stage from top to bottom, a layer of particles of inert material with a density less than the density of the water being purified, a layer particles of ion exchanger with a density greater than the density of the water being purified, and a layer of fluidized ion exchanger, located at the regeneration stage from top to bottom, a layer of particles of inert material, free volume and a layer of particles of ion exchanger, located at the stages of washing and loosening from top to bottom, a layer of particles of inert material, free volume , larger in size than at the regeneration stage, and a layer of ion exchange resin particles, part of which is moved through a pipe into a free-flow column and is in a fluidized state [Ryabchikov B.E. Modern methods of water preparation for industrial and domestic use. M.: DeLi print, 2004. P. 125-127].
Недостатком известной ионообменной установки является то, что в ионообменном фильтре невозможно проводить процесс во взвешенном слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.),поскольку частицы ионита всплывают вверх аппарата, образуя неподвижный плотный слой.The disadvantage of the known ion exchange installation is that in the ion exchange filter it is impossible to carry out the process in a suspended layer of ion exchanger with a density lower than the density of the water being purified, for example, with cellulose-based ion exchangers (modified sawdust, cotton cellulose, etc.), since the particles of the ion exchanger float to the top of the apparatus, forming a stationary dense layer.
Наиболее близким по технической сущности, то есть прототипом, является ионообменный аппарат со взвешенным слоем ионита, корпус которого выполнен конической формы с расширяющимся кверху сечением, при этом ионообменный аппарат содержит перераспределительные решетки, распределительную тарелку, распределительное устройство, штуцера для ввода исходной воды, вывода очищенной воды и выгрузки ионита [Иониты в химической технологии / Под ред. Б.П. Никольского и П.Г. Романкова. - Л.: Химия, 1982. - с. 259].The closest in technical essence, that is, the prototype, is an ion exchange apparatus with a suspended layer of ion exchanger, the body of which is made of a conical shape with a cross section expanding upward, while the ion exchange apparatus contains redistribution grids, a distribution plate, a distribution device, fittings for input of source water, output of purified water water and unloading of the ion exchanger [Ion exchangers in chemical technology / Ed. B.P. Nikolsky and P.G. Romankova. - L.: Chemistry, 1982. - p. 259].
Недостатком прототипа является то, что в ионообменном аппарате невозможно проводить процесс во взвешенном слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.), поскольку частицы ионита всплывают вверх аппарата, образуя неподвижный плотный слой, а также на стадии регенерации ионита имеет место повышенный расход регенерационного раствора, поскольку он занимает свободный объем между частицами ионита и объем внутри аппарата, не заполненным ионитом.The disadvantage of the prototype is that in an ion exchange apparatus it is impossible to carry out the process in a suspended layer of ion exchanger with a density lower than the density of the water being purified, for example, with cellulose-based ion exchangers (modified sawdust, cotton cellulose, etc.), since the ion exchanger particles float up apparatus, forming a stationary dense layer, and also at the stage of regeneration of the ion exchanger, there is an increased consumption of the regeneration solution, since it occupies the free volume between the particles of the ion exchanger and the volume inside the apparatus not filled with the ion exchanger.
Техническим результатом изобретения является возможность проводить процесс ионного обмена во взвешенном слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.), и уменьшить расход регенерационного раствора.The technical result of the invention is the ability to carry out the ion exchange process in a suspended layer of an ion exchanger with a density lower than the density of the water being purified, for example, with cellulose-based ion exchangers (modified sawdust, cotton cellulose, etc.), and to reduce the consumption of the regeneration solution.
Указанный результат достигается тем, что в ионообменной установке, содержащей ионообменный аппарат для очистки воды со взвешенным слоем ионита, корпус которого выполнен конической формы, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды согласно изобретению конический корпус ионообменного аппарата для очистки воды выполнен с сужающимся кверху сечением, в нижней части которого установлены две перфорированные решетки, между которыми расположен слой частиц инертного материала, и коническое днище с трубой для вывода из аппарата очищенной воды, а верхней его части - коническая крышка, водораспределительная решетка, штуцер для ввода исходной воды и переточная труба с запорным устройством, к которому присоединен аппарат для регенерации и отмывки ионита, выполненный цилиндрической формы, в верхней части которого установлены дренажно-распределительное устройство, эллиптическая крышка со штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, а в нижней его части - коническое дренажно-распределительное устройство, коническое днище со штуцерами для вывода из аппарата отработанного регенерационного раствора и отработанной промывочной воды.This result is achieved by the fact that in an ion exchange installation containing an ion exchange apparatus for water purification with a suspended layer of ion exchanger, the body of which is made of a conical shape, a fitting for input of source water and output of purified water according to the invention, the conical body of the ion exchange apparatus for water purification is made with a section tapering upward , in the lower part of which there are two perforated grids, between which there is a layer of particles of inert material, and a conical bottom with a pipe for removing purified water from the apparatus, and in its upper part there is a conical cover, a water distribution grid, a fitting for introducing source water and an overflow pipe with a shut-off device to which is attached a cylindrical apparatus for regenerating and washing the ion exchanger, in the upper part of which there is a drainage and distribution device, an elliptical cover with a fitting for introducing regeneration solution and washing water into the apparatus, and in its lower part there is a conical drainage distribution device, conical bottom with fittings for removing spent regeneration solution and waste wash water from the apparatus.
Технический результат достигается за счет создания в ионообменном аппарате для очистки воды взвешенного слоя ионита и перемещения ионита с помощью трубы в аппарат для регенерации и отмывки ионита.The technical result is achieved by creating a suspended layer of ion exchanger in an ion exchange apparatus for water purification and moving the ion exchanger using a pipe into the apparatus for regenerating and washing the ion exchanger.
На фиг. 1 изображена ионообменная установка в исходном состоянии. На фиг. 2изображена ионообменная установка для стадии очистки воды. На фиг. 3 изображена ионообменная установка для стадий регенерации и отмывки ионита. In fig. Figure 1 shows the ion exchange installation in its initial state. In fig. Figure 2 shows an ion exchange installation for the water purification stage. In fig. Figure 3 shows an ion exchange installation for the stages of regeneration and washing of the ion exchanger.
Ионообменная установка (фиг. 1) состоит из ионообменного аппарата 1 для очистки воды с коническим корпусом с сужающимся кверху сечением, в нижней части которого установлены две перфорированные решетки 2 и 3, между которыми расположен слой частиц инертного материала 4, и коническое днище5 с трубой6 для вывода из аппарата очищенной воды, а верхней его части - коническая крышка 7, водораспределительная решетка8, штуцер 9 для ввода исходной воды и переточная труба 10 с запорным устройством11, к которому присоединен аппарат 12 для регенерации и отмывки ионита, выполненный цилиндрической формы, в верхней части которого установлены дренажно-распределительное устройство 13, эллиптическая крышка 14 со штуцером 15 для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, а в нижней его части - коническое дренажно-распределительное устройство 16, коническое днище 17 со штуцерами 18и 19для вывода из аппарата отработанного регенерационного раствора и отработанной промывочной воды.The ion exchange installation (Fig. 1) consists of an ion exchange apparatus 1 for water purification with a conical body with a section tapering upward, in the lower part of which two perforated grids 2 and 3 are installed, between which there is a layer of particles of inert material 4, and a conical bottom 5 with a pipe 6 for outlet of purified water from the apparatus, and its upper part - a conical cover 7, a water distribution grid 8, a fitting 9 for introducing source water and a transfer pipe 10 with a shut-off device 11, to which is attached an apparatus 12 for regenerating and washing the ion exchanger, made of a cylindrical shape, in the upper part of which a drainage-distribution device 13, an elliptical cover 14 with a fitting 15 for introducing regeneration solution and wash water into the apparatus are installed, and in its lower part there is a conical drainage-distribution device 16, a conical bottom 17 with fittings 18 and 19 for removing the spent regeneration solution from the apparatus and waste rinse water.
В исходном состоянии в верхней части ионообменного аппарата 1 для очистки воды (фиг. 1) расположен неподвижный плотный слой ионита 20, прижатый к водораспределительной решетке 8. Для стадии очистки воды в верхней части ионообменного аппарата 1 (фиг. 2) под водораспределительной решеткой 8 расположен взвешенный слой ионита 21. Для стадии регенерации и отмывки ионита внутри аппарата 12 (фиг. 3) расположен неподвижный плотный слой ионита 22.In the initial state, in the upper part of the ion exchange apparatus 1 for water purification (Fig. 1), there is a stationary dense layer of ion exchanger 20, pressed against the water distribution grid 8. For the water purification stage, in the upper part of the ion exchange apparatus 1 (Fig. 2), under the water distribution grid 8 there is suspended layer of ion exchanger 21. For the stage of regeneration and washing of the ion exchanger, a stationary dense layer of ion exchanger 22 is located inside the apparatus 12 (Fig. 3).
Ионообменная установка работает следующим образом.The ion exchange unit operates as follows.
Полный цикл работы ионообменной установки складывается из следующих стадий: 1) очистка воды; 2) регенерация ионита; 3) отмывка ионита.The full cycle of operation of an ion exchange installation consists of the following stages: 1) water purification; 2) regeneration of the ion exchanger; 3) washing the ion exchanger.
Перед началом работы в ионообменный аппарат1 для очистки воды помещают ионит с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды, и заливают в аппарат 1 через штуцер 9 воду. Ионит всплывает вверх аппарата 1, образуя неподвижный плотный слой частиц ионита 21 (фиг. 1). Для стадии очистки воды исходная вода поступает в аппарат 1 (фиг. 2) через штуцер 9, последовательно проходит сквозь водораспределительную решетку 8, взвешенный слой частиц ионита 21,где очищается от ионов целевого компонента, слой частиц инертного материала 4, расположенный между перфорированными решетками 2 и 3, который задерживает частицы ионита, и затем очищенная вода выводится из аппарата 1через трубку 6. После насыщения ионита целевым компонентом запорное устройство 11открывают, трубку 6 закрывают, и суспензия ионит-вода поступает из аппарата 1 по переточной трубе 10 в аппарат 12, где частицы ионита заполняют все свободное пространство, образуя неподвижный плотный слой 22 (фиг. 3). Поступающая в аппарат 12 вода выводится из данного аппарата через дренажно-распределительное устройство 13 и штуцер 15. После удаления из аппарата 1 ионита запорное устройство 11 закрывают. Для стадии регенерации ионита регенерационный раствор поступает в аппарат 12(фиг. 3) через штуцер 15, проходит последовательно дренажно-распределительное устройство 13, неподвижный слой частиц ионита 22, регенерирует его, и отработанный регенерационный раствор выводится из аппарата 12с помощью конического дренажно-распределительного устройства16 через штуцера18 и 19. Для стадии отмывки ионита от остатков регенерационного раствора промывочная вода поступает в аппарат 12 (фиг. 3) через штуцер 15, проходит последовательно дренажно-распределительное устройство 13, неподвижный слой частиц ионита 22, отмывает его от остатков регенерационного раствора, и отработанная промывочная вода выводится из аппарата 12 с помощью конического дренажно-распределительного устройства 16 через штуцера 18 и 19. После завершения стадии отмывки ионита запорное устройство 11 открывают, штуцера 18 и 19закрывают,и суспензия ионит-вода поступает через запорное устройство 11 по переточной трубе 10 в аппарат 1, где частицы ионита образуют неподвижный плотный слой 20 (фиг. 1), а вода выводится из аппарата 1 через водораспределительную решетку 8 и штуцер 9. После удаления ионита из аппарата 12 подачу промывочной воды через штуцер 15 прекращают и запорное устройство 11 закрывают. Аппарат 1 принимает исходное положение (фиг. 1). Затем цикл повторяется.Before starting work, an ion exchanger with a density lower than the density of the water being purified is placed in the ion exchange apparatus 1 for water purification, and water is poured into the apparatus 1 through fitting 9. The ion exchanger floats up the apparatus 1, forming a stationary dense layer of ion exchanger particles 21 (Fig. 1). For the water purification stage, the source water enters apparatus 1 (Fig. 2) through fitting 9, sequentially passes through the water distribution grid 8, a suspended layer of ion exchanger particles 21, where it is purified from ions of the target component, a layer of inert material particles 4 located between the perforated grids 2 and 3, which retains the particles of the ion exchanger, and then the purified water is removed from apparatus 1 through tube 6. After the ionite is saturated with the target component, the shut-off device 11 is opened, tube 6 is closed, and the ionite-water suspension flows from apparatus 1 through the transfer pipe 10 to apparatus 12, where ion exchanger particles fill all free space, forming a stationary dense layer 22 (Fig. 3). The water entering apparatus 12 is removed from this apparatus through the drainage and distribution device 13 and fitting 15. After removing the ion exchanger from apparatus 1, the shut-off device 11 is closed. For the stage of regeneration of the ion exchanger, the regeneration solution enters apparatus 12 (Fig. 3) through fitting 15, passes through the drainage and distribution device 13, the stationary layer of ion exchanger particles 22, regenerates it, and the spent regeneration solution is removed from apparatus 12 using a conical drainage and distribution device 16 through fittings 18 and 19. For the stage of washing the ion exchanger from the remnants of the regeneration solution, the washing water enters apparatus 12 (Fig. 3) through the fitting 15, passes through the drainage-distribution device 13, the stationary layer of ion exchanger particles 22 in series, washes it from the remnants of the regeneration solution, and waste wash water is removed from the apparatus 12 using a conical drainage-distribution device 16 through fittings 18 and 19. After completing the ion exchanger washing stage, the shut-off device 11 is opened, fittings 18 and 19 are closed, and the ionite-water suspension flows through the shut-off device 11 through the transfer pipe 10 into apparatus 1, where the ion exchanger particles form a stationary dense layer 20 (Fig. 1), and water is removed from apparatus 1 through the water distribution grid 8 and fitting 9. After removing the ion exchanger from apparatus 12, the flow of flushing water through fitting 15 is stopped and shut-off device 11 is closed. Apparatus 1 takes its original position (Fig. 1). Then the cycle repeats.
Предлагаемая ионообменная установка позволяет очищать воду во взвешенном слое ионита, плотность которого меньше, чем плотность очищаемой воды, и уменьшить расход регенерационного раствора, поскольку он находится только в свободном объеме между частицами ионита.The proposed ion exchange installation makes it possible to purify water in a suspended layer of ion exchanger, the density of which is less than the density of the water being purified, and to reduce the consumption of the regeneration solution, since it is located only in the free volume between the particles of the ion exchanger.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2823553C1 true RU2823553C1 (en) | 2024-07-24 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3875053A (en) * | 1972-05-03 | 1975-04-01 | Bayer Ag | Process for carrying out ion exchange and adsorption processes using a countercurrent vessel |
CN202415300U (en) * | 2012-02-14 | 2012-09-05 | 张文辉 | High speed pretreatment water treatment device |
WO2016076409A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 栗田工業株式会社 | Method for operating regenerative ion exchange device |
RU2764009C1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange apparatus for water purification |
RU2768624C1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
RU2789979C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Ion exchange apparatus |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3875053A (en) * | 1972-05-03 | 1975-04-01 | Bayer Ag | Process for carrying out ion exchange and adsorption processes using a countercurrent vessel |
CN202415300U (en) * | 2012-02-14 | 2012-09-05 | 张文辉 | High speed pretreatment water treatment device |
WO2016076409A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 栗田工業株式会社 | Method for operating regenerative ion exchange device |
RU2764009C1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange apparatus for water purification |
RU2768624C1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
RU2789979C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Ion exchange apparatus |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Архангельский Л.К. и др. "Иониты в химической технологии", Ленинград, Химия, 1982, стр. 259. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104829002A (en) | Circulating centrifugal sewage purification device | |
CN102815808A (en) | Catalytic cracking flue gas desulfurization wastewater treatment process | |
RU2823553C1 (en) | Ion exchange unit | |
CN103964606B (en) | Integration flocculation filtration device | |
CN111265918A (en) | Combined circulating type cleaning walnut shell filter | |
CN208612255U (en) | A desulfurization wastewater treatment tank | |
GB2303802A (en) | Process and apparatus for regeneration of resins in fixed double-bed type | |
CN112386968A (en) | Upward flow expansion rate adjustable medium filter | |
RU2768624C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2832315C1 (en) | Ion exchanger | |
RU182087U1 (en) | FILTER FOR SEWAGE TREATMENT FROM MOLYBDENUM IONS | |
CN105836909A (en) | Arsenic and lead containing wastewater treatment device | |
RU2806528C1 (en) | Ion exchange unit | |
CN214495813U (en) | Soft water system | |
RU2806755C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2715200C1 (en) | Mixed action filter | |
CN104003476B (en) | Electrolytic manganese wastewater ion exchange treatment system adopting aeration type ion exchange devices | |
CN207551947U (en) | A kind of processing unit of quick adsorption sewage | |
RU2810020C1 (en) | Ion exchange unit | |
CN221894832U (en) | Electrolytic polishing wastewater purification device | |
CN2920976Y (en) | Water treatment device integrating adsorption, sedimentation and separation | |
CN212025059U (en) | An industrial waste water treatment device | |
CN219384847U (en) | A boiler water softening treatment device | |
CN219730586U (en) | Integrated sewage treatment device | |
RU2060822C1 (en) | Method and filtering column for sorbent cleaning in filtering column |