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          • 連續離交工作原理

            連續離交技術的工作原理

                首先從分析固定床的離子交換過程著手,以說明連續離交工藝技術的特點和優勢。圖4為典型的固定床離子交換過程示意圖。當操作一段時間后,樹脂床將分為三段,即飽和區、傳質區和新鮮樹脂區。隨著運行時間的延長,傳質區在不斷下降,直至床層的底部被傳質區穿透后,整個樹脂床層失效,然后切換至下一步驟。從這個動態過程可以看出,固定床離交過程存在著樹脂的利用率低,整個床層只有傳質區的少量樹脂在工作,大部分樹脂處于非傳質的閑置和等待狀態;并且,大量的物料或洗脫劑(再生劑)需穿過或浸泡已經失活的樹脂層,造成了對樹脂的料負荷污染。

                

                   

            圖4  固定床吸附傳質側面圖

                理想的離交過程如圖5所示,當樹脂床的上層有很少一部分樹脂飽和后,則立即將這部分樹脂從系統中移出而送去再生,再生后又及時返回補充至傳質區。只要移出和補充的速度與傳質區的前進速度相匹配,系統就可以實現連續的操作。分析可見,理想過程提高了樹脂的工作效率,只用少量的樹脂,即可達到和裝有大量樹脂的固定床同等的工作效果,而且由于樹脂飽和后及時進行再生,使得樹脂免受長時間物料浸泡帶來的污染。


            圖5 離交過程拆分圖

                連續式離子交換系統正是根據這一理念而設計的。如圖6所示,它將固定床傳質區橫切為若干個小段,每一段做成一個獨立的小樹脂柱,這些小樹脂柱依次排列,和固定床中的情況一樣,物料則按照1、2、3、4、5 的順序依次通過各個小樹脂柱(以 12 柱為例,實際工業設備為 20 柱以上)。但不同的是,當7號柱吸附飽和后,可以立即離開吸附區送去再生,而2號柱是已經再生好的新鮮樹脂,則補充進入吸附區,從而將一個間歇的過程變成連續的工作過程,效率得到大大的提高。              

                

            圖6  連續離交工藝展開圖

            連續離交的優點

                1.顯著的減少樹脂的用量。由于連續離交技術在運行中沒有閑置的樹脂,充分發揮了樹脂的效能,在完成同樣生產能力的情況下,樹脂用量比固定床大幅降低。根據不同的生產工藝,通常其樹脂用量只有固定床的幾分之一到十分之一。

                2.減少水和化學品的耗量,減少污水排放。連續離交技術每一步驟中的多個樹脂柱可以按照工藝的要求,串聯或并聯連接,樹脂柱之間沒有死角。在洗脫和再生操作中,幾乎可以按化學計量的理論量進行工作,顯著地降低了化學品和水的用量。

                3.提高了產品的收率、純度和濃度。連續離交技術采用的是小樹脂床和逆向流動技術,每一個離交步驟由若干個樹脂柱構成,可以根據工藝要求靈活地排列組合,以最大限度地完成離交過程中每一步驟的任務,保證了整個離交過程的收率和純度的穩定。

                4. 設備緊湊、占地面積空間小,全自動化操作,保證了生產的連續穩定運行,獲得高純度和濃度的產品。


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