Способ регулирования ионообменного процесса

Союз Соеетснни Соцналнстичестсик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 753444 е(22) Заявлено 200778 (21) 2682878/23-26с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 070880. Бюллетень М 29 е Дата опубликования описания 070880(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИОНООБМЕННОГОПРОЦЕССА Изобретение относится к способам . регулирования ионообменных процессов и может найти применение в химической, металлургической и других от раслях промышленности.Известен способ регулирования ионообменного процесса, реализуемый с помощью соотв е тс тв ующего ус тройств а, в котором регенерация смолы проводится -в зависимости от концентрации извлекаемого компонента, измеряемого датчиком 1,Однако данный способ не обеспечивает контроль поглощения извлекаемого компонента смолой, расположен 15 ной под датчиком. В то же время при исследовании распределения извлекаемого компонента по высоте слоя ионнообменной смолы замечено, что положение максимума концентрации этого компонента в смоле в зависимости от различных условий проведения процесса может от операции к операции перемещаться в 25 пределах от 0,1 до 0,5 высоты слоя смолы (при периодическом процессе). Таким обрйзом, измерение концентрации извлекаемого компонента в одной (фиксированной) точке может быть ЗО проведено в слое смолы с низкой обменной емкостью, в результате чего будет преждевременно подан сигнал о необходимости восстановления рабочих свойств смолы и снизится производительность установки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования ионообменного процесса путем измерения расхода продукта, проходящего через ионообменный аппарат, и его исходной концентрации, интегрирования произведений сигналов, пропорциональных значениям этих параметров, и переключения ионообменного аппарата в режим регенерации при определенном значении укаэанного интеграла произведений 2. Однако обменная емкость смолы в производственных условиях чаще всего не бывает постоянной. При снижении обменной емкости смолы регулирование процесса по данному способу приведет к потерям извлекаемого компонента, а при повыаении - к неполному ее исполь зованию.Цель изобретения - повышение производительности и снижение потерьРасход продукта, проходящего через ионообменную колонну 1, регулируется исполнительным органом 2. Командный сигнал формируется статическим регулятором 3 с учетом сигнала от изодромного регулятора 4, На вход изодромного регулятора 4 подаются 45 сигналы от измерителя 5 выходной концентрации, работающего в комплексе с первичным преобразователем б, Кроме того, на вход статического регулятора 3 поступают сигналы от иэ- Я мерителя 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте слоя смолы, работающего в комплекте с синхронно сканирующими источником 8 и детектором 9 радиоактивного излучения, и от блока 10 умножения сиг- .налоЪ,пропорциональных расходу продукта, проходящего через колонну 1, и его исходной концентрации. Расход измеряется расходомером 11 в комплекте с первичным преобразователем 12, а исходная концентрация - измерителем 13 с первичным преобразователем 14., Измеритель 7 вырабатывает сигнал, пропорциональный высоте расположения слоясмолы с максимальной 6о Формула изобретения Способ регулирования ионообменного процесса. путем измерения расхода продукта, проходящегО через ионообменныйаппарат, и его исходной концентрации, интегрирования прбизведения сигналов, пропорциональных 5 значениям этих параметров, и переизвлекаемого компонента эа счет болееполного использования обменной ем".кости смолы,Поставленная цель достигается тем,что стабилизируют концентрацию извлекаемого компонента Ь переработанномпродукте путем воздействия на его расход с коррекцией цо значениям высотыслоя смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и указанного произведенияНа чертеже представлена схема ре Озлизации данного способа на примеререгулирования ионообменного роцесса,осуществляемого в колонне, работающейв периодическом динамическом режиме,Способ осуществляется следующим15образом,Исходный продукт непрерывно подается в колонну, которая загружена ионообменной смолой, Между исходным продуктом и смолой происходит обмен ионаОми, и извлекаемый компонент из раствора переходит в смолу, Происходитпостепенное снижение обменной емкости смолы по мере насыщения ее извлекаемым компонентом. Когда обменнаяемкость смолы оказывается полностьюиспользованной, подачу исходногопродукта прекращают и начинают восстановление рабочих свойств смолы,во время которого извлекаемый компонент из смолы переходит в небольшое(по сравнению с количеством исходного продукта) количество регенерирующего раствораВ результатеполучают раствор с высокой концентрацией извлекаемого компонента исмолу, подготовленную для повторного использования.,концентрацией извлекаемого компонента.Система регулирования концентрации извлекаемого компонента на вы-ходе колонны позволяет полнее испольэовать обменную емкость смолы, т,е,повысить производительность установкии снизить потери извлекаемого компонента. Так как ионообменный процесс, как всякий диффузионный процесс, обладает значительной инерционностью, то использование в системерегулирования сигналов о значенияхвозмущающих величин улучшает качество регулирования концентрации на выходе из.ионообменной колонны 1, Такими величинами являются исходная концентрация перерабатываемого продуктаи объем смолы после слоя ее, в котором образовался максимум концентрацииизвлекаемого компонента (работающий объем смолы), измеряемые соответственно измерителем 13 исходнойконцентрации с первичным преобразователем 14 и измерителем 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте смолы с источником8 и детектором 9 радиоактивного излучения. Повышение качества регулирования концентрации извлекаемого компонента приводит к дополнительному снижению его потерь. При снижении обменной емкости смолы снижается расходпродукта, проходящего через ионообменный аппарат, Расход может снизитьсядо такого значения, что станет выгоднее провести восстановление рабочих свойств смолы прежде, чем навыполнение этой операции поступитсигнал от интегратора 15, С цельюинтенсификации работы аппарата восстановление рабочих свойств смолыможет осуществляться также и по сигналу от блока. 10 умножения,В условиях, когда исходная концентрация перерабатываемого продукта изменяется в широких пределах,данный способ дает возможность значительно увеличить производительность ионообменной установки и снизить потери извлекаемого компонентана 5-6, что в условиях одного предприятия отрасли дает зкономическийэффект порядка 35 тыс. руб в год.При использовании в отрасли 3-4 устройств, реализующих данный способ,суммарная экономия составит болеео100 тыс. руб. в год,753444 10 8 ПодписиПроектная ключения ионообменного аппарата врежим регенерации при определенномзначении указанного интеграла произведений, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что,с целью повышения производительности и снижения потерь извлекаемого компонента за счет болееполного использования обменной емкости смолы, стабилизируют концентрацию извлекаемого компонента впереработанном продукте путем воздействия на его расход с коррекцией ЦН ИИП И Зак аз 4 99 7/1 ТиражФилиал ППППатент , г, Ужгоро по значениям высоты слоя смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и произведения сигналов расхода и концентрации исходного продукта. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США У 3578164,кл, В 01 О 15/04, 1971,2, Патент США Р 3676336,кл, В 01 Э 15/04, 1972 (прототип).