Ионообменный фильтр

(51 ф ,Ю СЭ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Челябинский государственный институт,.по проектированию металлургических заводов(56) Лифшиц О.В; Справочник по водоподготовке котельных установок. М,: Энергия, .1976, с. 138.(57) Использование: в черной и цветной металлургии, химической и нефтехимическойотраслях промышленности, а также вдругихотраслях, где требуется обработка исходнойводы или очистка, сточных вод. Сущностьизобретения: в ионообменном фильтре с Изобретение относится к очистке воды и моЖет быть использовано в черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической отраслях промышленности, а также в других отраслях, где требуется обработка исходной воды или очистка сточных вод.Целью заявляемого изобретения является повышение эффективности регенерации за счет полного удаления из загрузки осадков.На фиг,1 показано поперечное сечение ионообменного фильтра до начала процесса умягчения и обессоливания воды; на фиг.2 - поперечное сечение ионообменного фильтра после полного истощения обменной емкости загрузки, расположенной в верхней части корпуса; на фиг.3 - поперечное сечевнутренней регенерацией, содержащем корпус с днищем, заполненный загрузкой, верхнюю и нижнюю дренажные системы и трубопроводы для подвода и удаления воды, сжатого воздуха и осадка, фильтр снабжен вибратором и установлен, на подпружиненных опорах, а все трубопроводы оборудованы эластичными вставками, при этом трубопровод для подачи воды и регенерационного раствора снабжен на конце конфузором, размещенным над днищем, выполненным в виде диффузора, переходящего в отводящий трубопровод, причем диффузор снабжен эластичной пустотелой вставкой, перекрывающей сечение отводящего трубопровода и соединенной с трубопроводом сжатого воздуха. 4 ил. ние фильтра после выделения осадка иэ за грузки; на фиг,4 - узел на фиг.1.Ионообменный фильтр с внутренней ре генерацией содержит корпус 1 с коническим днищем 2, ионообменную загрузку 3, отре генерированную с переводом в карбонатногидратную форму, верхнюю дренажную систему 4, нижнюю дренажную систему 5, делящую корпус 1 на верхнюю активную зону 6 и нижнюю пассивную зону 7 таким образом, чтобы объем нижней пассивной зоны был не менее или равен обьему образующегося осадка. трубопровод 8 для подачи воды на очистку, трубопровод 9 для отвода обработанной воды, трубопровод 10 для подачи воды для промывки загрузки 3, трубопровод 11 для подачи воздуха для про 1804904дувки загрузки 3, трубопровод 12 для отвода воды после водовоздушной промывки, трубопровод 13 для подачи углекислого газа, трубопровод 14 для отвода углекислого газа, трубопровод 15 для подачи воды и регенерэционного раствора, снабженный на конце , конфузором 16, размещенным над днищем, выполненным в виде диффузора 17, переходящего в трубопровод 18, служащий для отвода воды, осадка и отработавшего ионита, При этом диффузор 17 снабжен эластичной пустотелой вставкой 19, выполненной в виде кольца и перекрывающей сечение трубопровода 18 при подаче в нее сх;атого воздуха из трубопровода 20, с которым вставка 19 соединена. Причем трубопровод 20 снабжен краном 21, Корпус 1 снабжен вибратором 22 и установлен нэ подпруженные опоры 23, а все трубопроводы снабжены гибкими вставками 24.Устройство работает следующим образом,Перед началом работы ионообменного фильтра открывают кран 21 и по трубопроводу 20 подают в эластичную пустотелую вставку 19 сжатый воздух, Вставка 20 под действием сжатого воздуха расширяется и полностью перекрывает сечение отводящего трубопровода 18:,Для частичного умягчения и обессоливания обрабатываемая вода по трубопроводу 8 поступает в ионообменный фильтр, в котором на ионообменной загрузке 3, отрегенерированной с переводом в кэрбонатногидратную форму и расположенной в верхней активной зоне 6 корпуса 1, из воды удаляются сульфаты, хлориды, нитраты, которые вначале заменяются на эквивалентное количество карбонат- и гидрат-ионов, а затем в результате. химического воздействия последних с кальцием и магнием, находящимися в обрабатываемой воде, происходит умягчейие воды с эквивалентным выделением в осадок карбонат- и гидрат-ионов, После чего умягченную воду через дренажную систему 5 по трубопрово. ду.9 выводят за пределы фильтра,После истощения обменной емкости загрузки 3, расположенной в верхней активной зоне 6, или после резкого увеличения ее сопротивления фильтр останавливают, прекращая приэтом подачу по трубопроводу 8 воды на очистку. Затем включают вибратор 22, который ионообменный фильтр вместе с загрузкой 3 встряхивает так, что в результате встряхивания осадок карбоната кальция СаСОз, равномерно обволакивающий зерна загрузки 3, расположенной в верхней активной зоне 6 корпуса 1, отделяется и опускается в нижнюю пассивную зону корпуса 1,Одновременно с этим (в результате встряхивания) загрузка 3, отрегенерированная также в карбонатно-гидратную форму, изнижней пассивной зоны 7 корпуса 1 переме.щается в верхнюю активную зону 6 корпуса1 за счет вытеснения ее осадком.Таким образом, нижняя пассивная зона7 заполняется осадком, опустившимся изверхней активной зоны 6, В то же время,"0 верхняя активная зона 6 (дополнительно куже имеющейся в ней полностью или частично отработавшей загрузке) получает вь- тесненную осадком из пассивной зоны 7неработавшую загрузку.15 Затем обрабатываемую воду вновь подают в ионообменный фильтр по трубопроводу 8, с поступлением которой процессумягчения и обессоливания воды возобновляют и продолжают его до полного насыще 20 ния обменной емкости той части загрузки,которая переместилась в результате встряхивания иэ нижней пассивной зоны 7 фильтра в верхнюю зону б, а умягченную приэтом воду через дренажную систему 5 по25 трубопроводу 9 выводят за предель 1 фильтра,После этого фильтр вновь останавливают, прекращая, при этом подачу воды наочистку по трубопроводу 8, Затем включают30 вибратор 22, который встряхивает ионообменный фильтр вместе с загрузкой 3 так,чтобы в результате такого встряхивания осадок карбоната кальция СаСОз, обволакивающий зерна теперь уже переместившейся35 наверх иэ нижней пассивной зоны 7 загрузки 3, отделился бы от зерен этой части загрузки 3 и опустился бы вниз, в нижнююпассивную зону 7.Весь отделившийся в результате двой 40 ного встряхивания осадок удаляют из нижней пассивной зоны 7. Для этого открываюткран 21 и сжатый воздух по трубопроводу 20выпускают из эластичной пустотелой вставки 19. В результате этого эластичная пусто 45 телая вставка 19 сжимается и открывает,тем самым, сечение отводящего трубопровода 18, В то же время по трубопроводу 15через конфуэор 16 подают воду, которая,размывая выпавший осадок, увлекает его50 через диффузор 17 и трубопровод 18 запределы фильтра,После удаления выпавшего осадка загрузку 3 продувают водовоздушной смесью,поступающей через трубопроводы 10 и 11.55 В результате продувки загрузки 3 водовоздушной смесью происходит полное отделение осадка гидроокиси магния Мц(ОН)2 итой части взвеси карбоната кальция СаСОз,которая в результате встряхивания не отделилась от зерен загрузки 3, При этом отделившийся полностью осадок гидроокиси магния Мд(ОН)2 и остаток осадка карбоната кальция СаСОэ удаляют из фильтра через трубопровод 12.После продувки фильтра водовоздушной смесью и удаления отделившегося при этом осадка начинают продувку углекислым газом, поступающим в фильтр через трубопровод 13, При этом углекислый газ, проходя между зернами загрузки 3, растворяет карбонат кальция и переводит его в растворимую в воде соль Са(НСОз)2, очищая тем самым поры между зернами загрузки от мельчайших частиц и адсорбированных на зернах анионита пленок кристаллов карбоната кальция СаСОз, После продувки угле- кислым газом оставшуюся воду через трубопровод 18 сливают, удаляя, при этом вместе с водой и растворившуюся в ней соль Са(Н СОз)2.Затем проводят регенерацию аниони, тов, пропуская для этого по трубопроводу 15 через загрузку 3 регенерационный раствор, ,который готовят в отдельной емкости (на чертежах условно не показана). После регенерации фильтр отмывают от остатков регенерационного раствора, а затем фильтр вновь включают в работу,После этого цикл очистки воды повторяютИспользование предлагаемого ионообменного фильтра с внутренней регенерацией обеспечивает по сравнению ссуществующими устройствами следующие преимущества;1, Расширяется область применения ионообменного фильтра, так как он может быть использован для частичного обессоливания и умягчения жестких вод на анионитовой загрузке,2. Повышается степень регенерации ионообменного фильтра за счет удаления из загрузки осадков карбоната кальция и гидроокиси магния, оседающих в межпоровом пространстве и на зернах ионитов, отрегенерированных с переводом в карбонатногидратную форму, 5 10 15 3, Повышается обменная емкость загрузки, так как за счет предотвращения кальматации зерен загрузки пленкой карбоната кальция увеличивается доступ регенерирующего раствора к поверхности ионообменной смолы, а зто, в свою очередь, дает воаможность для проведения эффективной регенерации загрузки4. Повышается эффективность умягчения и обессоливания воды, а также упрощаются условия эксплуатации фильтра за счет того, что снижается сопротивление загрузки, вызванное разделением анионита на верхнюю - активную и нижнюю- пассивную зоны. Такое разделение приводит к тому, что вначале "зарабатывается" одна зона загрузки, а затем уже другая, т.е. исключаютсяте случаи, когда обменная емкость загрузки в ее нижней части еще не истощена, но20 сопротивление верхней части загрузки засчет того, что осадок карбоната кальция СаСОз и гидроокиси магния Мд(ОН)г занял все межпоровое пространство загрузки. возросло настолько, что процесс умягчения иобессоливания воды стал невозможенПри этом снижается расход воды на собственные нужды.Формула изобретения Ионообменный фильтр, содержащий30 корпус с днищем, заполненный загрузкой, верхнюю и нижнюю дренажные системы итрубопроводы для подвода и удаления воды, сжатого воздуха и осадка, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 35 эффективности регенерации путем полногоудаления из загрузки осадков, фильтр снабжен вибратором и установлен на подпружиненных опорах, при этом трубопроводы имеют эластичные вставки, а трубопровод40 для подачи воды и регенерационного раствора снабжен на конце конфузором, размещенным над днищем, выполненным в видедиффузора, переходящего в отводящий трубопровод, причем диффузор снабжен эластичной пустотелой вставкой, перекрывающей сечение отводящего трубопровода и соединенной с трубопроводомсжатого воздуха,1804904 тавитель А.Плехановред М,Моргентал Корректор Л.Ливринц Редакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 915 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5