专利名称：用于装填离子交换树脂的容器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于装填离子交换树脂的容器。
背景技术：
装填离子交换树脂的容器可广泛应用于一般工业行业，尤其水处理、食品、制药业或核工业等行业。在离子交换、吸附分离和液相催化等作用的单层床、多层床或混床等等设备中均有应用。
离子交换树脂的化学结构特性决定了其惰性骨架由碳一碳链构成，具有疏水性和一定的柔韧性，因此离子交换树脂体积会溶胀。该溶胀受到树脂骨架强度与张力即溶胀压的限制。该溶胀压π的大小与溶剂的种类、性质，树脂交联度、活性基团、交换容量，溶液浓度，可交换离子种类等因素有关。在离子交换树脂交换和再生过程中会发生胀缩现象。新离子交换树脂经过几个周期使用，树脂骨架充分展开而体积膨胀，即不可逆膨胀。离子交换树脂从一种离子型转变为另一种离子型过程的体积变化属于可逆膨胀，称为转型膨胀。强酸性阳离子、强碱性阴离子交换树脂由中性变成相应的酸性和碱性，体积增加约5％。
离子交换树脂的物理性能有“溶胀性”指标。吴锦远等研究了氰化聚丙烯杨梅型树脂(广州化学1989，3p1)、笼形聚羧酸树脂(广州化学1990，4p1)、笼形聚羟酸树脂(离子交换与吸附1990，6(4)p268)等的溶胀行为。中国实用新型专利CN2124471U“溶胀性能测定仪”可以跟踪测定离子交换树脂的溶胀动力学过程和应力松弛过程，测试范围较宽，准确性和数据重复性好。离子交换与吸附1995，11(1)p54左榘等成功地跟踪了离子交换树脂在柱中转型时的树脂应力变化的速度。这些工作为通过离子交换树脂改性、设备和工艺改进来解决溶胀危害，提供了技术准备。中国专利CN85100889A“无溶胀性羧酸离子交换树脂及其制法”通过离子交换树脂改性，使用时无体积变化，延长寿命，节约酸和碱，并成功地应用于从发酵液直接提纯吸附链霉素或其他碱性有机物，使用效果优于现在溶胀性羧酸离子交换树脂。但是离子交换树脂改性技术难度大、制约条件多、使用成本也高。
在液体处理量5米3/小时以下的离子交换生产中，常用有机玻璃、硬聚氯乙稀等塑料管材，具有防腐蚀、无污染的优点，但是塑料许用应力低于100千克/厘米2，相应的塑料柱体耐压低于2.5千克/厘米2，并且超过室温后承压值大大降低。为此，离子交换设备改进上采取预留膨胀空间、进水稳压处理、设置自动泄压安全装置、内设中排结构件、增加柱壁厚度等措施来解决溶胀危害，但是仅仅对压力缓慢变化时起作用。离子交换工艺改进上采取再生前充分反冲洗、加液和淋洗前开启上排阀通大气、冷却后使用等措施来解决溶胀危害。在大液体处理量离子交换生产中，尽管使用金属管材，但是再生过程中粒间空隙率小于运行状态粒间空隙率，离子交换树脂内部膨胀应力很大，粒间必然产生挤压作用，引起大量离子交换树脂碎球，影响使用寿命；在局部离子交换树脂溶胀压集中，得不到及时消除时，完全可能胀裂离子交换柱壁。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服以往技术中存在树脂改性难度大，成本高，离子交换树脂易破碎影响寿命的缺点，提供一种新的用于装填离子交换树脂的容器。该容器具有成本低，离子交换树脂不易破碎的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种用于装填离子交换树脂的容器，包括容器壳体、进料口和出料口，在容器壳体内设置有至少一根弹性管道，弹性管道的两端分别与容器壳体相连。
上述技术方案中弹性管道的材质由对离子交换介质呈惰性的弹性材料组成，其优选方案为由高分子弹性体组成。
弹性管道的设置系统可以由弹性管道、螺纹接头、压力调节器、缓冲罐组成。弹性管道引出离子交换树脂设备的接口处设置螺纹接头。螺纹接头由内螺纹接头、中孔外螺纹接头、密封圈、弹性管道、硬质内衬管组成，并密封。密封圈可以是聚四氟乙烯、硅橡胶、石墨橡胶、铝、铜等等对离子交换介质呈惰性的密封材料。弹性管道引出离子交换树脂设备后与设置的压力调节器连接，并与缓冲罐连接。在弹性管道中充满惰性流体物质，在缓冲罐中部分充满惰性流体物质。弹性管道在离子交换树脂设备中形状，可以直形，也可以U形、螺旋状、蛇管状等异形；其布置可以轴向，还可以径向，也可以轴径向；其数量可以单根，也可以多根。
在离子交换树脂再生过程中，离子交换树脂溶胀挤压弹性管道，使其中的惰性流体物质压至缓冲罐，弹性管道变形提供离子交换树脂溶胀空间，减小其溶胀压；同时弹性管道合理分布，可以有效消除局部离子交换树脂溶胀压集中，延长离子交换树脂使用寿命，避免离子交换柱壁胀裂事故。在新离子交换树脂使用时，弹性管道可以调节其不可逆膨胀，减少或者取消设备的预留膨胀空间。另外，在离子交换树脂再生前充分反冲洗时，弹性管道变形可以协助反冲洗液疏松离子交换树脂床层，减少反冲洗液用量，消除局部离子交换树脂结块现象。总之，弹性管道的存在，有效地消除了离子交换树脂因膨胀产生的压力，使装填离子交换树脂的容器无须特殊的压力容器材质，大大降低了设备的成本，同时因为有效地消除了膨胀压，使离子交换树脂不易破碎，可延长离子交换树脂的使用寿命，取得了较好的技术效果。
图1是本实用新型的结构示意图。
图1中1为螺纹接头；2为离子交换树脂容器壳体；3为弹性管道；4为压力调节器；5为缓冲罐。
对于离子交换树脂再生过程转型溶胀的危害，当离子交换树脂容器壳体2内部盛装的离子交换树脂转型溶胀挤压弹性管道3时，使弹性管道3中惰性流体物质经过螺纹接头1、压力调节器4压至缓冲罐5，弹性管道3变形提供离子交换树脂转型溶胀空间。当离子交换树脂再生结束投入使用时，缓冲罐5中惰性流体物质增压经过压力调节器4、螺纹接头1压至弹性管道3，回收离子交换树脂转型溶胀空间，为下次再生作准备。由此大大降低离子交换树脂转型溶胀压，有效消除局部离子交换树脂转型溶胀压集中，延长离子交换树脂使用寿命，避免离子交换柱壁胀裂事故，使得本发明可以阻止离子交换树脂转型溶胀的危害。
对于新离子交换树脂使用过程不可逆溶胀的危害，当离子交换树脂容器壳体2内部盛装的新离子交换树脂不可逆溶胀挤压弹性管道3时，使弹性管道3中惰性流体物质经过螺纹接头1、压力调节器4压至缓冲罐5，弹性管道3变形提供离子交换树脂不可逆溶胀空间，大大降低离子交换树脂不可逆溶胀压，减少或者取消离子交换树脂柱的预留膨胀空间，使得本发明可以阻止离子交换树脂不可逆溶胀的危害。
另外，在离子交换树脂再生前充分反冲洗时，通过(1)缓冲罐5中惰性流体物质增压经过压力调节器4、螺纹接头1压至弹性管道3；(2)弹性管道3中惰性流体物质经过螺纹接头1、压力调节器4压至缓冲罐5，使得弹性管道多次变形，可以协助反冲洗液疏松离子交换树脂床层，减少反冲洗液用量，消除局部离子交换树脂结块现象。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，但是，本发明范围并不只限此。
具体实施方式
实施例1在φ300×1800毫米离子交换柱中离子交换树脂装填1500毫米，预留18％膨胀空间，柱材质为有机玻璃，设置了进水稳压、自动泄压安全装置，并且设置了中排内构件等措施来解决离子交换树脂溶胀危害。但是仅仅对压力缓慢变化时起作用。在离子交换树脂再生前反冲洗不充分，或者再生液进料梢快时，尤其是离子交换树脂使用后期存在大量离子交换树脂碎球的情况下，再生过程中局部离子交换树脂溶胀压集中，得不到及时消除，出现了胀裂离子交换柱壁的事故。离子交换柱壁厚度从25毫米增加到40毫米、增加到50毫米，减少了胀裂离子交换柱壁的可能性，但是设备成本成倍增加，并且离子交换树脂出现大量碎球，影响使用寿命。
在该φ300×1800毫米离子交换柱中设置了6根φ30×2200毫米(其中1700毫米轴向布置，500毫米为开启封头所留余量)弹性管道，占用8％容积，预留5％膨胀空间。使用本发明，可以多利用5％容积；离子交换柱壁厚度为25～40毫米，设备成本下降了15～30％；离子交换树脂使用寿命延长20～100％。
通过上面实施例可以充分说明，本发明可以阻止离子交换树脂不可逆溶胀的危害，也可以阻止离子交换树脂转型溶胀的危害。该容器结构简单新颖，使用成本很低，操作效果良好，能有效阻止离子交换树脂的溶胀危害。
权利要求1.一种用于装填离子交换树脂的容器，包括容器壳体、进料口和出料口，其特征在于在容器壳体内设置有至少一根弹性管道，弹性管道的两端分别与容器壳体相连。
2.根据权利要求1所述用于装填离子交换树脂的容器，其特征在于弹性管道的材质由对离子交换介质呈惰性的弹性材料组成。
3.根据权利要求2所述用于装填离子交换树脂的容器，其特征在于弹性管道的材质由高分子弹性体细成。
专利摘要本实用新型涉及一种用于装填离子交换树脂的容器。主要解决以往技术中存在装填离子交换树脂的容器制作成本高,易破裂,离子交换树脂易破碎,影响离子交换树脂寿命的问题。本实用新型通过采用在容器壳体内设置至少一根弹性管道的技术方案较好地解决了该问题,可用于工业生产中。
文档编号B65D81/20GK2487663SQ0124662
公开日2002年4月24日 申请日期2001年7月20日 优先权日2001年7月20日
发明者王华文, 林衍华, 刘俊涛, 刘国强, 陈秀宏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院