一种聚丙烯离子交换器的制作方法

本实用新型属于化工设备技术领域，更具体地说，涉及一种聚丙烯离子交换器。

背景技术：

离子交换器广泛应用于化工、石油、医药、食品、油脂、印染、冶金、环保、轻工等行业生产中的制取纯水、硬水软化、药物和食品的脱色和提取、重要化工原料的回收以及污水处理等。其工作原理是让离子交换树脂（交换剂）中的离子同原水中的某些离子进行交换而将其出去。离子交换树脂失效后需要通过再生来恢复离子交换能力，即使用再生液对离子交换树脂进行洗涤，再生液的流向包括顺流和逆流。

顺流再生时原水与再生液流过交换剂层的方向相同。因此在再生液流过交换剂层时首先接触到的是交换剂层中失效最严重的部分，从这部分交换剂中置换出来的大量离子会影响其他部分的再主度，造成处理水质降低、再生剂消耗量增加。顺流再生离子交换设备相对简单，工作可靠，但受原水水质组分影响大，再生效果不佳。与顺流再生相反，采用逆流再生可提高再生剂利用率，降低再生剂的消耗量，减少再生废液排放。但是，传统离子交换器在工作时原水采用上进下出的流动方式，因此顺流再生时再生液必须采用下进上出的流动方式。这种方式由于再生液从底部进入，容易造成交换剂层上升或流动，破坏交换剂层原有的再生度梯度，影响再生后的交换效果。为了保持交换剂层稳定，还需要额外増加压实层与顶压措施。

此外，传统离子交换器中，交换剂层通常呈柱状设置，沿着原水流动方向，交换剂层的截面积不变。这样，靠近原水来向的交换剂层失效时间很短，远离原水来向的交换剂层失效时间很长，交换剂层内的失效度梯度较大，不利于充分发挥交换剂层整体的交换能力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种聚丙烯离子交换器，能够克服传统离子交换器存在的上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：一种聚丙烯离子交换器，包括壳体，壳体呈圆柱形，竖直设置；在壳体内设有横截面为圆环形的树脂腔，树脂腔由腔外壁和腔内壁围合而成，树脂腔内填充有离子交换树脂；壳体与腔外壁之间的横截面为圆环形的空隙为进水腔；腔内壁包围的横截面为圆形的空隙为出水腔；腔外壁上分布有一组第一通孔将进水腔与树脂腔连通，腔内壁上分布有一组第二通孔将出水腔与树脂腔连通；壳体底部设有出水口连通出水腔；壳体侧壁设有进水口连通进水腔；壳体侧壁最低处还设有排液口连通进水腔。

该聚丙烯离子交换器在工作时，原水经进水口引入进水腔内，穿过树脂腔后进入出水腔并从出水口流出，原水在流经树脂腔时与离子交换树脂发生离子交换。再生时，优选采用顺流再生的方式，及再生液经出水口引入出水腔，从内向外穿过树脂腔后进入进水腔，再从排液口排出。可见，本实用新型无论是在工作还是在再生过程中，液体均横向穿过树脂腔，对树脂腔内的离子交换树脂扰动小，离子交换树脂分布稳定。此外，该聚丙烯离子交换器的树脂腔呈环形设置，过滤面积大，同等交换流量条件下原水穿过离子交换树脂层的流速较小，有利于离子交换树脂层的堆积稳定。此外，在工作时，原水从内向外穿过树脂腔，沿原水的流动方向，离子交换树脂的截面积逐渐减小，这恰好契合了沿原水的流动方向上原水的离子浓度逐渐降低这一特点，相较于传统恒定截面的离子交换树脂分布方式能够有效缓和在原水的流动方向上交换剂失效度梯度较大的问题，有利于充分发挥交换剂层整体的交换能力。

本实用新型的进一步优选方案是，腔外壁上靠近树脂腔的一侧设有一层第一滤网；第一滤网上盖设有一层支撑网；腔内壁上靠近树脂腔的一侧设有一层第二滤网；第二滤网上盖设有一层压网；第一滤网的孔径小于离子交换树脂的直径；第二滤网的孔径小于离子交换树脂的直径。第一滤网和第二滤网可有效拦截离子交换树脂，防止泄漏造成离子交换树脂层堆积不稳。设置支撑网起到支撑第一滤网的作用，将第一滤网紧密压合在腔外壁上；同理，设置压网的目的是将第二滤网紧密压合在腔内壁上。

本实用新型的进一步优选方案是，支撑网的孔径大于第一滤网的孔径；压网的孔径大于第一滤网的孔径。

本实用新型的进一步优选方案是，进水口上还连接有进水过滤器，进水过滤器内填充有颗粒物过滤网。在实际运行过程中，原水的质量可能存在波动，原水内可能夹杂有少量的颗粒物，这些颗粒物如果直接进入树脂腔内并长期积累，可能造成离子交换树脂层的污染和堵孔，且难以清理。在进水口处设置进水过滤器可以有效保护交换树脂层的清洁稳定，保证该离子交换器长期可靠运行。

本实用新型的进一步优选方案是，进水腔顶部还设有第一排空口，便于排出进水腔顶部可能蓄积的少量不溶性气体。

本实用新型的进一步优选方案是，出水腔顶部还设有第二排空口，便于排出出水腔顶部可能蓄积的少量不溶性气体。

本实用新型的进一步优选方案是，壳体底部还设有一组支腿。

本实用新型的进一步优选方案是，壳体侧壁还设有一组支架。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的聚丙烯离子交换器，结构合理，离子交换性能稳定优异；在工作和逆流再生过程中，离子交换树脂层均不易发生流变，离子交换树脂分布稳定；此外，沿原水的流动方向上离子交换树脂的失效度梯度较小，有利于充分发挥交换剂层整体的交换能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中a-a面的剖面图；

图3为图1的局部放大图。

图中，壳体1、支腿11、支架12、树脂腔2、腔外壁21、腔内壁22、进水腔3、出水腔4、第一通孔23、第二通孔24、出水口41、进水口31、排液口32、第一滤网25、支撑网26、第二滤网27、压网28、进水过滤器33、颗粒物过滤网34、第一排空口35、第二排空口42。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

一种聚丙烯离子交换器，如图1至3所示，包括壳体1，壳体1呈圆柱形，竖直设置；在壳体1内设有横截面为圆环形的树脂腔2，树脂腔2由腔外壁21和腔内壁22围合而成，树脂腔2内填充有离子交换树脂；壳体1与腔外壁21之间的横截面为圆环形的空隙为进水腔3；腔内壁22包围的横截面为圆形的空隙为出水腔4；腔外壁21上分布有一组第一通孔23将进水腔3与树脂腔2连通，腔内壁22上分布有一组第二通孔24将出水腔4与树脂腔2连通；壳体1底部设有出水口41连通出水腔4；壳体1侧壁设有进水口31连通进水腔3；壳体1侧壁最低处还设有排液口32连通进水腔3。

本实施例中，腔外壁21上靠近树脂腔2的一侧设有一层第一滤网25；第一滤网25上盖设有一层支撑网26；腔内壁22上靠近树脂腔2的一侧设有一层第二滤网27；第二滤网27上盖设有一层压网28；第一滤网25的孔径小于离子交换树脂的直径；第二滤网27的孔径小于离子交换树脂的直径。

本实施例中，支撑网26的孔径大于第一滤网25的孔径；压网28的孔径大于第一滤网25的孔径。

本实施例中，进水口31上还连接有进水过滤器33，进水过滤器33内填充有颗粒物过滤网34。

本实施例中，进水腔3顶部还设有第一排空口35。

本实施例中，出水腔4顶部还设有第二排空口42。

本实施例中，壳体1底部还设有一组支腿11。

本实施例中，壳体1侧壁还设有一组支架12。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。