树脂柱自动再生装置及自动再生方法与流程

本发明涉及树脂再生技术领域，尤其涉及一种树脂柱自动再生装置及自动再生方法。

背景技术：

离子交换树脂在使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。

目前，普遍采用的离子交换树脂再生方法是将离子交换树脂从树脂柱中手动取出，进行浸泡再生，然后将再生后的树脂填回树脂柱内。这种方法需要手动操作，树脂再生度低，再生度小于70％；此外再生过程中需要人工搅动再生液，再生液具有腐蚀性，手动操作容易发生再生液飞溅，存在安全问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种树脂柱自动再生装置及自动再生方法，以解决现有技术中树脂再生效率低，安全性低以及操作复杂的问题。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种树脂柱自动再生装置，包括：

箱体，所述箱体设有药液罐、进水口及排水口；

第一管道，所述第一管道通过第一阀门与所述进水口连接，所述第一管道通过第二阀门与排水口连接；

第二管道，所述第二管道通过第三阀门与所述进水口连接，所述第二管道通过第四阀门与排水口连接；

树脂柱再生模块，所述树脂柱再生模块分别与所述第一管道及所述第二管道连接，所述树脂再生模块包括多根树脂柱；

第三管道，所述第三管道分别与药液罐及第二管道连接，所述第三管道设有第五阀门。

其进一步地技术方案为，还包括酸液罐，所述酸液罐通过第四管道与药液罐连接；所述进水口通过第五管道与药液罐连接。

其进一步地技术方案为，所述第四管道及第五管道均设有开关阀门及计量泵。

其进一步地技术方案为，所述箱体还包括排风口，所述排风口设有风机。

其进一步地技术方案为，所述树脂柱的下方设有可拆卸的积液槽。

其进一步地技术方案为，所述树脂再生模块设有安装接头及弹性卡箍，所述树脂柱设置于所述安装接头并由所述弹性卡箍固定。

其进一步地技术方案为，所述箱体侧面还设有plc控制模块，所述plc控制模块分别与所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、开关阀门以及计量泵连接，且所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、开关阀门以及计量泵均受控于所述plc控制模块。

其进一步地技术方案为，所述箱体还设有万向轮、把手以及吊环，所述万向轮设于箱体底面；所述把手设于箱体侧面；所述吊环设于箱体顶面。

第二方面，本发明实施例还提供一种树脂柱自动再生方法，应用于如第一方面所述的树脂柱自动再生装置，包括如下步骤：

正向冲洗，保持第二阀门、第三阀门、第五阀门关闭，打开第一阀门及第四阀门，向所述进水口通入除盐水，除盐水经第一管道流向所述树脂柱再生模块，由所述第四阀门流向排水口；

反向冲洗，保持第一阀门、第四阀门、第五阀门关闭，打开第二阀门及第三阀门，向所述进水口通入除盐水，除盐水经第二管道流向所述树脂柱再生模块，由所述第二阀门流向排水口；

第一次逆流再生，保持第一阀门、第三阀门、第四阀门关闭，打开第二阀门及第五阀门，药液罐中的第一药液由第三管道进入第二管道，以每根树脂柱50～100ml/min的流速对树脂柱进行再生冲洗，并由所述第二阀门流向排水口，再生冲洗时间30-60min；

第二次逆流再生，保持第一阀门、第三阀门、第四阀门关闭，打开第二阀门及第五阀门，药液罐中的第二药液由第三管道进入第二管道，以每根树脂柱50～100ml/min的流速对树脂柱进行冲洗，并由所述第二阀门流向排水口，冲洗时间5-10min；

重复所述正向冲洗步骤及反向冲洗步骤，当排水口处的溶液电导率数值在预设区间时，完成再生；

其中，所述第一药液为体积分数4-6％的盐酸溶液；

所述第二药液为体积分数0.1-3.9％的盐酸溶液。

其进一步地技术方案为，所述正向冲洗步骤的冲洗时间为5-20min；所述反向冲洗步骤的冲洗时间为5-20min。

与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：

本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置，通过管道与阀门的布置，控制除盐水、再生液经过树脂柱冲洗后直接排出，无需取出树脂，避免引入其它杂质，简化了操作流程，提高了树脂再生效率。

此外，本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置，为自动化控制，通过plc控制模块可以自动实现树脂柱的再生，整个过程在设定好参数后，无需人工操作，不会接触到腐蚀性液体，极大地提高了安全性。

本发明实施例提供的树脂柱自动再生方法，为直排式再生方法，除盐水、再生液经过树脂柱后直接排出，冲洗过树脂柱的液体不再回流，流水式的冲洗能够有效带走树脂柱的杂质离子且不会引入气泡，极大地提高了树脂柱的再生度，较传统的浸泡回流式方法，具有更高的再生度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置正视图；

图3为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置左视图；

图4为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置右视图；

图5为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置俯视图；

图6为本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置的管道布置图。

附图标记

箱体1，积液槽2，门板3，透明视窗4，树脂柱5，球阀6，流量计7，plc控制模块8，排风口9，进水口10，排水口11，吊环12，把手13，万向轮14，第一阀门mv1，第二阀门mv3，第三阀门mv2，第四阀门mv4，第五阀门bv2，药液罐t1，酸液罐t2。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

参见图1-图6，本发明实施例提供一种树脂柱自动再生装置，包括：

箱体1，所述箱体1设有药液罐t1、进水口10及排水口11；

第一管道，所述第一管道通过第一阀门mv1与所述进水口10连接，所述第一管道通过第二阀门mv3与排水口11连接；

第二管道，所述第二管道通过第三阀门mv2与所述进水口10连接，所述第二管道通过第四阀门mv4与排水口11连接；

树脂柱再生模块，所述树脂柱再生模块分别与所述第一管道及所述第二管道连接，所述树脂再生模块包括多根树脂柱5；

第三管道，所述第三管道分别与药液罐t1及第二管道连接，所述第三管道设有第五阀门bv2及计量泵。

第三管道上的计量泵可控制药液流入第二管道的量，以合理地分配药液使用，避免浪费。

进水口10为设有调节阀及压力表，可对进水的流量和压力进行监测、调节。排水口11设于箱体1底部。

具体地，本实施例提供的树脂柱再生模块可同时再生8只小体积树脂柱(柱长650mm/内直径40mm)或4只大体积树脂柱(柱长400mm/内直径86mm)，每根树脂柱均配有控制阀门和流量计，通过快速接头与树脂柱进出口连接进行再生及冲洗，可灵活选择同时再生树脂柱的数量。

药液罐t1内盛放有药液，通过设置药液罐的体积，可控制树脂再生量。例如，药液罐t1最大体积为30l，总再生树脂量为8-10升。

所述药液即为再生液。

本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置，通过管道与阀门的布置，控制除盐水、再生液经过树脂柱冲洗后直接排出，无需取出树脂，避免引入其它杂质，简化了操作流程，提高了树脂再生效率。

还包括酸液罐t2，所述酸液罐t2通过第四管道与药液罐t1连接；所述进水口10通过第五管道与药液罐t1连接。

具体地，由酸液罐向药液罐内输送预设体积的酸液，通过进水口加入预设体积的除盐水，经混合后，即形成用于树脂再生的药液。例如，将酸液罐内30％的盐酸溶液，在药液罐中配得5％的盐酸溶液用于树脂再生。

所述第四管道及第五管道均设有开关阀门以及计量泵。通过计量泵可控制除盐水进入药液罐的量，以及酸液罐输出至药液罐的量。

具体实施中，所述箱体还包括排风口9，所述排风口设有风机。

树脂再生过程中，药液的配制或更换可能会产生酸雾，通过设置排风口可防止箱体内部的气味残余。

具体实施中，所述树脂再生模块设有安装接头及弹性卡箍，所述树脂柱设置于所述安装接头并由所述弹性卡箍固定。弹性卡箍便于树脂柱安装完后的固定，保证再生流程的正常进行。

具体实施中，所述树脂柱5的下方设有可拆卸的积液槽2。虽然管道内的水经过树脂柱后直接排放，但树脂柱取走后，安装接头处会残留有积水，通过设置积液槽2，可盛接残留的液体，保持箱体清洁。

具体实施例中，所述箱体侧面还设有plc控制模块8，所述plc控制模块8分别与所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、开关阀门以及计量泵连接，且所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、开关阀门以及计量泵均受控于所述plc控制模块。

plc控制模块8包括控制面板、酸浓度计显示面板、电导率显示面板，设于箱体侧面，便于观察再生过程的参数。管道内还设有酸浓度计、电导率仪，电导率仪用于评价冲洗再生的效果，酸浓度计、电导率表数据信息反馈显示在plc控制面板中，随时监测条件。plc控制模块上预设有主要工艺流程、再生顺序以及一些关键的数据信息，通过改变树脂再生的数据参数以及选择需要执行的再生步骤进行手动再生；同时也可以设置好参数后进行一键全自动再生。

本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置为自动化控制，通过plc控制模块可以自动实现树脂柱的再生，整个过程在设定好参数后，无需人工操作，解决了传统再生方法的安全问题，极大地提高了安全性。

所述箱体还设有万向轮14、把手13以及吊环12，所述万向轮14设于箱体1底面；所述把手13设于箱体1侧面；所述吊环12设于箱体1顶面。方便箱体1的移动、运输及吊运。

具体地，箱体1底部设有4个万向轮，承重400kg。其中右侧的两个万向轮带有锁定拨片，解锁万向轮可将其移动至平整位置，放置平稳后锁定万向轮。

在箱体内前后均有耐强酸腐蚀的照明小灯，观察箱体的内部情况时不受外界光线的限制。

箱体内部的连接管件均采用耐腐蚀材质，软管采用耐强酸四氟材质。箱体采用2mm厚不锈钢板冲压成型，内外均喷涂防锈漆，钢结构及部件连接紧密，材料均采用耐强酸性腐蚀材料并采用带锁双开门设计，空间利用合理，方便配件的拆卸安装。门板3上设有耐强酸腐蚀材质的透明视窗4，不用重复开关箱门就可观察箱体内部的情况。

请继续参见图6，第二方面，本发明实施例还提供一种树脂柱自动再生方法，应用于上述的树脂柱自动再生装置，包括如下步骤：

正向冲洗5-20min，保持第二阀门mv3、第三阀门mv2、第五阀门bv2关闭，打开第一阀门mv1及第四阀门mv4，向所述进水口通入除盐水，除盐水经第一管道流向所述树脂柱再生模块，由所述第四阀门mv4流向排水口；

反向冲洗5-20min，保持第一阀门mv1、第四阀门mv4、第五阀门bv2关闭，打开第二阀门mv3及第三阀门mv2，向所述进水口通入除盐水，除盐水经第二管道流向所述树脂柱再生模块，由所述第二阀门mv3流向排水口；

第一次逆流再生，保持第一阀门mv1、第三阀门mv2、第四阀门mv4关闭，打开第二阀门mv3及第五阀门bv2，药液罐中的第一药液由第三管道进入第二管道，以每根树脂柱50～100ml/min的流速对树脂柱进行再生冲洗，并由所述第二阀门mv3流向排水口，再生冲洗时间30-60min；

第二次逆流再生，保持第一阀门mv1、第三阀门mv2、第四阀门mv4关闭，打开第二阀门mv3及第五阀门bv2，药液罐中的第二药液由第三管道进入第二管道，以每根树脂柱50～100ml/min的流速对树脂柱进行冲洗，并由所述第二阀门mv3流向排水口，冲洗时间5-10min；

重复所述正向冲洗步骤及反向冲洗步骤，当排水口处的溶液电导率数值在预设区间时，完成再生；

其中，所述第一药液为体积分数4-6％的盐酸溶液；

所述第二药液为体积分数0.1-3.9％的盐酸溶液。

具体实施中，所述正向冲洗步骤及反向冲洗步骤的顺序可互换。

参见图6，具体实施例中，使用上述树脂柱自动再生装置进行树脂柱自动再生操作时，需检查好装置内的管路、压力等均处于就绪状态，管道内阀门关闭。树脂柱安装完成后即可进行再生操作。例如，在一实施例的在一管道布置系统图中，对树脂柱进行再生的流程步骤如下：

a.正向冲洗(10分钟)：控制mv1、mv4打开，除盐水自上而下对树脂进行冲洗，时间为10分钟，冲洗结束自动进入下一步骤b。

b.反向冲洗(10分钟)：控制mv2、mv3打开，除盐水自下而上对树脂进行冲洗；时间为10分钟，冲洗结束自动进入下一步骤d。

c.在正向冲洗及反向冲洗的过程中，再生液开始自动配置(20分钟以内)：控制电磁阀sv1打开，将除盐水注入混合箱t1中，加水至25l位处自动关闭sv1；加药泵p2自动开启，向箱t1注入30％浓度盐酸5l，并同时开启循环泵p3，搅拌混合至5％浓度盐酸，完成混合后停止搅拌。

d.第一次逆流再生(40分钟)：控制电动阀mv3、泵p1自动开启，向树脂柱中注入再生液。泵p1的流量预设为每个树脂柱流量为50～100ml/min；溶液箱至低液位后(液样开关设置在泵p1前管路上)，泵p1自动停止；箱t1与泵的流量在设计时匹配好，保证工作时间不小于30min。程序结束自动进入下一步骤e。

e.第二次逆流再生(10分钟)：控制电磁阀sv1开启，向t1箱中加入除盐水，稀释t1箱中的剩余再生液，混匀后控制泵p1开启，混合液通过树脂柱后直接排出，起到冲洗树脂柱残留再生液的作用。程序结束自动进入下一步骤f。

f.排放正洗(15分钟)：控制mv1、mv4打开，除盐水自上而下对树脂进行冲洗，时间为15分钟，冲洗结束后自动进入下一步骤g。

g.排放反洗(15分钟以上)：控制mv2、mv3自动打开，除盐水自下而上对树脂进行冲洗，冲洗至电导率合格后自动停止。

h.系统放空：开启阀门mv5，打开放空管路及树脂柱中的水；手动打开bv1，放空泵p1前管路中可能存在的少量的残液(已由清水冲洗过)。

i.树脂柱取出：断开电源，打开门板，松开卡箍取下树脂柱。即完成再生。

根据检测，传统的浸泡式再生方式，由于树脂会复吸浸泡液中的杂质离子，导致再生不完全，因此浸泡式再生的树脂柱再生效率有限，通常为60-70％。

通过本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置，配合树脂柱自动再生方法，再生液流过树脂柱后直接排出，不存在复吸问题，树脂的再生度达98％以上，且根据树脂量匹配相应的再生液用量、控制再生液流向树脂柱的流量，能够有效地保证树脂再生的同时，不浪费再生液用量，操作简单、实用性强。

此外，本发明实施例提供的树脂柱自动再生装置，为自动化控制，通过plc控制模块可以自动实现树脂柱的再生，整个过程在设定好参数后，无需人工操作，不会接触到腐蚀性液体，解决了传统再生方法的安全问题，极大地提高了装置的安全性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。