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《離子交換樹脂在制糖工業(yè)的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1、離子交換樹脂柱離子交換樹脂是放置在樹脂柱中進行工作的，這有利于發(fā)揮它的功能，并便于再生。國外糖廠樹脂柱的有效容積（裝載樹脂量）一般為3～10m3，直徑2.3～3.3m，高3.3～4m，樹脂床的高度0.6～2m。樹脂柱為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，兩端密封，能承受一定的工作壓力。它通常用鋼板焊接制成，內(nèi)壁整體襯上耐酸、堿的橡膠層，小型樹脂柱全部可以用不銹鋼制造。樹脂柱的總高度約為樹脂層兩倍，以備樹脂工作時體積膨脹和防止反洗時樹脂被沖走。如果樹脂的粒度較大，對通過液體的阻力較小，樹脂層可較高，并相應減小柱體的直徑。但如樹脂粒度較細，對液體的阻力較大，則樹脂層不宜高，以免
2、影響液體的通過，降低它的生產(chǎn)能力。有些裝載細顆粒樹脂的柱，樹脂層的高度只約0.8m，但它的工作周期時間亦較短。樹脂柱的底部裝上細孔平板及篩網(wǎng)，樹脂放置在篩網(wǎng)之上。一種設計采用三層篩網(wǎng)，分別為60、20、10目，也有采用70目篩，以適應顆粒較小的樹脂。有些設計不用篩網(wǎng)，在底部裝設有大量微縫隙小孔的分配器，匯集從樹脂床流出的液體。在樹脂柱的頂部，裝有糖漿進料管及進料分配器，進入的糖漿經(jīng)過它均勻分布，然后向下通過樹脂層，在底部集中排出。在樹脂層的上方還有另一套分配器，連接洗水管及再生溶液管，洗水與再生液分別從該處進入，從上向下通過樹脂層，到底部排出。底部分配器還連
3、接反沖洗水管，當樹脂反洗時，從底部進水，均勻地沖動樹脂層，將樹脂中夾雜的懸浮物沖走，經(jīng)頂部分配器排出。另在柱頂部接有壓縮空氣管，在開始入料前，開入壓縮空氣將樹脂顆粒略為壓緊，使形成樹脂床。樹脂柱底部亦接有壓縮空氣管，必要時可通過壓縮空氣反沖樹脂層，使其疏松，然后再開水管反洗樹脂。柱底部還有樹脂裝卸管。樹脂柱內(nèi)全部附件及連接管路的材料均為不銹鋼，成分通常為?1Cr18Ni12Mo2Ti。樹脂柱的一種設計如右圖。?早期的樹脂柱亦有在底部用石英砂作為阻隔樹脂的介質(zhì)（不用篩網(wǎng)），先放置一層15cm厚的從4～6mm?到6～11mm大小的石英砂，在它的上面再裝一層15c
4、m?厚的從2.5×1.5mm到3.5×1.5mm大小的石英砂，上面再裝樹脂。樹脂柱最主要的規(guī)格參數(shù)是它裝載的樹脂量BV(BedVolume,m3)。樹脂柱的處理能力與它的樹脂裝載量成正比。各種物料的流量和速率以BV或BV/h為計算單位。糖液通過樹脂層與樹脂接觸的時間為通過速度BV/h的倒數(shù)，如通過速度為3BV/h，則接觸時間為1/3小時；如樹脂層高1.2m，則糖液通過樹脂層的流速為6cm/min（按樹脂柱橫截面計）。樹脂柱的工作是周期性的，工作效率不夠高。近年發(fā)展了多種連續(xù)工作的裝備，只用一個系統(tǒng)，樹脂在器內(nèi)連續(xù)地緩慢地移動，流出器外與液體一起用低速泵輸送，
5、經(jīng)過循環(huán)管流回器內(nèi)，在這個循環(huán)中順次進行各項操作；或者分為交換柱和再生柱，連續(xù)循環(huán)工作。具體的設計有多種，如Higgins系統(tǒng)Asahi系統(tǒng)和雙柱系統(tǒng)等。它們已較多地用在水處理和化工行業(yè)中，但在制糖工業(yè)中還用得較少。加拿大Macdonald等用小型模擬設備研究了連續(xù)離子交換系統(tǒng)在甜菜糖廠的應用，說明它的脫色效果更穩(wěn)定，樹脂的效能可更充分地利用。2、離子交換樹脂柱的工作過程樹脂柱在連續(xù)通入糖液時，樹脂逐漸吸附了色素和雜質(zhì)，其性能就逐漸下降，流出糖液的色度值逐漸升高。例如，兩種原來色度值不同（725IU和2900IU）的糖液在分別通過兩種不同樹脂柱：苯乙烯系樹脂
6、（TS-210）和丙烯酸系樹脂（TS-200），通過不同BV數(shù)的糖液后的脫色率變化如下表。?通過糖液BV數(shù)?苯乙烯系樹脂（TS-210）?丙烯酸系樹脂（TS-200）?原色值725?原色值?原色值725?原色值29002900?0?90?90?90?90?10?84?60?84?75?20?81?53?82?69?30?79?46?81?67?40?77?-?81?-它說明了，在糖液原色值較高時，樹脂性能下降得較快，能處理的糖液總量較少；淺色糖液的處理量則較大。這兩類樹脂初時的脫色率相同，但苯乙烯系樹脂的性能下降較快，而丙烯酸系樹脂下降較慢，即較耐污染。樹脂
7、使用了一定時間后，脫色效能不足，就要停下來再生。這個脫色工作時間一般為8～20小時；在處理低色度值得糖液時可延長到數(shù)十小時。停用后各種輔助工作和再生的時間需數(shù)小時。離子交換樹脂的具體使用過程如下：（1）預備工作?將樹脂與水混合一起傾入樹脂柱中，借助水的浮力使樹脂自然沉積，在柱內(nèi)均勻堆積，密度一致。在準備使用前，先將水排凈，然后通入壓縮空氣，壓出余水，并將樹脂壓成“床”。再生后的樹脂亦要用無離子水浸泡，使用前排水和通壓縮空氣。（2）進料樹脂柱進料前，先開入約1BV的甜水浸潤樹脂層，隨后開入脫糖時回收的稀糖液及濃糖液，各需時10～15分鐘，控制流量速度約為2.5
8、BV/h，使樹脂中糖液濃度逐漸升高。這個過程稱為上糖
