連續(xù)離子交換系統(tǒng)工程

連續(xù)離子交換系統(tǒng)工程

        連續(xù)離子交換技術(shù)是一種*革新的分離工藝技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的固定床（Fixed Bed）、脈沖床（Pulse Bed）、模擬移動(dòng)床（Simulated Moving Bed）等工藝。它是在傳統(tǒng)的固定床樹(shù)脂吸附和離子交換工藝的基礎(chǔ)上結(jié)合連續(xù)逆流系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)而成。連續(xù)離子交換是基于固定床系統(tǒng)，不能連續(xù)生產(chǎn)，能耗大，工藝繁雜，再生用化學(xué)品量大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，而開(kāi)發(fā)研究的。

一、連續(xù)離子交換技術(shù)原理

        離子交換技術(shù)是基于樹(shù)脂功能基團(tuán)與物料中特定離子的吸附作用進(jìn)行的交換過(guò)程，離子交換是可逆的等當(dāng)量交換反應(yīng)。傳統(tǒng)的離子交換應(yīng)用時(shí)采用固定床實(shí)現(xiàn)的，我們對(duì)固定床的工作過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在交換過(guò)程中樹(shù)脂床將分為三段，即飽和區(qū)、活性區(qū)（傳質(zhì)區(qū)）和新鮮樹(shù)脂區(qū)。隨著交換進(jìn)行，傳質(zhì)區(qū)不斷下移直至底部交換*。整個(gè)過(guò)程只有傳質(zhì)區(qū)處于工作狀態(tài)，飽和區(qū)和新鮮樹(shù)脂區(qū)閑置，因此樹(shù)脂利用率低。

 為了提高樹(shù)脂利用率，我們把傳質(zhì)區(qū)進(jìn)行抽象分割成幾個(gè)小單元，一旦上面的小單元飽和后就移出來(lái)進(jìn)行洗水及再生操作，處理用的新鮮樹(shù)脂單元又回到傳質(zhì)區(qū)底部循環(huán)使用，這樣大大提高樹(shù)脂的利用率。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)樹(shù)脂單元自動(dòng)高效的運(yùn)作，我們采用了全新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，把樹(shù)脂柱小單元放到一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換。

而物料通過(guò)一個(gè)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分配法控制，把樹(shù)脂柱分成交換、水洗、再生、漂洗等功能區(qū)域，當(dāng)樹(shù)脂單元到達(dá)區(qū)域就執(zhí)行相應(yīng)的工藝過(guò)程，這樣可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)過(guò)程獨(dú)立進(jìn)行，而整體工藝成連續(xù)運(yùn)行。

 三、FM-Sep連續(xù)離子交換系統(tǒng)組成

1、主機(jī)：包括系統(tǒng)支撐、樹(shù)脂柱、閥芯。支撐固定部分作為整個(gè)連續(xù)離交系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，采用均勻分布的形式；閥芯主機(jī)作為連續(xù)離交的核心部分，采用福美科技自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)多孔分配閥技術(shù)，密封，用于連接外部物料進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)功能分區(qū)；樹(shù)脂柱作為交換容器用于填裝樹(shù)脂（或其他交換載體）；

2、驅(qū)動(dòng)裝置：采用高精度伺服電機(jī)配合減速裝置和定位裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)多孔閥的精準(zhǔn)定位；

3、控制系統(tǒng)：主機(jī)系統(tǒng)配備現(xiàn)場(chǎng)控制主機(jī)，用于控制主機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，具備運(yùn)行參數(shù)顯示帶信號(hào)輸出功能，可遠(yuǎn)傳至中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；系統(tǒng)全自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出料，利于上下工藝銜接配合；

4、儀器儀表：用于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，如壓力、流量、溫度、液位等現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表及傳感，具備信號(hào)輸出功能，并可選配電導(dǎo)率、糖度計(jì)、濁度儀等

5、外圍：外圍主要包括各儲(chǔ)罐、管路、閥門(mén)和泵等供料系統(tǒng)

四、連續(xù)離子交換設(shè)備優(yōu)勢(shì)

1、整合所有的步驟、可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、系統(tǒng)匹配性強(qiáng)
2、顯著的減少樹(shù)脂的用量，充分發(fā)揮了樹(shù)脂的利用潛力，延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用壽命
3、減少水和化學(xué)品的耗量，大幅度降低運(yùn)行成本和減少污水排放量
4、同時(shí)可去除或者分離具有不同特性的物質(zhì)，可將復(fù)雜的工藝簡(jiǎn)單化
5、保持料液中產(chǎn)品的成分和濃度穩(wěn)定，可以有效提高產(chǎn)品料液的純度和濃度，節(jié)省后續(xù)工藝成本
6、采用多柱系統(tǒng)，可靈活變更生產(chǎn)工藝流程
7、設(shè)備緊湊、占地面積空間小，易于安裝在任何位置
8、全自動(dòng)化、程序化操作控制，保證連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)
9、具有良好的操作彈性，可根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度或調(diào)節(jié)流速

 五、連續(xù)離子交換系統(tǒng)工程應(yīng)用

氨基酸：賴(lài)氨酸、蘇氨酸、色氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等分離、純化

維生素：古龍酸、VC、 VB12等分離、純化

抗生素：氨基糖苷、多肽、頭孢菌素、紅霉素等分離、提取

有機(jī)酸：乳酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸等轉(zhuǎn)化與精制

醫(yī)藥中間體的分離純化

化工合成物：樟腦磺酸銨、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸等純化

中藥：桑枝、銀杏等提取液脫灰、脫色、純化

糖：果葡糖、低聚糖、木糖、D-核糖、山梨醇等脫灰精制

食品飲料：糖的脫色、脫鹽；果汁、酒*料的分離和精制等方面

廢水處理：如廢液中氯化銨的回收、水楊酸生產(chǎn)廢水處理

精細(xì)化工和生物技術(shù)：如用于手性物質(zhì)的分離

冶金、材料：如從浸取液中回收銅、海水提鉀、貴金屬回收、重金屬去除、鉀鹽制備、鹽湖鹵水提鋰、稀有元素釩的         富集與分離、鉬的提取與分離、稀土元素分離、同位素分離等領(lǐng)域。