连续离子交换技术及其应用.ppt

本工艺采用30柱系统，我们把系统分为几个功能区：吸附区（5-15）、交换水洗区（1-4)、碱洗区（29-30）、再生区（21-28）、再生水洗区（17-20）、顶水区（16）。123456789101112131415161718192021222324252627282930第64页,共78页，星期六，2024年，5月工艺说明：吸附区：由5-15树脂柱组成。维生素C钠溶液从5-6进入系统进行第一级交换，钠离子被部分交换到树脂上，流出液为维生素C与维生素C钠的混合溶液，pH值将降低；然后与吸附水洗下来的残料液合并进入7-9第二级交换，然后进入10-12第三级交换，最后进入13-15第四级交换，这样经过四级交换可以保证钠离子被部分交换到树脂上，流出液就是最终产品--维生素C溶液。第65页,共78页，星期六，2024年，5月交换水洗区（吸附水洗区）：由1-4树脂柱组成。经过吸附后，各树脂罐需要水洗，树脂罐旋转到吸附水洗区后，央带在树脂间的料液(主要是维生素C钠)被水顶出，流出液与吸附区流出液混合一同进入7-9对应的树脂罐。经过交换饱和的5号柱转动到4位置开始水洗，经过3-4一级水洗，然后1-2二级水洗，保证到1号柱时物料清洗干净。而水经过两级利用提高了利用率，以节省洗水用量。

第66页,共78页，星期六，2024年，5月碱洗区（交叉再生区）：由29-30树脂柱组成。物料中含有蛋白等杂质会在交换过程中滞留在树脂柱中，容易造成堵塞和树脂中毒，因此30号采用碱液来清洗树脂，然后用水将29号树脂罐中夹带的碱溶液冲洗干净。再生区（酸再生区）：由21-28树脂柱组成。本工艺采用稀盐酸进行树脂再生，在该区域内，氢离子与树脂上的钠离子交换。酸从21-22进入系统第一级再生，然后与再生水洗的残酸混合进入23-25二级再生，最后进入26-28三级再生。经过三级再生可以保证树脂柱再生完全恢复交换性能。123456789101112131415161718192021222324252627282930第67页,共78页，星期六，2024年，5月再生水洗区：由17-20树脂柱组成。经过酸再生后，树脂需要经过水的冲洗，将树脂罐中残留的酸全部洗出，才能重新再进入吸附区。经过完全再生的21号柱转到20位置开始水洗，经过19-20一级水洗，然后17-18二级水洗，保证17号柱时酸被清洗干净，而水经过来年估计利用提高效率，节省洗水用量。顶水区（ER区）：由16号柱组成，从17号柱转过来时，树脂柱中残留大量水，如果直接转入交换区15号位置，则水混入物料造成物料稀释，因此在16号柱先用产品液把树脂柱中的水顶出，避免了对物料的稀释，同时顶出的水可回收利用，节省系统整体用水量。第68页,共78页，星期六，2024年，5月产品收率最高可达到99%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少30%以上，碱用量减少40%以上。减少洗脱酸碱时水的60%用量减少产品中氯离子的残留

本实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：第69页,共78页，星期六，2024年，5月（二）氨基酸提纯连续离子交换分离赖氨酸：赖氨酸为碱性氨基酸，在酸性条件下形成赖氨酸盐，与铵型阳离子树脂进行离子交换被吸附，从而与非碱性氨基酸、糖、蛋白等有机杂质分离。然后用氨水洗脱，结晶后得到赖氨酸成品，当树脂被洗提和水洗后，可以再次吸附更多的赖氨酸。离子交换后流出的废水中的硫酸氨可以被回收。脱离离子交换的菌体可用于制造化肥。第70页,共78页，星期六，2024年，5月与固定床分离对比的优点：连续的离子交换分离器可直接接纳全部发酵醪液，不需过滤器，而固定床分离器在发酵反应堆和分离器之间需要一个过滤阶段。这样可以减少资金成本、占地面积和工艺成本。固定床系统一般需要对树脂洗提后的化学废水进行二次处理。而ISEP连续分离系统则不需要，它可以再循环利用绝大部分的洗涤废水，且不需要二次废水处理。这也是连续分离系统成本较低的原因之一。第71页,共78页，星期六，2024年，5月二、湿法冶金行业（一）从浸取液中回收铜在20世纪60年代后期，溶剂萃取技术给铜工业带来了革命，溶剂萃取-电泳工艺就成为最具吸引力、最经济的铜生产工艺。但它仍存在一些具有负面影响的缺陷，如使用大量的挥发性溶剂，其萃取液中含有潜在毒性，产生的污物需要特别设备处理等。而使用ISEP技术可解决这些问题，并可大大降