[发明专利]一种离子交换方法

权利要求书

1.一种离子交换方法，该方法在一种装置中进行，所述装置包括交换区、再生区、转型区以及物料切换单元，所述交换区、再生区和转型区各自具有物料入口、物料出口和至少一个离子交换树脂床层，所述离子交换树脂床层的至少一部分位于所述物料入口和物料出口之间；

该方法包括：在交换区中，使含分子筛的浆液流过离子交换树脂床层，使所述分子筛中的可交换基团与离子交换树脂中的离子交换基团进行离子交换，并收集从所述离子交换树脂床层中流出的含分子筛的浆液，所述离子交换基团为除氢离子外的离子交换基团；

在再生区中，使酸液流过离子交换树脂床层，以将离子交换树脂床层中的离子交换树脂再生；以及

在转型区中，使含有所述离子交换基团的水溶液流过离子交换树脂床层，以将再生后的离子交换树脂转型；

所述物料切换单元被设置成使流过各个区域的物料随时间按以下方向进行切换：将流过交换区的物料切换至转型区，将流过转型区的物料切换至再生区，将流过再生区的物料切换至交换区。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装置还包括淋洗区，所述淋洗区具有物料入口、物料出口和至少一个离子交换树脂床层，所述离子交换树脂床层的至少一部分位于所述物料入口和物料出口之间；

该方法还包括：在进行所述再生前，在淋洗区中，使含有所述可交换基团的水溶液流过所述离子交换树脂床层，以使所述水溶液中的可交换基团与离子交换树脂中离子交换基团进行交换；

所述物料切换单元被设置成使流过各个区域的物料随时间按以下方向进行切换：将流过交换区的物料切换至转型区，将流过转型区的物料切换至再生区，将流过再生区的物料切换至淋洗区，将流过淋洗区的物料切换至交换区。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含分子筛的浆液中的分子筛的粒径符合以下条件：

（1）体积平均粒径为15μm以下；

（2）D₉₀为30μm以下，D₉₀表示累计粒度分布百分数达到90体积%时所对应的粒径；以及

（3）所述离子交换树脂的平均粒径与所述含分子筛的浆液中的分子筛的体积平均粒径的比值为40～150。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述含分子筛的浆液中的分子筛的粒径符合以下条件：

（1）体积平均粒径为5μm～15μm；

（2）D₉₀为10μm～30μm；以及

（3）所述离子交换树脂的平均粒径与所述含分子筛的浆液中的分子筛的平均粒径的比值为40～125。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，获取含分子筛的浆液的方法包括：将分子筛分散于水中形成分散液，将所述分散液送入旋液分离器中进行分离，从所述旋液分离器的溢流口获取所述含分子筛的浆液。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述交换区中，所述含分子筛的浆液在所述离子交换树脂床层的上表面上形成浆液层，该方法还包括对所述浆液层进行扰动，以使所述浆液层中的浆液还具有非重力方向的运动。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，对所述浆液层进行扰动的方式包括：在所述浆液层中设置浸没于所述浆液中的管道，并向所述管道中通入非活性气体，所述管道的外壁与容纳所述离子交换床层的容器的内壁之间存在空间，且所述管道的下端面与所述离子交换树脂床层的上表面之间存在空间。

8.根据权利要求1、2、6和7中任意一项所述的方法，其中，所述离子交换树脂床层的上表面上形成有非活性介质层，物料经所述非活性介质层进入所述离子交换树脂床层中，所述非活性介质层由非活性颗粒形成，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2～5：1。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述离子交换树脂床层的上表面上形成有非活性介质层，物料经所述非活性介质层进入所述离子交换树脂床层中，所述非活性介质层由非活性颗粒形成，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2～5：1。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.3～3：1。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述非活性颗粒选自玻璃颗粒、石英颗粒和非活性树脂颗粒。