Устройство для контактирования твердой фазы с жидкостью

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ С ЖИДКОСТЬЮ , включающее вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор , верхний кольцевой желоб с нак17 1В лонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределитель жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и трубопровод подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и эффективности работы устройства за счет стабилизации операции загрузки и выгрузки твердой фазы, загрузочный бункер снабжен коническим герметичным клапаном со щтоком , установленным с возможностью вертикального перемещения, а трубопровод подачи воздуха размещен между клапаном и верхним краем загрузочной трубы. 2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что патрубок вывода жидкости размещен выще дренажа. i КА (Я /2 1 О5 ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1076137

3(59 В 01 J 47 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3483003/23-26 (22) 10.08.82 (46) 28.02.84. Бюл. № 8 (72) Л. М. Илюшин, В. В. Шаталов, Н. И. Романенко, Г. И. Бахтинов и Е. К. Кудряшов (53) 669.053.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 273165, кл. В 01 J 19/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 396121, кл. В 01 9 19/04, 1973. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ С ЖИДКОСТЬЮ, включающее вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределитель жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и трубопровод подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы устройства за счет стабилизации операции загрузки и выгрузки твердой фазы, загрузочный бункер снабжен коническим герметичным клапаном со штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, а трубопровод подачи воздуха размещен между клапаном и верхним краем загрузочной трубы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок вывода жидкости размещен выше дренажа.

1076137

10

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой, и может быть использовано, например в процессах ионообмена.

Известно устройство для контактирования твердой фазы с жидкостью, включающее корпус, нижний дренаж, загрузочную трубу с бункером верхней части (1).

Недостаток известного устройства состоит в неравномерном продвижении твердой фазы по сечению аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контактирования твердой фазы с жидкостью, включаюшее вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределитель жидкости патрубка ввода и вывода жидкости и трубопровод подачи воздуха (2).

Недостатком такого устройства является невысокие надежность и эффективность процесса ввиду того, что процесс перемещения фаз в аппарате происходит не стабильно.

Возможны произвольные остановки устройства из-за отсутствия фиксации уровня жидкости.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности работы устройства за счет стабилизации операции загрузки и выгрузки ионита.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контактирования твердой фазы с жидкостью, включаЮщем вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределителем жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и трубопроводы подачи воздуха, загрузочный бункер снабжен коническим герметичным клапаном со штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, а трубопровод подачи воздуха размещен между клапаном и верхним краем загрузочной грубы.

Кроме того, патрубок вывода жидкости размещен выше дренажа.

С целью стабилизации загрузки ионита загрузочный бункер снабжен клапаном, причем во время подъема клапана верхняя поверхность его рыхлит ионит, а при опускании нижняя коническая поверхность герметично прилегает к седлу бункера.

Интенсификация операции выгрузка-загрузка ионита в устройство достигается за счет использования энергии сжатого воздуха, который поступает по трубопроводу, вмонтированному между клапаном и верхним краем загрузочной трубы, причем по15

55 дача воздуха регламентирована технологическим циклом и осуществляется автоматически.

Надежность работы устройства обеспечивается также тем, что исключено понижение уровня жидкости в нем ниже оптимального. Это условие необходимо, поскольку жидкость в устройстве используется как жидкостный поршень, на который действует сжатый воздух, и как транспортирующая среда для ионита. Стабилизация уровня жидкости в устройстве достигается тем, что ее вывод смонтирован выше уровня дренажа.

На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

В вертикальный цилиндрический корпус 1 установлен дренаж 2 насыпного или другого типа. В корпусе под нижним дренажом имеется патрубок 3 для подсоединения трубопровода, по которому подается и сбрасывается сжатый воздух и выводится жидкость. Патрубок 4 с вентилем служит для освобождения устройства от жидкости в период ремонта. В верхней части корпуса закреплен кольцевой желоб 5 с наклонным днищем. В центре корпуса размешена загрузочная коническая труба 6, в верхней части — загрузочный бункер 7 с герметичным клапаном 8, который связан штоком 9 с исполнительным механизмом. В бункер ионит с жидкостью поступает по патрубку 10, а излишек его возвращается по переливному патрубку 11. Регенерирующая жидкость поступает в устройство по патрубку 12, который связан с коническим распределителем жидкости 13. Клапан 14 установлен на линии сжатого воздуха, клапан 15 — на линии сброса сжатого воздуха в атмосферу клапан 16 — на линии сброса сжатого воздуха из загрузочного узла, а клапан 17 — на патрубке 18 вывода жидкости из устройства. К дренажу снизу герметично примыкает гидрозатвор 19, который размещен в пульсационной камере 20 устройства.

Устройство работает следуюшнм образом.

При регенерации корпус 1 устройства заполнен твердым зернистым ионитом, который находится в плотноупаковочном состоянии. Регенерирующая жидкость поступает в устройство по патрубку 12 в конический распределитель 13 жидкости, который равномерно ее распределяет по поверхности ионита. Регенерирующая жидкость под действием сил тяжести фильтруется через плотный слой ионита, приобретает ка.чество товарного регенерата. Далее он проходит дренаж 2 и поступает в гидрозатвор 19, откуда через открытый низ гидрозатвора поступает в пульсационную камеру 20, откуда по патрубку 3 через патрубок 18 и клапан 17 выводится из устройст1076137

Составитель Л. Эпштейн

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Безродная

Заказ 580/7 ва. Ионит вместе с транспортирующей жидкостью, которой может быть часть товарного регенерата, непрерывно поступает в бункер 7 по патрубку 10, где ионит осаждается, а жидкость возвращается по переливному патрубку 11.

По истечении определенного отрезка времени в верхних слоях полностью происходит ионообмен, и появляется необходимость выгрузить отрегенерированный ионит сверху и загрузить свежий ионит снизу. Эта операция называется выгрузка-загрузка ионита, которая занимает менее 1 /р времени регенерации и осуществляется в следующей последовательности. Закрываются клапаны 17—

16 и открывается клапан 14. Сжатый воздух устремляется по патрубку 3 в пульсационную камеру, где начинает вытеснять вниз товарный регенерат, который благодаря гидрозатвору 19 изменяет направление своего движения на 180, проходит дренаж и как поршень поднимает весь слой плотнолежащего ионита.

Поднимающийся плотный слой отрегенерированного ионита наталкивается на внешнюю коническую поверхность распределителя 13 жидкости, что изменяет направление его движения. Отрегенерированный ионит перетекает в кольцевой желоб 5 с наклонным днищем, по которому и выводится из устройства самотеком.

После того, как отрегенерированный ионит выгрузится из вертикального цилиндрического корпуса 1 устройства, клапан 14 закрывается и открывается клапан 15, через который избыточное давление воздуха из пульс-камеры сбрасывается.

Однако, когда сжатый воздух поступает в устройство для импульса, одновременно он поступает через вентиль и обратный клапан сверху в загрузочную трубу 6 и действует на поверхность жидкости, которая является товарным регенератом, а ниже находится свежий ионит. Действие сжатого воздуха в загрузочной трубе увеличивает действие сил гравитации. Благодаря этому дополнительному усилию в момент, когда сбрасывается избыточное давление йз пульсационной камеры, а плотный слой ионита

10 находится еще в приподнятом состоянии, происходит мощный и энергичный выплеск свежего ионита из трубы 6 вниз активной зоны устройства. После загрузки порции свежего ионита открывается клапан 16, сбрасывается избыточное давление из трубы 6 и тут же поднимается клапан 8 бункера 7, встряхивает ионит, который под действием силы собственного веса устремляется в трубу 6, заполняя только что освободившееся пространство. После выдачи дозы ионита с жидкостью, исполнительный механизм опускает шток 9 и закрывает герметично бункер клапаном 8.

Далее открывается клапан 17 и снова начинается процесс десорбции ионита.

25 Использование изобретения позволит сократить объем ионита, находящегося в процессе, на 20 /р, уменьшить расход реагентов на 30о/о, снизить расход сжатого воздуха на 10о/о, а также сократить обводнение процесса и повысить содержание цен30 ного компонента в товарном регенерате, а часть его использовать в качестве транспортирующей среды при загрузке свежего ионита, обеспечить надежную работу устройства в эксплуатации и полностью автоматизировать процесс десорбции ионита.