Способ регенерации ионитного фильтра

 

Изобретение относится к области очистки жидкостей ионным обменом и может быть использовано в энергетике, химической, металлургической, пищевой и др. отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность регенерации . Поток жидкости на расстоянии от фильтрующей решетки, равном 0,5- 2,0 толщинам неподвижного засыпочного слоя смеси ионитов, разделяют на два коаксиальных потока с последующим их соединением, при этом в одном из потоков , например в центральном, поддерживают среднюю скорость, обеспечи- . вающую псевдоожижение тяжелого ионита с высотой его псевдоожижения, выходящей за начальный участок соединения потоков. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1369786 А1

So 4 В 01 Л 49/00

g(p .:)-щ;ж я

i13,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЕИв . .ЬЕЛ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4006510/29-26 (22) 17. 01. 86 (46) 30. 01. 88. Бюл. У 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) В.П.Косенко, В.Ф.Потемкин, В ° Н. Каплин, О, П. Кузнецов, В,Ф. Боев и A.И.Егоров ! (53) 66.074.7 (088.8) (56) Жуков О. И. и др. Установка для получения особо чистой воды, разделения и регенерации ионообменных смол.

Сб. Теория и практика сорбционных процессов. Изд. Воронежского ГУ, вып.3, 1969, с ° 102-105.

Патент США Ф 3425937, кл.210-32, 1969. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ИОНИТНОГО

ФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к области очистки жидкостей ионным обменом и может быть использовано в энергетике, химической, металлургической, пищевой и др. отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность регенерации. Поток жидкости на расстоянии от фильтрующей решетки, равном 0,52,0 толщинам неподвижного засыпочного слоя смеси ионитов, разделяют на два коаксиальных потока с последующим их соединением, при этом в одном из потоков, например в центральном, поддерживают среднюю скорость, обеспечи- ф вающую псевдоожижение тяжелого ионита с высотой его псевдоожижения, выходящей за начальный участок соединения потоков. 1 ил.

1369786

Изобретение относится к очистке жидкостей ионным обменом и может быть

1 использовано в энергетике, химической, металлургической, пищевой и с других отраслях промышленности и там, где необходимо применение жидкостей с малыми инородными химическими включениями, в частности для нодоподготонки, а также высоконадежных с коррозионной точки зрения замкнутых систем циркуляции жидкостей.

Целью изобретения является повышение эффективности регенерации.

На чертеже представлено устройство, реализующее способ регенерации ионитного фильтра °

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 йонитного фильтра, центральную трубку 2, расположенную коаксиально корпусу 1, фильтрующую решетку

3, державку 4, обеспечивающую центрирование и прикрепление к корпусу 4 центральной трубки 2, буферную емкость

5, сетку 6 для исключения выноса час- 25 тиц ионита из корпуса 1 ионитного фильтра и патрубок 7, подсоединенный к насосу (не показан), При подаче регенерирующей жидкости в корпус 1 ионитного фильтра, содержащего смесь тяжелых и легких ионитов, поток жидкости разделяется на два коаксиальных потока, центральный иэ которых проходит через трубку 2, а периферийный — через межкольцевой канал, образованный корпусом 1 и трубкой 2, Разделение регенерирующей жидкости на два потока на расстоянии, равном 0,5-2 толщинам неподвижного засыпочного слоя смеси ионитов, поз- 40 воляет псевдоожижать весь эасыпочный слой смеси ионитов. При определенном расходе регенерирующей жидкости в периферийном потоке поддерживается средняя скорость, обеспечивающая псе- 4> вдоожижение легкого ионита, а в центральном поддерживается средняя скорость, обеспечивающая псевдоожижение тяжелого ионита с высотой его псевдоожижения выходящеи эа начальныи уча 50 сток соединения периферийного и центрального потоков. В этом случае осуществляется равномерное распределение тяжелых и легких ионитов в корпусе

1 ионитного фильтра, вследствие чего повышается эффективность процесса ре ге нерации.

Описанный способ регенерации способствует равномерному распределению бинарной смеси ионитов по объему фильтра, уменьшает количество регенерирующей жидкости и время регенерации.

При таком создании потока жидкости, пропускаемой через смесь ионитов, легкая фракция переводится во взвешенное состояние как в центральном, так и в периферийных потоках, причем, если в центральном потоке скорость

V áîëüøå скорости выноса легкого и ионита V, легкий ионит почти целиком собирается в периферийном потоке, если же даже скорость потока V находится в диапазоне V. „

Для существования и поддержания циркуляции тяжелого ионита достаточно лишь обеспечить его проход в центральный канал, однако обеспечение равномерно перемешанного объема ионитов создается при расстоянии от фильтрующей решетки, равном 0,5-2,0 толщинам неподвижного Эасыпочного слоя смеси ионитов, так как при меньшем расстоянии количество проходящих в центральный канал тяжелых ионитов недостаточно для создания равномерности, и по объему ионитов образуются

-з 1369786 4 флуктуации по составу легких и тяжелых ионитов, а при большем расстоянии значительная часть тяжелых по»итон не вовлекается в процесс циркуляции

5 и исключается из обработки активной ре ге нер ацией .

Таким образом, в потоке, в котором при указанном разделении потоков обеспечена псевдоожижение легкого ионита !р средней скоростью, например в периферийном, содержатся также частицы тяжелого ионита. При этом, как показали проведенные эксперименты, можно обеспечить квазиравномерное распреде- !5 ление в периферийном потоке более тяжелой и более легкой фракций ионитов.

Пос.,1е начала д»ижения жидкости в корпусе 1» центра. ьной трубке 2 и 2р межкольцевом пространст»е между ними профили скорости разные, причем при обеспечении условий, что средняя скорость в центральной трубке V удо»лет4 воряет неравенству Ч, к V < 1 „где 25

Т к 4

V — критическая скорость выноса тяжелой фракции смеси ионито», высота слоя с псевдоожиженил тяжелого ионита в ней согласуется с неравенством

I. > d" ) 1+h, где h — расстояние от зр фи:>ьтруюшей решетки до места разделе— ния потока (торцы трубки 2), а средняя скорость в межкольцевом пространстве Ч„ отвечает неравенству Ч,. Ч„( л,л л .Ч, где 1, V — соответственно критические скорости взвешивания и выноса фракции смеси ионитов, происходит постоянное равномерное перемешивание смеси ионитов в периферийном потоке. При этом для практики важно, 4р чтобы объем, занимаемый центральным потоком в трубке 2, был как можно меньше, поскольку в этом случае уменьшаются. размЕр устройства для реализации предложенного способа и расход очища- 45 ющей жидкости, Проведенные эксперименты показали, что равномерное перемешивание ионитов в периферийном (межкольцевом) потоке происходит вплоть до d/D 0,1, что соответствует нескольким процентам расхода всего потока через центральную трубку 2. Равномерность перемешивания определялась визуально.

Для более четкого различия частиц ионитов более тяжелые и более легкие иониты специально окрасили в разные цвета. Было хорошо видно через стеклянные стенки емкости 1 при реалиэации условий данного способа, что в периферийной зоне перемешивание частиц настолько хорошо, что невозможно выделить большую или меньшую по величине локальную часть пространства, где частицы были бы в большей степени одного цвета.

Также было видно в эксперименте, как частицы более легкого ионита от дна емкости 1 быстро выбрасываются в межкольцевой зазор по трубке 2, а частицы более тяжелого ионита, попадая на дно емкости 1, втягивались в труоку 2, псевдоожижались в ней и в процессе псевдоожижения покидалй трубку 2, опускаясь затем в межкольцевой зазор.

Разделение потока на два коаксиальных потока можно обеспечить и без использования твердых поверхностей за счет применения массовых сил. Например, если использовать ферромагнитные частицы исчитов, то можно создать заградительное электромагнитное поле, мешающее поперечному движению ионитов через цилиндрическую поверхность выбранного объема жидкости в качестве центрального потока.

Описанный способ регенерации способствует т равномерному распределению анионитов. и катионитов по объему

ФСД, уменьшает количество регенерирующей воды и время регенерации. Кроме того, существенно повышается эффективность самой регенерации. Как показали проведенные экспериментальные исследования, при терморегенерации

ФСД предлагаемым способом емкость отрегенерированных смол, анионитов и катионитов повышается с 75-80 до

907 от их полной статической емкости.

Формула изобретения

С по с об ре ге не р ации ио нитно го фил ьтра с использованием установленной в корпусе фильтрующей решетки с засыпочным слоем тяжелых и легких ионитов, заключающийся в пропускании через смесь ионитов потока регенерирующей жидкости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности регенерации, поток жидкости на расстоянии от фильтрук>щей решетки, равном 0,5-2,0 толщинам неподвижного засыпочного слоя смеси ионитов, разделяют на два коаксиаль1369786

Составитель А. Сондор

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 338/6 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных потока с последующим их соединением, при этом в одном из потоков, например в центральном, поддерживают среднюю скорость, обеспечивающую псевдоожижение тяжелого ионита с высотой его псевдоожижения, выходящей за начальный участок соединения потоков.