Колонна сорбции йода из растворов

 

Изобретение относится к массообменным аппаратам, а именно к колоннам сорбции, и может быть использовано для извлечения йода из малоконцентрированных растворов, например из пластовых вод. Колонна включает цилиндрический корпус, разделенный двумя сплошными перегородками на три независимые камеры, в которых установлены опорные решетки с ионитом. Для уплотнения ионита сверху каждого слоя помещены уплотняющие решетки с грузами, выполненными, например, в виде колец. Колонна снабжена коллектором с вентилями для независимой подачи йодосодержащего раствора под каждую опорную решетку и отвода раствора из верхней части камер, а также коллектором для независимой подачи щелочи и промывной воды под каждую опорную решетку и отвода десорбата и промывной воды из верхней части камер. Использование уплотненного слоя ионита улучшает массобменные характеристики колонны. Применение трех независимых камер позволяет за счет достижения полного насыщения йодом ионита каждого слоя повысить эффективность процесса извлечения йода из малоконцентрированных растворов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к массообменным аппаратам, а именно к колоннам сорбции, и может быть использовано для извлечения йода из малоконцентрированных растворов.

Известна колонна сорбции, включающая цилиндрический корпус с крышкой и днищем, опорную решетку, распределительное устройство. (Сухотин А.М. Коррозия и защита химической аппаратуры. - Л.: Химия, 1969, с.396-396.)

Недостатком этого устройства является невозможность достижения полного насыщения ионита, что снижает эффективность извлечения йода из малоконцентрированных растворов. Низкая эффективность массообмена обусловлена также каналообразованием в слое ионита.

Целью изобретения является повышение эффективности извлечения йода из малоконцентрированных растворов.

Колонна сорбции йода из растворов включает цилиндрический корпус, разделенный двумя сплошными перегородками на три независимые камеры, в которых установлены опорные решетки с ионитом. Для уплотнения ионита сверху каждого слоя помещены уплотняющие решетки с грузами, выполненными, например, в виде колец. Колонна снабжена коллектором с вентилями для независимой подачи йодосодержащего раствора под каждую опорную решетку и отвода раствора из верхней части камер, а также коллектором для независимой подачи щелочи и промывной воды под каждую опорную решетку и отвода десорбата и промывной воды из верхней части камер.

На чертеже представлен общий вид колонны сорбции йода из растворов.

Колонна сорбции йода из растворов включает цилиндрический корпус 1, разделенный сплошными перегородками 2 на три камеры. В каждой камере установлены опорные решетки 3 с слоем (до 200 мм) гравия 4 для равномерного распределения потоков по поперечному сечению корпуса 1. На слой гравия 4 насыпается ионит 5. С целью уплотнения слоя ионита 5 сверху каждого слоя помещаются уплотняющие решетки 6 с грузами 7, причем уплотняющие решетки 6 выполнены с возможностью осевого перемещения, а грузы 7 могут быть выполнены в виде колец. Вдоль корпуса 1 колонны располагаются коллектор 8 для подачи йодосодержащего раствора и коллектор 9 для подачи раствора щелочи на десорбацию и промывной воды. Коллектор 8 снабжен вентилями 10-18, 27-30 для подвода и отвода раствора к каждой секции, а коллектор 9 снабжен вентилями 19-27 для подвода и отвода раствора щелочи и промывной воды.

Работает колонна сорбции йода из растворов следующим образом. Слабоконцентрированный йодосодержащий раствор поступает через коллектор 8 при закрытых вентилях 11, 14, 17 и 19-30 и открытых вентилях 10, 12, 13, 15, 16 и 18 в нижнюю часть корпуса 1, проходит через слой ионита 5 нижней камеры, выходит через вентиль 12 из нижней камеры и через вентиль 13 попадает под опорную решетку 3 средней камеры, проходит слой ионита и через вентили 15 и 16 поступает в нижнюю часть верхней камеры, проходит через слой ионита и покидает колонну из верхней части через вентиль 18. После полного насыщения ионита нижней камеры закрываются вентили 10 и 12 и открывается вентиль 11. Йодосодержащий раствор, минуя нижнюю камеру, через вентиль 13 поступает в нижнюю часть средней камеры и далее, пройдя через слои ионита средней и верхней камер, выводится из колонны через вентиль 18. При сорбции йода в средней и верхней камерах в нижней камере проходит процесс десорбции йода и промывка водой ионита, для этого открывают вентили коллектора 9, а именно 19, 21, 23 и 26. Сначала проводят процесс десорбции йода раствором щелочи, а затем промывку ионита водой. Далее, после насыщения йодом ионита средней камеры и регенерации ионита нижней камеры идет десорбция йода среднего слоя колонны и промывка ионита водой. При этом открыты вентили 11, 14, 16, 28, 29, 30 и закрыты вентили 10, 12, 13, 15, 18 коллектора 8, а у коллектора 9 открыты вентили 20, 22, 24, 26 и закрыты вентили 19, 21, 23, 25, 27. Соответственно, йодосодержащий раствор проходит последовательно верхний слой и затем через вентили 28, 29 попадает под опорную решетку 3 нижней камеры и выводится из колонны через вентиль 30. Когда насыщается ионит верхней камеры, на коллекторе 9 открыты вентили 20, 23, 25, 27, соответственно вентили 19, 21, 22, 24, 26 перекрыты. При этом обеспечивается регенерация и промывка верхнего слоя. На коллекторе 8 открыты вентили 10, 12, 13, 15, 17 и закрыты 11, 14, 16, 18, 28 и 29 вентили. Тогда йодосодержащий раствор проходит последовательно через слои ионита 5 нижней и средней камер до полного насыщения ионита нижней камеры.

Таким образом, один слой ионита 5 находится постоянно на регенерации и промывке, а два слоя в рабочем состоянии сорбции йода из раствора. При этом процессу десорбции подвергается полностью насыщенный анионит, что увеличивает эффективность процесса. Использование уплотненного слоя ионита улучшает массобменные характеристики колонны.

Формула изобретения

1. Колонна сорбции йода из растворов, включающая цилиндрический корпус, крышку, днище, опорную решетку, распределительное устройство, отличающаяся тем, что она снабжена двумя сплошными перегородками, разделяющими корпус на три изолированные камеры, двумя дополнительными опорными решетками, установленными в каждой камере, тремя уплотняющими решетками, расположенными в каждой камере на слое ионита с возможностью осевого перемещения, грузами, установленными на уплотняющих решетках, коллектором с вентилями для независимой подачи йодосодержащего раствора под каждую опорную решетку и отвода раствора из каждой камеры над уплотняющими решетками, коллектором для независимой подачи щелочи и промывной воды под каждую опорную решетку и отвода десорбата и промывной воды из каждой камеры над уплотняющими решетками.

2. Колонна сорбции йода из растворов по п.1, отличающаяся тем, что грузы выполнены в виде колец.

РИСУНКИ

Рисунок 1