Ионообменная колонна

 

Союз Советснин

Социал истимеснин

Республик ()657835 (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву— и (5l) М. Кл.

В О1.1 1/О6 (22) Заявлено 26.04.76 (21) 2351904/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПркоритетГесуааретваннмй намнтет

СССР в делам нзойретвннй н втнрытнй

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 25.04.79 (53) УДК 541.183.12 (088.8) (72) Авторы В. M. Бородачев, В. А. Кузьмин, В.Н. Сухоруков, А. Г. Рябенко, изобРЕтЕииЯ В. Г. Чибисов, В. Ф. Ромашов, .В. А. Власов и А. T. Рыжков (71) Заявитель (54) ИОНООБ МЕННАЯ КОЛОННА

Изобретение о1носится к химическому машиностроению, а именно к ионообменным колоннам для извлечения различных элементов иэ растворов при гидрометаллургических процессах.

Известна ионообменная колонна, включающая корпус с коническим днищем, загрузочный бункер сорбента. запирающий конус-распределитель сорбента, дренаж в виде сеток с фильтрующим материалом из смеси твердых частиц и частиц эластичного материала, устройство для ввода раствора и патрубков для вывода сорбента.

Однако при больших скоростях потока раствора эластичный материал сжимается и резко снижает дренажную способность, что понижает эффективность процесса.

Наличие сеток, между которыми размешен фильтру,*ощий материал, органичивает его подвижность, а при забивании требуется переборка фильтрующего материала, Цель изобретения - повышение эффективности процесса, снижение эксплуатационных расходов, обеспечение самоочищаемости фильтруюгцего материала и создание равномерного распределения потоков раствора.

Для этого дренаж выполнен в виде кольцевой камеры и установленной коаксиально ей кольцевой перегородки, нижняя часть которой не доходит до дна камеры, а верхняя, соединена с запирающим конусом.

Для равномерного распределения потоков устройство для ввода растворов выполнено в виде камеры с тангенциальными щелями и установлено на коническом днище колонны.

В качестве фильтрующего материала применен зернистый материал с размерами и удельным весом зерен, большим чем у зерен сорбента.

На фиг. 1 представлена ионообменная колон. на, общий вид; на фиг. 2 — разрез по А — А фиг. 1.

Ионообменная колонна содержит корпус I c коническим днищем 2, устройство для ввода

26 растворов в виде камеры 3, патрубок 4 для вывода раствора, патрубок 5 для вывода, сорбента, загрузочный бункер 6 сорбента, запирающий конус — распределитель 7 сорбента, кольцевую

657835 камеру 8, фильтруюший материал 9 и кольцевую перегородку 10, верхняя часть которой соединена с запирающим конусом -- распределителем ионита (сорбента).

Ионообменная колонна работает следующим образом.

Корпус 1 ионообменной колонны загружается сорбентом через загрузочный бункер сорбента, затем через устройство 3 нагнетают раствор, который, проходя через тангенциальные щели, поступает в коническое днище 2 корпуса колон. ны, равномерно распределяясь но всему сечению колонны.

Сорбент потоком раствора поднимается и эа жимается в колонне сверху запирающим конусом — распределителем 7 сорбента, а снизу напором поступающего раствора. Раствор, равномерно фильтруясь через столб сорбента в колонне, поступает в кольцевую камеру 8 и дренируя через фильтруюший материал 9 (на-i пример, нержавеющую стальную дробь), выводится через патрубок 4 из колонны. Так как скорость потока для выноса нержавеющей сталь ной дроби велика (150 — 200 м/час),а процесс ионного обмена в колоннах ведут при скоростях потока раствора порядка 50 — 100 м/час, то выноса дроби из дренажа не происходит, Таким образом, изменением давления на фильтрующую дробь в процессе работы ионообменноj колонны можно производить ее сдвижение и тем самым осуществлять самоочистку.

При достижении. определенной емкости сорбента йо полезному компонен .ф подача раствора в корпус 1 прекращается, открывается запорное устройство (на чертеже не показано), сорбент с раствором опускается и выгружается из колонны через патрубок 5. Одновременно с этим сорбент поступает из загрузочного бун,кера б под действием собственного веса в эапи рающий распределитель сорбента 7 и заполняет освободившееся вверху колонны пространство.

При оседании сорбента и раствора вниз при разгрузке раствор выводится из корпуса кольцевой камеры 8 и обратным потоком вымывает застрявшие в граничном слое дроби зерна сорбента.

В таком же порядке цикл работы ионообмен ной колонны повторяется.

Предлагаемая колонна . обеспечивает отказ от использования дорогостоящих нержавеющих стальных сеток. их ремонта и замены; самоочищение дренажа эа счет подвижности зернистого фильтрующего материала при изменении скорости потока раствора, а также при обратном ходе раствора при выгрузке сорбента; долговечность работы зернистого фильтрующего материала, Кроме того, при аварийном превышении давления в колонне зернистый материал имеет возможность перемещаться в дренаже, вплоть до выноса, исключая разрыв колонны, а ввод раствора через тангенциальные щели обеспечивает создание равномерного потока раствора в колонне, 1О Предлагаемая ионообменная колонна диаметром 35 мм и высотой 1200 мм была испытана на предприятии-заявителе в лабораторных условиях. В качестве зернистого материала использовалась свинцовая дробь диаметром 2 мм при

1$ высоте слоя 20 мм. Размер зерен сорбента О,б—, 1мм.

На модели производились только испытания на скорость прохождения жидкости через слой сорбента и зернистый материал.

26 В результате опыта установлено, что линейная скорость составляет 150 — 200 м /час, причем з основная потеря напора раствора происходит в слое сорбента, сопротивление же слоя дроби незначительно; слой зернистого материала (свинд цовая дробь) полностью задерживает зерна сорбента, а забивания. слоя зернистого фильтрующего материала не происходит.

Предлагаемая ионообменная колонна проста в конструктивном исполнении и эксплуатации, ЗЕ а также экономична, Формула изобретения

1. Ионообменная колонна, включающая корпус

ЗЗ с коническим днищем, загрузочный бункер сорбента, запирающий конус, дренаж с фильтруюшим материалом, устройство для ввода раствора и патрубки для вывода сорбента и раствора, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью по.

46 вышения эффективности процесса, снижения эксплуатационных расходов, обеспечения самоочиШаемости фильтрующего материала и создания равномерного распределения потоков, дренаж выполнен в виде кольцевой камеры и установлен45 ной коаксиально ей кольцевой перегородки, нижняя часть которой не доходит до дна, а верхняя соединена с запирающим конусом.

2. Колонна по п, 1, отличающаяся тем, что устройство ввода раствора выполнено

Ю в виде камеры с тангенциальными щелями.

3. Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что фильтрующий материал выполнен иэ зернистого материала с размером и удельным весом больше, чем у зерен сорбента.

Составитель А. Сондор

Редактор Л. Народная Техред Н.Бабурка Корректор В.Синицкая

Заказ 1928/5 Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 1111П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4