Ионообменный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН,ИЯ

1»,740270

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву—

1 Ъ (22) Заявлено 25.04.78(21) 2624383/23-26 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень М 22 (51)М. Кл.

В 01 .Г 1/06

Рпуйарстее1иай квмитет

СССР

ll0 йелам иэабретеиий и втирмтик (53 ) Уд К 66.067, .22(088,8) Дата опубликования описания 18,06.80

Н, Н. Токарев, В. H. Федин, В. В, Хабиров, Ю. В. Иванов, П. H. Сорокин и Г, Ф. Маланичев (72) Автори изобретения (7l) Заявитель (54} ИОНООБМЕ ННЫЙ А ППА РАТ

Изобретение относится к области фильтрования жидкостей и, в частности

1 Ч к ионитовым фильтрам, и может быть использовано в гидрометаллургической промышленности для извлечения цветных редких металлов, в химической промыш3 ленности, в системах водоподготовки для умягчения и обессоливания вод.

Известен ионообменный аппарат, дренажное устройство которого выполнено

10 в виде труб с щелевидными отверстиями

Недостатками известного аппарата яв-.

Ляются сложность в эксплуатации, так как требуется частая чистка дренажного

15 устройства от илов технологической грязи и невозможность использования ионита мелкого зернения.

Наиболее близким по технической cytnности и достигаемому результату является ионообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода очищаемой и вывода очищенной жидкости и дренажное устройство $2).

Недостатком известного аппарата является сложность эксплуатации вследствие невозможности испольэовайия ионита мелкого зернения.

Белью изобретения является упрощение эксплуатации и удешевление процес» са очистки путем использования ионита нетоварного зерненйя. . Поставленная цель достигается тем, что дренажное устройство иыпопнено в виде камер, образованных концентрично .установленными конусными крупноячеистыми сетками, заполненных ионитом крупного зернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки ионита.

Белесообразно конусные крупноячеистые сетки устанавливать на расстоянии, равном 3-20 диаметрам зерен ионита.

При этом ионит крупного зернения превышает ионит мелкого зернения в 6-10 раэ и в плотном слое имеет размер каналов пор меньше двухкратного размера ионита мелкого зернения, что позволяет

7402 70

55 надежно удерживать последний. Поэтому аппарат, снабженный дренажным устройством, использующим, в качестве фильтрующего элемента ионит крупного зернения, позволяет эффективно вести технологические процессы с ионитом мелкого зернения.

Ячейки сеток, образующих камеры, имеют размеры, превышающие размер зерна ионита мелкого зернения более чем вдвое, при этом толщина проволок, из которых выполнены сетки, может превышать в два и более раз толщину проволок сеток известных дренажных фильтров, что способствует .повышению прочности элементов дренажного устройства.

Наличие парубков с затворами для загрузки и выгрузки ионита, которыми снабжейы камеры дренажного уст1 ойства, позволяет непрерывно или периодически менять ионит крупного зернения в камерах, упрощая, таким образом, регенерацию дренажного устройства и облегчая эксплуатацию всего ионообменного аппарата в целом.

На фиг. 1 - представлен ионообменный аппарат, общий вид; на фиг. 2 -.вид сверху; на фиг. 3 - общий вид дренажного устройства ионообменного аппараFB, Ионообменный аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками ввода очищаемой и очищенной жидкости 2 и 3. Для подачи в корпус ионита предусмотрен патрубок 4. Лренажное устройство установлено на верхней перегородке 5 и состоит из концентрично установленных конусных крупноячеистых сеток 6 и 7, образующих камеры 8, заполненные ионитом крупного зернения, Для ввода ионита в камеры предусмотрен патрубок 9 с затвором 10, а для вывода ионита патрубок 11 с затвором 12. Над корпусом 1 аппарата ус тановлен переливной карман 13 с патрубками для выхода очищенной жидкости 14 и 15.

Аппарат работает следующим образом.

По патрубку 2 в корпус 1 подают раствор (очищаемую жидкость) со скоростью, превышающей скорость питания зерен ионита крупного эернения. Раствор, проходя через слой ионита, прижимает его к эерхней перегородке 5 и камерам 8 дренажного устройства. Плотный слой ионита крупного эернения, помещенный в камеры 8, играет роль дренажа для ионита мелкого зернения, находящегося в корпусе 1. Раствор проходя через камеры S, фильтруется в них и выводится

1О

3О

50 иэ корпуса через переливной карман 13 и патрубок 14. Ионит мелкого зернения задерживается на дренажном устройстве и остается в реакционной зоне. По мере забивания дренажного устройства производится периодическая или непрерывная замена ионита крупного зернения в ка- . мерах путем ввода свежего ионита через патрубок 9 и вывода засоренного ионита через патрубок 1 1.

Кроме того, частичная очистка дренажного устройства происходит при каждом цикле выгрузки ионита из- корпуса, при которой уровень жидкости опускается ниже камер дренажного устройства и при этом взвеси вымываются иэ слоя ионита крупного эернения, находящегося в камерах.

Выгруженный ионит крупного зернения осаждается в нижнюю часть переливного кармана 13, отмываясь от илов и взвесей, и через патрубок 15 выводится на последующую загрузку в дренажное устройство.

Размер зерен ионита, загруженного в корпус 1, 0,2-0,8 мм, камеры дренажного устройства загружают ионитом

А М П крупного зерне ния с разме ром зерен 1,2-16 мм. При этом толщина слоя ионита между сетками камер 35 мм.

Ячейка сетки имеет проходной размер

1 мм. Удельная производительность дренажного устройства 350 м /м ч при

Ь 2 сопротивлении 0,1 атм.

При этом слой, толщиной в три диаметра зерна ионита крупного зернения, достаточен, чтобы компенсировать обьемные колебания с достаточной степенью сохранения фильтрующей способности.

Из опытных данных наилучший эффект обеспечивает слой, толщиной, равной

3-20 диаметрам зерен ионита. B этом случае фильтрующий элемент надежно удерживает ионит мелкого зернения, достаточно прост в конструктивном оформлении и удобен в эксплуатации.

Лальнейшее увеличение толщины слоя ионита крупного зернения нецелесообразно из-юа увеличения веса и гидравлического сопротивления дренажного устройства.

Лренажное устройство, выполненное в виде камер, образованных концентрично установленными конусными крупноячеистыми сетками, заполненными ионитом крупного эернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки ионита, позволяет повысить эффективность использования ионитов

7402

70 за счет включения в технологическую эксплуатацию до 6% ионита мелкого зернения, ранее теряемого при первых . же циклах его оборота в схеме, что дает экономический эффект до 3-4% от стоимости ионита, расходуемого в произ- водстве, По предварительным экономическим расчетам применение данного дренажного устройства на одном ионообмен3 ном аппарате с потоком ионита 5-6 м/ч 10 даст экономический эффект 12-15 тыс. рублей в год.

Формула изобретения 15

Ионообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода очишаемой и вывода очишенной жидкости и дренажное устройство, о т л и ч а ю щ и и - 20 с я тем, что, с целью упрощения эксплуатации и удешевления процесса очистки путем использования ионита нетоварного зернения, дренажное устройство вы« полнено в виде камер, .образованных концентрично установленными конусными крупноячеистыми сетками, заполненных ионитом крупного зернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки ионита.

2. Ионообменный аппарат по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, конусные крупноячеистые сетки установлены на. расстоянии, равном 3-20 диаметрам зерен ионита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Всесоюзного научно-иссле довательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрологии, Вып. 37, 1973, с. 27-33.

2. Патейт Франции % 2343502, кл. В 01 Э 1/06, 1977.

7402 70

Составитель Э, Яшкова

Редактор Н. Емельянова Техред А, Щепаиская Корректор М. КостаЗаказ 3075/5 Тираж 809, . Подписное

ЦНИИИПИ Государственного комитета СССР

По делам изобретений и открытий

11035, Москва, ЖЗ5, Раушская йаб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4