Ионообменный аппарат

 

Союз Советских

Соцмалнстическ ми

Республик (ii> 789157

4г

1 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.01.79 (21) 2719104/23-26 (5! )M. Кл .

В 01 J 47/02 с присоединением заявки Ж

Гооудврстввниый комитет (28) Приоритет— па делам иэабретвиий и открытий

Опубликовано 23.12 80. Бюллетень ЛЪ 47 (53) УДК 541.183. .12 (088.8) Дата опубликования описания 23.12.80 Г .

В. М. Бородачев, В. Н. Сухоруков; В. А. Кузьмин, В. . Чибисов, А. А. Шаймуратов, В. А. Власов, А Г. Рябенко, Б. А. щеголев, А. И. Головачев и Г. А. Черноусов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИОНООБЫЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам для осу. ществления ионного обмена в гидрометаллургических, химических и других процессах, работающих с зажатым слоем сорбента.

Известен ионообменный аппарат, включающий корпус с коническим днищем, заполненный ионигом, загрузочный бункер с запорным устройством на загрузочной трубе, дренажное устройство с фильтрующим слоем зернистого материала (1).

Недостатком известного аппарата является то, что при работе на растворах и ионите, содержащих щепу, волокна, смоляные включения и т,д., его производительность снижается вследствие

15 образования на границе ионит-дробь слоя щепы, волокон и тд., сцементированного смоляными включениями и илами. Аппарат периодически приходится останавливать для удаления накопившихся в придренажной зоне посторонних примесей (щепы, волокон и т.д.) . Кроме того, фильтрующий слой выполнен неподвижным, не обладающим возможностью периодичсски распадаться на составные элементы.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса и обеспечение самоочищаемости фильтрующего слоя., Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен крышкой, выполненной в виде конусных стаканов, торцы которых соединены в верхней части сеткой. . Целесообразно расположить запорное устройство на конце установленной внутри аппарата загрузочной трубы и снабдить его ограничительной решеткой.

Целесообразно также, чтобы удельный вес фильтрующего слоя зернистого материала был меньше удельного веса обрабатываемого раствора.

На чертеже представлен ионообменный аппарат, общий вид, Аппарат содержит корпус 1, заполненный ионитом 2, патрубок 3 ввода раствора и патрубок 4 вывода ионита, сливную камеру 5 с патрубком 6 для вывода раствора, загрузочный бункер 7 с патрубком 8 для загрузки ионитао запорное устройство с шаровым клапаном 9 на загрузочной трубе 10, крышку 11 аппарата, вы789157 ф трубы 10 и ионит из бункера поступает в аппарат. В то же время, опускаясь вниз, уровень раствора увлекает эа собой из конусных стаканов 12 зернистьш фильтрующий слой, который, поступая в корпус аппарата, разрыхляется за счет увеличения площади поперечного сечения его слоя. При этом происходит разрушение образовавшегося на границе ионит-фильтрующий слой слоя иэ щепы и волокон, сцементированного смоляными включениями и илами.

После окончания операции "выгрузка-загрузка" ионита возобновляют подачу раствора в аппарат через патрубок 3 ввода-раствора. С первыми порциями раствора посторонние примеси выводятся из аппарата через неуплотненный зернисный фильтруюший слой. Благодаря эиа п тельному размеру ячеек сетки примеси практически не задерживаются ею. Прн поступлении последующих порций раствора происходит уплотнение фильтрующего слоя в конусных стаканах 12, подъем и зажатие столба ионита. полненную в виде конусных стаканов 12, торцы которых в верхней части соединены сеткой

13, и зернистый фильтруюший слой 14.

Ионообменный аппарат работает следующим образом.

В корпус аппарата загружается ионит 2 иэ загрузочного бункера 7 через загрузочную трубу 10 и запорное устройство с шаровым клапаном 9. На верхний слой ионита загружается зернистый фильтрующий слой 14 (полиэтиленовая крошка). Затем через патрубок 3 ввода, раствора нагнетается раствор, который, проходя через слой ионита, поднимается до уровня расположения зернистого фильтрующего слоя.

Зернистый фильтрующий слой, .имея удельный. вес меньше, чем удельный вес раствора, всплывает и поднимается вместе с раствором до сетток 13 конусных стаканов 12. Раствор проходит через сетку, а уплотненный зернистый фильтрующий слой задерживается ею. Одновременно с зернистым фильтрующим слоем начинает движение вверх шаровой клапан 9 запорного устройства, который, дойдя до конца загрузочной трубы, перекрывает в ней отверстие. Так как удель. ный вес зерен ионита больше, чем у зернистого фильтрующего. слоя, движения его с раствором вверх начинается после фильтрунпцего слоя.

Ионит увлекается раствором вверх и прижимается к фильтрующему слою, образуя в корпусе 1 зажатый слой, через который фильтруется обрабатываемый раствор.

При достижении определенной емкости ионита по полезному компоненту в нижней части аппарата подача раствора в аппарат прекращается перекрытием клапана на патрубке 3 ввода раствора, открывается клапан на патрубке 4 вывода ионита (на чертеже клапаны не показаны) для его вывода. Ионит с раствором опускается вниз и определенная порция его выгружается из аппарата причем опускание уровней ионита и раствора в верхней части аппарата происходит гак, что опускание уровня раствора идет с отставанием от опускания уровня ионита за счет превышения уровня слива раствора по отношению к уровню расположения дренажа, что исключает смешение зернистого фильтрующего слоя с ионитом в процессе загрузки, дает воэможность более эффективно вымывать примеси и создать уплотненный зернистый фильтрующий слой до подхода к ней столба испита.

После того, как верхний уровень иош1та опус-. тится до конца загрузочной трубы 10, при дальнейшем движении его вниз шаровой клапан 9 запорного устройства эа счет давления, оказываемого на него ионитом, находящимся в загрузочном бутп<ере 7, отходит от конца загрузочной

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность ионного обмена в гидрометаллургических, химических и др. процессах, а также обеспечить самоочшщаемость фильтрующего слоя при каждом цикле выгрузки- загрузки.

Формула изобретения

1. Ионообменный аппарат, включающий корпус с коническим днищем, заполненный ионитом, загрузочный бункер с запорным устройством на загрузочной трубе, дренажное устройство с фпльтрующим слоем зернистого материала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и обеспечения самоочищаемости фильтрующего слоя, аппарат

4О снабжен крышкой, выполненной в виде конуспых стаканов, торцы которьгх соединены в верхней части сеткой.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что запорное устройство расположено па конце установленной внутри аппарата загрузочной трубы и снабжено ограничительной решеткой.

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что удельный вес фнльтрующего слоя

50 эер шстого материала меньше удельного веса обрабатываемого раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 657835, 55 кл. В 01 J1/06,,26.04.76.

789157

С опа

Составитель 3. Александрова

Техред А, Ач

Корректор Н. Бабинец

Редактор А. Гук

Подписное

Тирахс 809

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8926/6

Филиал Пт1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4