Ионнообменная колонна

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Рвспублик

<п936992 (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17.12.80 (21) 3218591/23-26 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹

В 01 У 47/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 236682. Бюллетень ¹23

Дата опубликования описания 23.06.82 (53) УДК 541. 183. . 12 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. И Полтавцев (71) заявитель (54) ИОНООБИЕННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к массообменным аппаратам химической -технологии в системе твердое — жидкость (ионит-раствор) и может найти применение в различных областях промышленности, использующих ионооб-. менные процессы: горно-металлургической, фармацевтической, пищевой, энергетической и т.д.

Известна ионообменная колонна включающая корпус и бункер в верхней части, устройства для ввода и вывода фаз 1 f.

Известна ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и вывода контактирующих фаз j2$.

Недостатком этого устройства является неустойчивость процесса массообмена, связанная с пульсацией жидкости при посадке слоя.

Цель. изобретения — повышение эффективности ионообмена путем предотвращения пульсаций жидкости, Поставленная цель достигается тем, что ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и вывода раствора и ионита и штуцер ввода вспомогательного йотока воды, снабжена размещенной между корпусом и накопительным бункером обечайкой с дополнительным клапаном и патрубком переменного сечения соединенным с штуцером ввода вспомогательного

l потока воды.

На чертеже представлена ионообменная колонна, продольный разрез.

Колонна включает цилиндрический корпус 1, штуцер 2 непрерывного ввода раствора в кольцевой распределитель 3, к которому крепится коническое днище 4 со штуцером 5 вывода отработанного ионита.

15 В средней части корпуса 1 расположен. кольцевой дренаж 6 со штуцером 7 для вывода обработанной воды (либо любого раствора), а в верхней части — коническая крышка 8, на которой между клапанами 9 и 10 установлена обечайка 11. Над клапаном

10 расположен накопительный бункер

12 со сливным каналом 13 и штуцером 14, причем над бункером находится штуцер 15 подачи отрегенированного ионита.

Обечайка 11 снабжена боковым штуцером 16 ввода вспомогательного потока воды, внутренний конец которого оснащен расположенным у стенки обе3

936992 нерацию. Таким образом, осуществляется циклическая посадка слоя при непрерывной подаче и обработке раствора на ионообменной смоле.

Как только весь ионит из нагнетательной обечайки 11 передавливается в корпус .1 (при этом следует опускать

его до уровня 19, чтобы клапан 9 закрывался в воде беэ присутствия частиц ионита), открывает штуцер 18 и сбрасывает часть воды. Давление в обечайке 11 падает, клапан 9 закрывается, а клапан 10 под действием веса открывается. Повторяется новый цикл накопления ионита.

Поступающий через штуцер 15 ионит, во время закрытия клапана 10, накапливается в бункер 12, а избыток воды сливается н канал 13 и выводится через штуцер 14. Продолжительность посадки слоя 1-2 мин, поэтому размеры бункера 12 небольшие.

Предлагаемое устройство позволяет проводить процесс подачи раствора без каких-либо циклически понторяющихся перерывов. IIpocTOTa управления .колонной заключается в том, что посадка слоя проводится лишь двумя задвижками (на штуцерах 16 и 18), которыми можно управлять автоматически с помощью реле времени.

Формула изобретения

Ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и вывода раствора и ионита и штуцер ввода вспомогательного потока воды, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности ионообмена путем предотвращения пульсации жидкости, она снабжена размещенной между корпусом и накопительным бункером обечайкой с дополнительным клапаном и патрубком переменного сечения, соединенным с штуцером ввода вспомогательного потока воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3.244561 кл. 127-55, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 605632, кл. В 01 D 15/04, 1975. чайки патрубком 17. Он может быть расположен в центре обечайки (показано пунктиром). Обечайка 11 оснащена штуцером 18 сброса давления воды.

Широкий конец патрубка 17 направлен вниз, узкий - вверх.

Работа колонны заключается в создании непрерывного противоточного движения раствора и проходит следующим образом, Раствор подают через штуцер 2 непрерывно с помощью кольцевого распределителя 3 со скоростью 40-50 м/ч и более, так как лишь при этих скоростях вода прижимает ионит вверх и создает поджатый плотный слой. После 15 фильтрации раствор выводят через дренаж 6 и штуцер 7. Часть раствора (сотая и менее доля потока) расходуют на выдавливание из колонны ионита (для его регенерации) через штуцер 5 20 в ниде суспензии.

Часть слоя (от распределителя 3 до нижней кромки дренажа 6) является рабочей, в ее пределах движется фронт сорбции по иониту при обработке раст-25 вора. В это время клапан 9 закрыт под. действием давления раствора, а клапан 10 открыт и через него иэ штуцера 15 проходит отрегенированный ионит в обечайку 11. 30

Как только рабочая часть слоя отрабатывается (о чем можно судить по проскоку сорбируемых ионов в штуцере 7), н штуцер 16 подают под давлением чистУю воду. Поскольку при на- 35 коплении ионита часть его попадает в широкий конец патрубка 17, то при подаче воды, она и первую очередь проходит через узкий конец этого пат-. рубка и закрывает клапан 10. Таким образом, оба клапана 9 и 10 закрыты и как только давление чистой воды из штуцера 16 превысит давление н корпусе 1, клапан 9 откроется и вода с ионитом из обечайки 11 начнет поступать в корпус 1, причем вода фильтруется через дренаж 6, а ионит давит на нижележащие слои так, что рабочая часть слоя опускается ниже кромки кольцевого распределителя 3. При этом отработанный ионит падает в ко- 50 ническое днище 4, откуда его через штуцер 5 непрерывно выводят на pere936992

Составитель Л.Эпштейн

Техред М. Рейвес Корректор A.Äçятко

Редактор Н.Бобкова

Филиал ППП Патент, г. Укгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4308/8 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф