ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B01J47/00 B01J47/10 

Изобретение относится к устройствам для проведения ионообменных процессов и может использоваться в различных отраслях промышленности для очистки веществ от примесей, разделения смесей на составляющие, для извлечения веществ из раствора и т.п.

Известен ионоообменный аппарат, содержащий корпус, патрубки для ввода и вывода раствора и ионита, неподвижные и подвижные решетки, на которых размещены слои ионита и магнитная загрузка, соединенные переточными каналами. Аппарат снабжен установленными коаксиально корпусу намагничивающими катушками.

Недостаткoм данного устройства является недостаточная эффективность процессов сорбции, результатом которой является неполное использование сорбционной емкости ионитов.

Цель изобретения повышение эффективности ионообменных процессов.

Цель достигается тем, что в известном ионообменном аппарате, содержащем корпус, снабженный системами ввода и вывода раствора и ионита, и средство для повышения обменной емкости ионита, согласно изобретению корпус разделен на две части перегородкой, имеющей отверстие с уплотнением, а средство для повышения обменной емкости ионита функционально объединено с системой вывода обработанного раствора и выполнено в виде коаксиально установленных в корпусе по меньшей мере двух рукавов из фильтрующего материала, пропущенных через отверстие в перегородке, концы которых закреплены по периметру корпуса по обе стороны от перегородки, при этом внутренняя поверхность внутреннего рукава образует с торцами корпуса полости, сообщенные с системой сбора обработанного раствора, наружная поверхность внутреннего рукава и внутренняя поверхность наружного рукава образуют полости, сообщенные с системой ввода ионита и системой сбора насыщенного ионита, а наружная поверхность наружного рукава образует с перегородкой полости, сообщенные с системой ввода раствора.

Предлагаемые признаки обеспечивают создание в аппарате условий, при которых процесс сорбции протекает более интенсивно. Фильтрующие рукава совершают в корпусе возвратно-поступательное движение, при котором в полостях, заполненных ионитом и раствором, изменяется давление, возникают завихрения потока раствора и другие процессы, способствующие повышению эффективности процесса сорбции.

На чертеже изображен аппарат, разрез.

Аппарат включает корпус 1, в котором размещены два коаксиально установленных рукава 2, выполненные из фильтровальной ткани. Концы 3 каждого из рукавов 2 закреплены по периметру корпуса 1 так, что внутренние и наружные поверхности рукавов 2 образуют полости 4 и 5. Полость 5 разделена на две части перегородкой 6 с уплотнением 7, через которое пропущены рукава 2. Полости 4 сообщены через клапан 8 с системой 9 подачи ионита, а через клапаны 10 системой 11 сбора насыщенного ионита. Обе части полости 5 сообщены с системой 12 подачи продуктивного раствора через клапаны 13. Полости 14, образованные внутренней поверхностью внутреннего рукава 2 и торцами корпуса 1, сообщены с системой 15 сбора обработанного раствора.

Аппарат работает следующим образом.

Системой 9 в полости 4 подают ионит. Системой 12 в правую часть полости 5 подают продуктивный раствор. Рукава 2 начинают перемещаться вправо. Продуктивный раствор проходит сквозь материал наружного рукава смешивается с ионитом в правой полости 4, обменивается с ним ионами и далее через поры материала внутреннего рукава 2 попадает в правую полость 14, из которой выталкивается рукавом в систему 15 сбора обработанного раствора.

После совершения рукавами 2 полного хода вправо клапан 13 системы 12 переключают на подачу раствора в левую часть полости 5. Рукава 2 перемещаются влево, при этом меняются режимы ионообменных процессов в правой части корпуса, а в левой полости 4 также начинается ионный обмен, причем обработанный раствор через поры внутреннего рукава 2 поступает в левую полость 14. В правой полости 14 в это время образуется разрежение, а из левой рукав 2 вытесняет образованный раствор в систему 15. После совершения полного хода рукавов 2 влево клапан 13 переключается на подачу раствора в правую часть корпуса 1, цикл повторяют.

После полного насыщения ионита подачу продуктивного раствора прекращают и открывают систему 11, сливая из полостей 4 насыщенный ионит. После этого систему 11 закрывают и в полости 4 подают новые порции ионита.

Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс ионного обмена, упростить конструкцию и эксплуатацию устройства. Кроме того, значительно сокращается расход энергии за счет использования для возвратно-поступательного движения рукавов энергии потока продуктивного раствора и отсутствия холостого хода рукавов.

Использование: в различных отраслях промышленности при очистке веществ от примесей, разделение смесей на составляющие, извлечение веществ из раствора и т.п. Сущность изобретенния: корпус разделен на две части перегородкой, имеющей отверстие с уплотнением. Средство для повышения обменной емкости ионита функционально объединено с системой вывода обработанного раствора и выполнено в виде коаксиально установленных в корпусе по меньшей мере двух рукавов из фильтрующего материала, пропущенных через отверстие в перегородке. Концы рукавов закреплены по периметру корпуса по обе стороны от перегородки. Внутренняя поверхность внутреннего рукава образует с торцами корпуса полости, сообщенные с системой сбора обработанного раствора. Наружная поверхность внутреннего рукава и внутренняя поверхность наружного рукава образуют полости, сообщенные с системой ввода ионита и системой сбора насыщенного ионита. Наружная поверхность наружного рукава образует с перегородкой полости, сообщенные с системой ввода раствора. Фильтрующие рукава совершают в корпусе возвратно-поступательное движение, при котором в полостях, заполненных ионитом и раствором, изменяется давление, возникают завихрения потока раствора и другие процессы, способствующие повышению эффективности процессов сорбции. 1 ил.

ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, снабженный системами ввода и вывода раствора и ионита, и средство для повышения обменной емкости ионита, отличающийся тем, что он снабжен установленной в корпусе и разделяющей его на две части перегородкой с отверстием и уплотнением, а средство для повышения обменной емкости ионита выполнено в виде коаксиально установленных в корпусе по меньшей мере двух рукавов из фильтрующего материала, пропущенных через отверстие в перегородке, концы которых закреплены по периметру корпуса по обе стороны от перегородки, при этом рукава установлены с образованием между внутренней поверхностью внутреннего рукава и торцами корпуса полостей, сообщенных с системой вывода обработанного раствора, между наружной поверхностью внутреннего рукава и внутренней поверхностью наружного рукава полостей, сообщенных с системой ввода ионита и системой вывода насыщенного ионита, а между наружной поверхностью наружного рукава и перегородкой - полостей, сообщенный с системой ввода раствора.