ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ФОНТАНИРУЮЩИМ СЛОЕМ ИОНИТА Российский патент 2024 года по МПК B01D24/28 B01D24/46 

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионного обмена.

Известен аппарат с фонтанирующим слоем зернистого материала, корпус которого выполнен цилиндрической формы, а днище - конической формы [Заверин В.Г. Тепломассообменное оборудование предприятий. Учеб. пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2004. С. 40].

Недостатком известного аппарата является то, что в нем невозможно проводить процесс в фонтанирующем слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.), поскольку частицы ионита всплывают вверх аппарата и удаляются из него вместе с очищаемой водой.

Наиболее близким по технической сущности, то есть прототипом, является ионообменный аппарат с фонтанирующим слоем ионита, содержащий конический корпус, в нижней части которого установлен штуцер для ввода воды на очистку, а в верхней его части установлена коническая крышка со штуцер для вывода из аппарата очищенной воды [Общая химическая технология: Учеб. для химико-технолог. спец. вузов. В 2-х т. Т. 1: Теоретические основы химической технологии // И.П. Мухленов, А.Я. Авербух, Е.С. Тумаркина и др.; Под ред. И.П. Мухленова. М.: Выс. шк., 1984. С. 206].

Недостатком известного аппарата является то, что в нем невозможно проводить процесс в фонтанирующем слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.).

Техническим результатом изобретения является возможность проводить процесс ионообменной очистки воды в фонтанирующем слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, с ионитами на основе целлюлозы (модифицированными древесными опилками, хлопковой целлюлозой и др.).

Указанный результат достигается тем, что в ионообменном аппарате с фонтанирующим слоем ионита, содержащем корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды, согласно изобретению, корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная перегородка, днище аппарата выполнено эллиптической формы и снабжено штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, в верхней части аппарата установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, наклонное дренажное устройство и отбортованная наклонная плоская крышка со штуцером для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды.

Технический результат достигается за счет создания в ионообменном аппарате фонтанирующего слоя ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды.

На фиг. 1 изображен ионообменный аппарат в исходном состоянии, на стадиях регенерации и отмывки ионита. На фиг. 2 изображен ионообменный аппарат для стадии очистки воды. На фиг. 3 изображен вид сверху ионообменного аппарата.

Ионообменный аппарат (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого установлена вертикальная перегородка 2, в нижней части аппарата установлено эллиптическое днище 3 со штуцером 4 для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, а в верхней его части установлены штуцер 5 для ввода в аппарат исходной воды и наклонное дренажное устройство 6, над которым расположена отбортованная наклонная плоская крышка 7 со штуцером 8 для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды.

В исходном состоянии, на стадиях регенерации и отмывки ионита в верхней части ионообменного аппарата (фиг. 1) расположен неподвижный плотный слой ионита 9, прижатый выталкивающей силой к наклонному дренажному устройству 6. Для стадии очистки воды (фиг. 2) внутри аппарата находится фонтанирующий слой ионита 10.

Ионообменный аппарат работает следующим образом.

Полный цикл работы аппарата складывается из следующих стадий: 1) очистки воды, 2) регенерации ионита и 3) отмывки ионита.

Перед началом работы в корпус 1 ионообменного аппарата через штуцер 5 поступают вода и ионит с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды. Ионит всплывает вверх аппарата, образуя неподвижный плотный слой частиц ионита 9 (фиг. 1). Для стадии очистки воды (фиг. 2) исходная вода вводится в аппарат через штуцер 5 в виде струи, которая подхватывает частицы ионита и опускает их вниз в пространство между корпусом аппарата 1 и левой стороной вертикальной перегородки 2 к эллиптическому днищу 3, над которым образуется фонтанирующий слой 10. Затем суспензия ионит-вода попадает в пространство между корпусом аппарата 1 и правой стороной вертикальной перегородки 2 и поднимается в верхнюю часть аппарата, где смешивается с входящим в аппарат через штуцер 5 потоком исходной воды, т.е. суспензия ионит-вода непрерывно циркулирует в аппарате. В аппарате происходит процесс ионообменной очистки воды от ионов целевого компонента с помощью ионита. Очищенная вода выводится из аппарата с помощью наклонного дренажного устройства 6 через штуцера 8, расположенный на отбортованной наклонной плоской крышке (фиг. 3). После насыщения ионита ионами целевого компонента прекращают подачу исходной воды через штуцер 5. Для стадии регенерации ионита (фиг. 1) регенерационный раствор поступает в аппарат через штуцер 4 и проходит через неподвижный слой частиц ионита 9. Отработанный регенерационный раствор выводится из аппарата с помощью наклонного дренажного устройства 6 через штуцер 8. Для стадии отмывки ионита от остатков регенерационного раствора промывочная вода поступает в аппарат через штуцер 4 и проходит через неподвижный слой частиц ионита 9. Отработанная промывочная вода выводится из аппарата с помощью наклонного дренажного устройства 6 через штуцер 8. После завершения стадии отмывки ионита цикл повторяется.

Предлагаемый ионообменный аппарат позволяет очищать воду в фонтанирующем слое ионита, плотность которого, меньшей, чем плотность очищаемой воды.

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионного обмена. Раскрыт ионообменный аппарат с фонтанирующим слоем ионита, содержащий корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода. Корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная перегородка, днище аппарата выполнено эллиптической формы и снабжено штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды. В верхней части аппарата установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, наклонное дренажное устройство и отбортованная наклонная плоская крышка со штуцером для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды. Техническим результатом изобретения является проведение процесса ионообменной очистки воды в фонтанирующем слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды. 3 ил.

Ионообменный аппарат с фонтанирующим слоем ионита, содержащий корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды, отличающийся тем, что корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная перегородка, днище аппарата выполнено эллиптической формы и снабжено штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, в верхней части аппарата установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, наклонное дренажное устройство и отбортованная наклонная плоская крышка со штуцером для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды.