ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ Российский патент 2024 года по МПК B01D24/28 B01D24/46 C02F1/42 

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 штуцером 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, содержащем корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды, согласно изобретению, корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная труба, в нижней части аппарата установлено эллиптическое днище со штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, а в верхней его части установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, коническое дренажное устройство, коническая крышка со штуцерами 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.

Ионообменный аппарат (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого установлена вертикальная труба 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, коническое дренажное устройство 6, коническая крышка 7 со штуцерами 8 и 9 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 10, прижатый выталкивающей силой к коническом дренажному устройству 6. Для стадии очистки воды (фиг. 2) внутри аппарата находится фонтанирующий слой ионита 11.

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 10 (фиг. 1). Для стадии очистки воды (фиг. 2) исходная вода вводится в аппарат через штуцер 5 в виде струи, которая подхватывает частицы ионита и поднимает их вверх внутри вертикальной трубы 2 к эллиптическому днищу 3, под которым образуется фонтанирующий слой 11. Затем суспензия ионит-вода попадает в кольцевое пространство между корпусом 1 и вертикальной трубой 2, и опускается в нижнюю 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 конического дренажного устройства 6 через штуцера 8 и 9. 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 10. Отработанный регенерационный раствор выводится из аппарата с помощью конического дренажного устройства 6 через штуцера 8 и 9. Для стадии отмывки ионита от остатков регенерационного раствора промывочная вода поступает в аппарат через штуцер 4 и проходит через неподвижный слой частиц ионита 10. Отработанная промывочная вода выводится из аппарата с помощью конического дренажного устройства 6 через штуцера 8 и 9. После завершения стадии отмывки ионита цикл повторяется.

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

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионного обмена. Раскрыт ионообменный аппарат, содержащий корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды. Корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная труба, в нижней части аппарата установлено эллиптическое днище со штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды. В верхней его части установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, коническое дренажное устройство, коническая крышка со штуцерами для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды. Техническим результатом изобретения является проведение процесса ионообмена в фонтанирующем слое ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды. 2 ил.

Ионообменный аппарат, содержащий корпус, штуцера для ввода исходной воды и вывода очищенной воды, отличающийся тем, что корпус аппарата выполнен цилиндрической формы, внутри которого установлена вертикальная труба, в нижней части аппарата установлено эллиптическое днище со штуцером для ввода в аппарат регенерационного раствора и промывочной воды, а в верхней его части установлены штуцер для ввода в аппарат исходной воды, коническое дренажное устройство, коническая крышка со штуцерами для вывода из аппарата очищенной воды, регенерационного раствора и промывочной воды.