Прямоточная сорбционная пульсационная колонна непрерывного действия Советский патент 1983 года по МПК B01J47/02 

Изобретение относится к массообменным аппаратам химического машиностроения , а более конкретно к сорбционным аппаратам колонного типа, используемым при извлечении ценных компонентов из растворов и пульп, плотность которых больше плотности частиц сорбента, причем в пульпах допускается, содержание Песковых фракций. Скорость насыщения сорбента очень низкая (время установления равновесия - несколько сот часов).

Известна прямоточная сорбционная колонна, содержащая цилиндрический корпус с загрузочным устройством для подачи реагентов- снизу и разделителем сорбента и пульпы в верхней части корпуса IJ.

Колонна работает при отсутствии в пульпе Песковых фракций. Посколькув рудных пульпах всегда присутствуют песковые фракции, данная колонна на таких пульпах работать не может.

Известна также прямоточная сорбционная пульсационная колонна непрерывного действия преимущественно для переработки пульп с плотностью, большей плотности частиц сорбента, и содержащих песковые фракции, включ.агощая цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода фаз, загрузочное устройство в верхней части корпуса- -и разделительное устройство сорбента и пульпы, выполненное в виде цилиндра, снабженного крышкой, коническим -днищем и пульсационной камерой, при этом нижняя кромка корпуса размещена в разделительном устройстве И

Недостаток этой колонны состоит в том, что не обеспечен подвод сорбента к штуцеру выгрузки и не может быть обеспечено требуемое время пребывания сорбента, необходимое для процессов с длительным временем насыщения сорбента.

Цель изобретения - повысить эффективность процесса сорбции за счет увеличения времени контакта фаз.

Поставленная цель достигается тем,что прямоточная сорбционная пуль сационная колонна непрерывного действия преимущественно для переработки пульп с плотностью, большей плотности частиц сорбента, и .содержащих песковЫелфракции,включающая. цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода фаз, загрузочное уст

ройство в верхней части корпуса и разделительное устройство сорбента и пульпы, выполненное в виде цилиндра, снабженного крышкой,коническим днищем и пульсационной камерой, при этом нижняя кромка корпуса размещена в разделительном устройстве, снабжена соединенным со штуцером выгрузки сорбента трубопроводом И устройством для деления потока сорбента, соеди- . ненным с загрузочным устройством,при этом соотношение диаметров разделительного устройства и корпуса колонны составляет 1,25-1 ,, а крышка разделительного устройства расположена под углом.

На чертеже изображена предложенная колонна, продольный разрез.

Колонна включает загрузочное устройство 1, цилиндрический корпус 2, разделительное устройство-3.устройство k для деления потока сорбента. Корпус 2 заполнен насадкой 5, типа КРИМЗ.

Разделительное устройство пульпы и сорбента.содержит цилиндрический корпус 6, наклонную крышку 7, тоническое днище 8,цилиндрическую пуль сационную камеру с конической крышкой 9, штуцер 10 выгрузки сорбента, патрубок 11 для выгрузкм пульпы, и1туцер 12 для опорожнения колонны патрубок 13 для подачи сжатого воздуха в пульсационную камеру. Верхняя часть цилиндрического корпуса 6 разделительного устройства 3, наклонная крышка 7и нижняя часть цилиндрического корпуса 2 образуют кольцевую камеру 1. Штуцер 10 выгрузки сорбента соединен с устройством, k для деле ния потока сорбента через транспор тирующее устройство 15. Устройство для деления потока сорбента сообщено трубопроводом 16 с загрузочным устройством 1 и имеет штуцер 17 для выгрузки сорбента.

Колонна работает следующим образом.

Пульпа и сорбент подаются в колонну сверху. Скорость нисходящего потока пульпы в колонне такова, что относительно легкий сорбент транспортируется вниз по колонне при необходимом наполнении ее сорбентом.

Отделение сорбента от потока гТульпы осуществляется в нижней части колонны JB разделительном устройстве 3. При входе реагентов в это устройство, поскольку диаметр разделительного устройства в 1 ,25-1 ,ч раза больше диаметра реакционной зоны г ci opocTb потока падает и прежде всего на yWajCtках, наиболее удаленных от центра. 6 результате частицы сорбента в этих местах перестают двигаться вниз и начинают всплывать, удаляясь от встречного .потока реагентов к периферии. Уходу их к периферии способствует также .коническая форма крышки 9 пульсационной камеры, помещенной вну1;рираз делит ель но го устройства 3, и на ложение пульсации на движущуюся жидкость .

Высота зоны разделения, т.е. расг стояние между нижней кромкой корпуса .колонны и вершиной конической крышки пульсационной камеры, которое составляет 0,3-0,15 обеспечивает практически, полное отделение сорбен та от потока пульпы. При этом, величина множителя при J j уменьшается от 0,3 до 0,15 при увеличении диаметра колонны от 1 до 3,6 м. Сорбент,, ДОСТИГНУВ наклонной крышки разделительного устройства, движется по кольцевой камере }k.K штуцере 10 выгрузки сорбента. Наклон крышки 7 разделительного устройства 3 и наложение пульсаций на жидкость,в которой всплввает сорбент, способствуют, транспор-. тировке его к штуцеру 10 выгрузки сорбента.

С помощью транспортирующего устройства 15 сорбент поступает в устройство k для деления сорбента, где , нужное количество для выгрузки от,деляется и выводится через штуцер 17 для выгрузки Сорбента. Остальная часть сорбента возвращается по трубрпроводу 16 в загрузочное устройство 1 и далее в колонну. Этимобеспечивается необходимое время пребывания сорбента в аппарате и тем самым достигается требуемая степень насыщения.%Ьрбента. Движение сорбента и пульпы направлено сверху вниз И;. порции пульпы, пришедшие в ennapaV. позже, не смешиваются с предыдущими, что позволяет пpoвoдиtь процесс гфи

1. -i..

- 7

наличии градиента концентрации ценного компонента По высоте аппарата.

Принятый диапазон соотношений диаметров разделительного устройства и корпуса колонны обус.ловлен необходимостью уменьшения скорости потока пульпы и сорбента, при котором происходит разделение плотной пульпы и сорбента в разделительном устройстве. Величина соотношений получена экспериментально и для пульпы с плотностью кгУм равна 1,, для « пульп с плотностями 1250-1300 кг/м снижается до 1,25.

На основании экспериментальных данных установлено, что с увеличение диаметра колонн высота разделителя увеличивается. Например,в колонне, диаметром 0,1 м разделение происхо-дит на высоте О, м, в колонне диаметром 0,2 м - на высоте/О,16 м.

Расчетным путем установлено,что с изменением диаметра колонны от 0,9 м до 3,6 м высота зоны разделения, а следовательно, расстояние между вершиной крышки пульскамеры и низом корпуса колонны изменяются от 0,3dk до 0,

I, Наклон крышки разделительного устройства выбран из следующих соображений: угол наклона, равный 10, определенный теоретически и подтверж ценный экспериментально, обеспечивает транспортировку сорбент к штуцеру выгрузки после разделения его от пульпы в радиальном устройстве. При меньших углах разгрузка сорбента затруднена;верхний предел угла наклона, равный 15° выбран, исходя из обоснованной точности изготовления такого рода аппаратуры. При угле наклона больше 15° разделение реагентов не ухудшается, но нецелесообразно возрастают габаритные размеры разделительного устройства.

Ориентировочно экономический эффект при использовании предложенной колонны на золотодобывающей фабрике вместо пачуков составит 200 тыс.руб 16

ПРЯМОТОЧНАЯ СОРБЦИОННАЯ ПУЛЬСАЦИОННАЯ КОЛОННА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ преимущественно для переработки пульп с плотностью, большей плотнбсти частиц сорбента, и содержащих песковые фракции, вкл1бчающая цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода фаз, загрузочное устройство в верхней части корпуса и разделительное устройство сорбента и пульпы, выполненное в виде цилиндра, снабженного крышкой, коническим днищем и пульсационной камерой, при этом нижняя кромка корпуса разг мещена в разделительном устройстве, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сорбции за счет увеличения времени контакта фаз, колонна снабжена соединенным со штуцером выгрузки сорбента трубопроводом и, устройством для деления потока сорбента, соединенным с загрузочным устройством, при этом соотношение диаметров (Л разделительного устройства и корпуса колонны составляет t1,25-1,4:1 , а крышка разделительного устройства расположена под углом, t so sj ;О 0

-2 -5