Аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз Советский патент 1984 года по МПК B01J47/02 

Изобретение относится к противоточным колонным аппаратам непрерывного действия, в частности для проти воточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой- фазой (например адсорбции - десорбции) с одновременным выделением и отделением третьей фазы в виде нерастворимого осадка. Известен аппарат для непрерывного противоточного контактирования твердой зернистой фазы с жидкостью, включающий конусообразную загрузочную трубу со сбросным клапаном в верхней части, отбойник, выполненньй в виде двух соединенных основаниями конусов, и каскад горизонтальных колец распределения, закрепленны по образующей верхнего конуса отбойн ка. Крышка аппарата снабжена наклонн расположенным приемником, соедщненным с верхней частью корпуса и снабженным патрубком для вьшода йонита. Нижняя часть цилиндрического корпуса соединена с коническим отстойником, который заканчивается патрубком. В конусообразную загрузочную трубу встроен аэрлифт С 13 Однако при образовании мелкодисперсного осадка с небольшим удельным весом возможно снижение эффективност отделения последнего от йонита. Мног типы ионообменных смол в результате сорбции-десорбции меняют свой удельный вес, непостоянен их гранулометри ческий состав, поэтому в процессе ра боты не исключено попадание йонита в нижнюю отстойную зону и выгрузка его вместе с образовавшимся осадком. Кроме того, в данной конструкции необходимо тщательное соблюдение гидро динамического режима. Небольшое откл нение от заданного режима немедленно приведет к снижению технологических показателей. Известен аппарат для контактирова ния твердой и жидкой фаз, включающий йертикальный цилиндрический-корпус с конической нижней частью, загрузочную трубу, верхний кольцевой переливной .порог с патрубком отвода раствора, патрубки для подачи раство ра и цилиндрическую обечайку, установленную коаксиально корпусу ПЛ, Однако нижняя дренажная система не позволяет равномерно распределить жидкую фазу по всему сечению колонны тем самым снижается эффективность массообмена. В случае образования в результате технологического процесса третьей фазы в виде осадков, последние будут забивать дренажные системы на входе и выходе из аппарата, что не позволяет эффективно отделять образовавшиеся осадки от йонита. Целью изобретения является повышение эффективности ионного обмена за счет ликвидации застойных зон и обеспечения отделения образовавшихся в процессе ионного обмена осадков от йонита. Цель достигается тем, что аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с конической нижней частью, загрузочную трубу, верхний кольцевой переливной порог с патрубком отвода раствора, патрубки для подачи раствора и цилиндрическую обечайку, установленную коаксиально корпусу, снабжен цилиндрическим отделителем осадков, выполненным с перфорацией в месте соединения с конической частью корпуса, дополнительной обечайкой, размещенной коаксиально отделителю, усеченным конусом, установленным над дополнительной ячейкой с возможностью вертикального перемещения, при этом цилиндрическая обечайка выполнена с перфорацией и снабжена размещенным ниже перфорации расширителем, выполненным в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов. Целесообразно, чтобы аппарат был снабжен отбойником, образующим с верхней частью расширителя кольцевой зазор отвода промывного раствора. На чертеже представлен аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз, разрез. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2, В верхней части корпуса установлен переливной порог 3 со сливным патрубком и загрузочная труба 4 с коническим расширением. В центральной части корпуса расположена аэрлифтная труба 5. В коническое днище встроен цилиндрический отделитель 6 образовавшихся осадков от сорбента, имеющий перфорацию 7 и тангенциальный патрубок 8 ввода промывного раствора. В центре корпуса установлена цилиндрическая обечайка 9 с усеченным конусом 10 в нижней части, которьм большим основа нием упирается на кольцевой коническ бортик 11. Внутри конуса 10 крепится дополнительная обечайка 12 концентри но цилиндрическому отделителю 6. Ниже нижней кромки загрузочной трубы 4 цилиндрическая обечайка 9 снабжена расширителем 13, выполненным в виде усеченных конусов, состыкованных большими основаниями. Выше расширителя цилиндрическая обечайка выполнена с перфорацией 14 для отвода промывного раствора, выше которой установлен отбойник 15 в виде обратного усеченного конуса. Тангенциальный ввод 16 основного раствора расположен в нижней части цилиндрического корпуса. Конструкция аппарата образует три технологические зоны: зона 17 - отмывка ионита от образовавшихся осадков; зона 1j8 - основной контакт жидкой и твердой фазы; зона 19 - вынос образовавшегося осадка. Аппарат работает следующим образом. Ионит подается в аппарат через загрузочную трубу 4, вступает в контакт с жидкой фазой и перемещается в нижнюю часть цилиндрического корпуса 1 в зоне, образованной внутренней стенкой корпуса 1 и цилиндри(ческой обечайкой 9. Через разгрузочную щель, образующуюся между конусом 10 и кольцевым коническим бортиком 11, ИОНИТ поступает в цилиндрический отделитель 6 и подвергается отмывке от образовавшегося осадка. Ионит поступает до тех пор, пока не наполнит ся цилиндрический отделитель 6, в случае заполнения цилиндрической вставки ИОНИТ перегружается в зону, образованную обечайкой 12 и отделителем 6 и циркулирует через перфорацию 7, тем самым создается подпор и прекращается перегрузка ионита из зоны основного контакта 18 в зону j отмывки 17. Ионит периодическим аэрIлифтом 5 выгружается из зоны отмывки (уровень ионизата в отделителе 6 падает, открывается разгрузочная щель и повторяется перегрузка ионита в зону отмывки. Основной раствор поступает в нижнюю часть цилиндрического корпуса 1 через тангенциальный ввод 16, проходит через зону основного контакта, в которой образуется третья фаза в виде дисперсных осадков. Скорость потока увеличивается в зоне расширителя 13, где происходит интенсивное . перемешивание и вынос образовавшихся осадков. Промывной раствор поступает через тангенциальный патрубок 8 в зону отмывки 17, отделяет ионит от попавших в зону отмывки осадков и выносит осадки в верхнюю часть цилиндрической обечайки 9 и через перфорацию 14 и щель, образованную отбойником 15 и расширителем 13, поступает в зону выноса осадков, где перемешивается с основным раствором-, и тем самым увеличивается скорость выходящего потока в зоне выноса. Жидкая фаза с образовавшимися осадками выводится из аппарата через переливной порог 3 и сливной патрубок. Модель аппарата испытана в полупромьшшенных условиях в процессе регенерации ферромагнитного ионита Ку-2ф, насьш4енного ионами кальция и магния, в качестве жидкой фазы неоднократно использовался 8%-ный раствор сульфата натрия, очищаемого от образовавшихся осадков. Конструкция колонны позволяет проводить процесс без загипсования в зоне промьшки при скорости восходящего потока не менее 25 м/ч, в основной зоне регенерации не менее 11 м/ч, на выходе из колонны 26 м/ч. Основная масса (70-80%) образовавшегося осадка выносится из колонны со сливом при удельной нагрузке по регенерационному раствору 36 м/м ч ионита. Саморегулирующийся затвор в режиме работы колонны без загипсования обеспечивает перегрузку ионита из основной зоны регенерации в зону отмыв,ки от осадка и разделение этих зон.

1. АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОЙ И ЖИДКОЙ ФАЗ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с конической нижней частью, загрузочную трубу, верхний кольцевой переливной порог с патрубком отвода раствора, патрубки для подачи раствора и цилиндрическую обечайку, установленную коаксиально корпусу,, отлича1 V 1,1 SHbJjfeiTt its; J,j ющийся тем, что, с целью повышения эффективности ионного обмена за счет ликвидации застойных зон и обеспечения отделения образовавшихся в процессе ионного обмена осадков от ионита, он снабжен цилиндрическим отделителем осадков, выполненным с перфорацией в месте соединения с конической частью корпуса, дополнительной обечайкой, размещенной коаксиально отделителю, усеченным конусом, установленньм над дополнительной обечайкой с возможностью вертикального перемещения, при этом цилиндрическая обечайка выполнена с перфорацией и снабжена размещенным ниже перфорации S расширителем, выполненным в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен отбойником, образующим с верхней частью расширителя кольцевой зазор отвода промывного раствора. СО ел со 00 со