Устройство для ионообменной обработки растворов Советский патент 1984 года по МПК B01J47/06 

Изобретение относится к подготовк воды преимущественно ее обессоливанию и может найти применение для очистки растворов от примесей, при производстве антибиотиков, извлечени ценных компонентов из растворов, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ионообменно обработки растворов в псевдоожиженном слое ионита, которое содержит сорбционную, регенерационную и отмывочную колонны,-соединенные последов тельно эрлифтами для перемещения ионита, провальные тарелки и рецирку ляционные эрлифты l J. Недостатками известного устройств являются неполное взаимодействие ионита с раствором, вынос ионита из сорбционной колонны и малая производ тельность установки. Указанные недостатки обусловлены тем, что в процессе сорбции выделяет ся газ COj (в виде мельчайших пузырь ков) , который осаждается на поверхности зерен ионита и уменьшает площадь контакта ионит-раствор. Затем часть неотработанного ионита флотиру ет на поверхность раствора и выносит ся из колонны. Вынос ионита из сорбционной колонны происходит раствором если скорость прохождения последнего в колонне превышает 10-14 м/ч. Ограничение скорости (10-14 м/ч) прохождения раствора в сорбционной колонне не позволяет создать малогабаритные установки высокой единичной произво дительности. . Цель изобретения - интенсификация ионообмена, повьш1ение производительности установки и предотвращение выноса ионита раствором. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем сорбцио ную, регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтами, провальные тарелки и рецир куляционные эрлифты, сорбционная колонна снабжена установленными равн мерно по высоте колонны ультразвуковыми вибраторами с направлением ульт развуковой волны навстречу обрабатываемом раствору. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для ионообменной обработки растворов. Устройство состоит из трех колонн расположенных под углом 120друг к другу; сорбционной колонны 1, pere нерационной колонны 2 и отмывочной колонны 3. Внутри колоннС в нижней части установлены распределители 4, служащие для равномерной подачи растворов. По высоте колонн, установлены провальные тарелки 5 с различными живыми сеченияму и рециркуляционные эрлифты 6. В сорбционную колонну установлены ультразвуковые вибраторы 7 для обработки ультразвуком поступающего на обработку раствора. Все колонны имеют в нижней части заборные коллекторы 8 и связаны между собой эрлифтами 9 для перемещения ионита. В верхней части колонн установлены воронкообразные питатели 10 штуцеры 11-13 для отвода поступающей с ионитом жидкости и штуцеры 14-16 для отвода обработанного раствора, регенерационного раствора и промывной воды. Устройство работает следующим образом. Производственные сточные воды или другой раствор подаются в нижнюю часть сорбционной колонны 1 где посредством распределителя 4 распределяются равномерно по всему сечению колонн. После ионообменной сорбции и обработки ультразвуком жидкость отводится из верхней части колонны по штуцеру 14, а ионит по мере насыщения извлекаемыми из жидкости ионами солей и под действием ультразвука перемещается по тарелкам 5 в нижнюю часть колонны 1, откуда забирается коллектором 8 и эрлифтом , 9.передается в питатель 10 регенерационной колонны 2, где ионит освобождаетсй от раствора и воздуха. Освобожденный от жидкости ионит по подающей трубе питателя 10 поступает на верхнюю тарелку 5 колонны 2. Десорбция (регенерация) ионита производится ступенчато с многократной рециркуляцией ионита между близлежащими тарелками с помощью рециркуляционных эрлифтов 6. Регенерационный раствор через распределитель 4 подается в нижнюю часть колонны 2, где аналогично сорбционной колонне 1 распределяется по всему сечению колонны. Отработанный регенерационный раствор отводится из верхней части колонны по штуцеру 15 и поступает на утилизацию. Восстановленный ионит перемещается в нижнюю часть колонны, откуда так же, как и в сорбционной колонне забирается и передается в питатель 10отмьшочяой колонны 3.

I . .11

После отделения воздуха и регенерационного раствора, присоединяемого к отработанному,., ионит поступает на верхнюю тарелку 5 отмывочной колонны 3. Промывка производится ступенчато с многократной интенсивной рециркуляцией ионита рециркуля1.щонными эрли тами 6. Подача промывочной жидкости и отвод ионита осуществляются также как и в п едьщущих колоннах. Отрегенерированный и отмытый и-онит возвращается в питатель 10 сорбционной колонны 1 ,

Испытанияустройства проводились на сорбционной колонне, диаметром 200 мм и высотой 3000 мм. В колонне были установлены четыре вибратора от ультразвуковой установки УЗУ-025 с частотой ультразвука 18 кГц и мощностью 0,25 кВт. Высота псевдоожиженного слоя 2000 мм при скорости подачи раствора 12 м/ч. Вибраторы установлены на расстоянии 0,5 м друг от друга. Устройство испытывалось на предотвращение выноса ионита и производительность при одинаковой

64

степени обессоливания воды. Установлено, что вынос ионита при обработке ультразвуком наблюдается только при скорости прохождения раствора в колонне свыше 21 м/ч. Производительность установки возрастает на 40%.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает следующие преимущества: повьшается удельная плот-; ность псевдоожиженного слоя ионита (12%), увеличивается скорость потока обрабатываемой жидкости, увеличивается поверхность контакта ионит-раствор

(7%) и предотвращается вынос ионита. Установка вибратора над зеркалом псевдоожиженного слоя на таком расстоянии от него, чтобы зльтразвуковые полны

обрабатывали всю поверхность зеркала псевдоожиженного слоя позволяет полностью освободить зерна ионита от газов, увеличить поверхность контактирования ионита с раствором,

предотвратить .(Ьлотацию и вынос ионита.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОНООБМЕННОЙ ОБРАБОТКИ РАСТВОРОВ, содержащее сорбционную, регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтами, провальные тарелки и рециркуляционные эрлифты, отличающееся тем, что, с целью интенсификации ионообмена, повышения производительности и предотвращения выноса ионита, сорбционная колонна снабжена установленными равномерно по высоте колонны ультразвуковыми вибраторами с направлением ультразвуковой волны навстречу обрабатываемому раствору.