Ионообменная установка для обработки воды Советский патент 1988 года по МПК B01J47/02 

Изобретение относится к аппаратам для проведения ионообменных процессов, в частности для противоточного контактирования воды с твердым зер- нистым материалом, и может быть ис- пользовано в металлургической, химической и энергетической промьшшен- нрсти.

Цель изобретения - упрощение ус- тановки путем сокращения вспомогательного оборудования.

На фиг. I показана ионообменная установка для обработки воды, разрез на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Ионообменная установка для обработки воды включает в себя сорбцион- ную колонну 1, установленную на ней промывную колонну 2 и узел 3 регенерации, соединенный с коническим дни- щем сорбционной колонны пульпопроводом 4 с регулирующим вентилем 5. Ре- генерационный узел состоит из нескольких секций 6, установленных ступенчато и соединенных между со- бой эрлифтами 7, а последняя секция соединяется эрлифтом 8 с верхней частью промывной колонны 2. Сорбцион ная колонна 1 снабжена внизу дренажом 9 с клапаном 10 и распределите- лем 1 1 с клапаном 12, причем рах:пре- делитель установлен внизу цилиндрической части сорбционной колонны 1. В верхней части сорбционная колонна 1 снабжена дренажом 13, коническим верхом 14 и патрубком 15 с вентилем : 16. Промывная колонна 2 снабжена внизу Запорным устройством, выполненным в виде конусной воронки 17 с квадрат ньм патрубком 18, снабженным с каждо стороны эластичным пологом 19, опускающимся на четырехгранную пирамиду 20, установленную с зазором в квад- |ратном патрубке 18, причем основание четырехгранной пирамиды 20 больше, чем сечение квадратного-патрубка 18. На конусной воронке 17 выполнен дренаж 21, через которьй промывная колонна 2 сообщается с каналом 22 отвода обработанной воды, образованным дренажом 13, коническим верхом 14, корпусом сорбционной колонны 1 и конусной воронкой 17.

При размерах основания четырехгранной пирамиды, равных или мень- ших размеров сечения квадратного патрубка 18, запорное устройство не обеспечивает предотвращение ньщавли- вания йонита из сорбционной колонны

1, так как давление йонита на эластичные пологи I9 при рабочем режиме направлено с внутренней стороны, что препятствует прикрытию щели между квадратным патрубком 18 и четырехгранной пирамидой 20.

При размерах основания четырехгранной пирамиды 20, больших размеров сечения квадратного патрубка 18, эластичные пологи 19 защищены от давления с внутренней стороны, давление на эластичные пологи I9 направлено с наружной стороны, что способствует .прижиманию их к граням пирамиды 20, при этом закрывается щель между ними. Таким образом, запорное устройство обеспечивает предотвращение выдавливания йонита из сорбционной колонны 1 только при условии, когда размеры основания четырехгранной пирамиды 20 больще размеров сечения квадратного патрубка 18, а предотвращение выдавливания йонита является главным условием работы установки.

Максимальная величина размеров основания четырехгранной пирамиды 20 устанавливается конструктивно, при этом учитывается,, что чрезмерное увеличение размеров основания четырехгранной пирамиды 20 приводит к снижению полезного объема сорбдионной колонны 1.

Применение эластичных пологов 19 обуславливает многогранность патрубка . I 8 . Практически может быть применен любой многогранник. Квадратное сечение патрубка 18 установлено конструктивно, так как является наиболее простым в изготовлении.

Эластичный полог I9 можно прикре- (Пить к патрубку 18 с помощью металлической планки 23 и винтов 24 (фиг.2) Данньвй вариант крепления применен в конструкции сорбционно-промывной колонны, входящей в состав умягчи- тельной установки непрерьганого действия. Эластичность полога 19 обеспечивает достаточно плотное прилегание его к поверхностям патрубка 18 и пирамиды 20.

Установка работает следующим образом.

В сорбционной колонне 1 происходит обработка воды, пропускаемой снизу вверх через сплошной слой йонита. При этом отработанный ионит, находящийся ниже распределителя II, вытесняется давлением воды в верхнюю часть

самой нижней секции узла 3 регенерации, и количество перемещаемого иони- та регулируется вентилем 5. Обрабатываемая вода, проходя снизу вверх через сплошной слой ионита, прижимает его к дренажу 13 и запорному устройству промывной колонны 2. Обработанная вода выводится через дренаж 13, канал 22, патрубок 15 и вентиль 16. При этом эластичные пологи 19 запорного устройства прижимаются давлением ионита к четырехгранной пирамиде 20, закрьгоая щель между пирамидой 20 и квадратным патрубком 18, предотвращая тем самым .выдавливание ионита в промывную колонну 2, - а часть обработанной воды прикрыванием вентиля 16 направляется из камеры 22 через дренаж 21 в .промывную колонну 2. Для перемещения ионита под распределитель 11 закрывается клапан 12, прекращая подачу исходной воды, открывается клапан 10,и ионит опускается вниз, вытесняя воду через дренаж 9. При этом давление в сорб- ционной колонне 1 падает,; и ионит из промывной колонны 2 свободно перетекает вниз через запорное устройство в сорбционную колонну I, заполняя объем вытесненной воды, после чего клапан 10 закрывается,а клапан 12 открывается. Затем цикл работы повторяется. Таким образом, управление работой установки сводится к управлению двумя клапанами.

По сравнению с базовым объектом в предлагаемой установке удельная нагрузка по очищаемой воде на едини-pfh

0

5

0

5

0

5

цу объема ионита выше в 3-5 раз. При использовании установки снижаются капитальные затраты на обработку воды на 30-40% и сокращается загрузка ионита в 3-5 раз. Установка занимает производственную площадь в 5-6 раз . меньше, повышает эффективность технологических процессов - снижает расход регенерирующего агента в 1,5- 6 раз, сброс загрязненной воды в 5- 50 раз в зависимости от применяемой технологии, а также позволяет автоматизировать систему управления.

Формула изобретения

Ионообменная установка для обработки воды, включающая сорбционную колонну с двумя клапанами и установленную на ней промывную колонну с запорным устройством внизу, узел регенерации, соединенный с сорбционной колонной пульпопроводом с регулирующим вентилем, эрлифты, вентиль на патрубке обработанной воды, отличающаяся тем, что, с целью упрощения установки путем сокращения вспомогательного оборудования, запорное устройство, выполнено в вцде конической воронки с квадратным патрубком и снабжено с каждой стороны эластичным пологом и установленной с зазором внутри патрубка четырехгранной пирамидой, основание которой больше, чем сечение патрубка, при этом коническая воронка выполнена с дренажами, образующими между собой канал для отвода отработанной воды, соединенный с промывной колонной.

1386288

Изобретение относится к аппаратам для проведения ионообменных процессов, в частности для противоточ- ного контактирования воды с твердам зернистым материалом, может быть использовано в металлургической, химической и энергетической промьшшеннос- ти и позволяет упростить конструкцию установки путем сокращения вспомогательного оборудования. Установка включает сорбционную колонну, установленную на ней промывную колонну и узел ре генерации, причем промывная колонна сообщается через дренаж с каналом отвода обработанной воды и имеет внизу запорное устройство, вьшолненное в виде конусной воронки с квадратным патрубком, снабженным с каждой стороны эластичным пологом, опускающимся на четырехгранную пирамиду, установленную с зазором в квадратном патрубке. Основание четырехгранной пирамиды больше сечения квадратного патрубка. Установка управляется только двумя клапанами. 2 ил. с (Л

r 2g

Фиг.2