Ионообменный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01J47/00 

со со со

00

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть исползовано в химической, нефтехимической пищевой и других отраслях промышленности .

Целью изобретения является интенсификация ироцесса за счет исключения деформации частиц иотшта и сокращения энергозатрат.

На фиг.1 показан аппарат для ионо обменно .. обработки; на фиг. 2 - закон колебания подв}ганой решетки (t - время персмео;е1111Я подвижной решетки вниз; L - время перемещения подвижной решетки вверх).

Аппарат состоит из корпуса 1 с флан)дем 2, подв Ежной решетки 3 с фланцем 4, меж;1у фланпами 4 и 2 рас- положеШ) пружтшы 5. Между Фланцем 4 и крышкой 6 coocTio корпусу агпырата установлены пилиндры-пульсаторы 7. В центре крышки G установлено peryjui- рующее устройство 8, корпус 9 которого имеет форму стакана. В дне корпуса 9 нl.TIOJП eI l отверстия 10, через

которые npOilCXOmiT СЛТШ ПрС Ь ЫВНО)

жидк(1СТ1 из аппарата. Этп отг.ерстия nepeKDbiTiii дном регули;1 т 1Ш,его у(;трой- ства, прижатого пружииоГ: 11, наст- роен)1ой на дар. и- ние с.иина промывной жидкости. промыв} ci; i жидкости из аппарата осуществляется через открытые от}1ерстия 10, открытое проходное отверстие 12 регулирующего устроГгства 8 и Г ентпль 13. В верхней части аппарата устагювпен патрубок с вентилями 14 и 15. Вентиль 14 предназначен о;-(лчи по,пиморизата, а вентиль 15 - реге ерпрую1црго раствора.

Патрубок 16 смгужит для вывода очи ще}июго полиэфира через вентиль 17, регенерирующс-го рисч иора - вентиль 18 и ввода пр .мъ;:Г:;оп ;| ;идлсости - вентиль 19. BiL;HTi j;b 20 слу.кит ДЛ5; слива некоидициС Нного продукта. Над распределительно; нр,:с:л П1жиоь решеткой 21 установлена задвижка 22 для вьп руза отработанного ионита.

В боковоГу части корпуса аппарат а установлен патрубок 23 с задвижкой 24 для заг рузки в аппарат свежего ионита. Для привода подвижг.ой решетки в возвр;1Т с;-П -стут ат- -льнсе движение применен насос об ьег .чого д,ейс,т- вия 25 с пред,охранительным KJianaHi M 26. Насос 25 сообщается с ггилиидрами пульсатора и через обрати -и- г. лапан 2 а со СЛ1ПНОМ через пргдо: рГ1НИ : (,льный

0

5

0

5

0

5

0

5

клапан 2о и i истему управления клапана 28 импульсного сброса давления. Сброс Ж1ЩКОСТИ из цилиндров-пульсаторов осуществляется чер,ез клапан 29 импульсного сброса давления.

Аппарат работает следующим образом.

Щелочной полимеризат через открытый вентиль 14 подается в аппарат, заполненный на 70-95% ионитом, npojco- дит через плотньй слой частиц ионита и очищенный попадает в приемную емкость. При этом подвижная решетка 3 прижата к слою ионита статистическим усилием цилиндров-пульсаторов 7 и находится в крайнем нижнем положении. Это позволяет более равномерно распределить частицы ионита, особенно в верхнем сечении слоя, где в основном проявляется поперечная неравно мерность течения жидкости. Регенерацию ионита проводят также в плотном слое (вентили 15 и 18 открыты).

Отмывка слоя ионита от полиэфира и регенерирующего раствора происходит в восходящем потоке промывной жид.кости (открыты вентили 14 и 19) при пульсации подвижной решетки, переведенной в крайнее верхнее положение. От характера (закона) пуль- сационного движения подвижной решетки зависят поведение слоя гранулированного материала, эффективность процес- . са отмывки зерен ионита и затрачиваемая мощность привода.

Движение подвижной решетки осуществляется следующим образом. Включается насос 25, жидкость от которого через обратный клапан 27 поступает одновременно к цилиндрам-пульсаторам 7 и к клапанам 29. Под действием уси- ;и1я, развиваемого цилиндрами-пульсаторами, подвижная решетка 3 плавно перемещается вниз. Закон перемещения pei ieTKH 3 вниз близок к закону синуса (первая четверть синусоиды, фиг.2). Перемещение подвижной решетки вниз сопро1 ождается сжатием пружин 5 с одновременным образованием уплотУ1енного слоя ионита у поверхности решетки. Образование уплотнитель- ного слоя при скорости промывной жидкости, превышающей скорость уноса час- тид ионита, приводит к увеличенюо гидравлического сопротивления, фиксируемого датчиком 30 давления и клапаном 29.

31

Увеличение соир(зтпнл(( уплотчел- ного слоя приполит к уро.чнчешио усилия цилиндров-пульсаторов 7, а соответственно, i: понышению ;1апле шя. только величина акл( Л - стигн : Т величины настройки клапана 29, последний открывается и соедттняет пялии- дры-пульсаторы со сливом. Проходное сечение клапана 29 рассчитанс таким образом, что он обеспечивает движение решетки 3 под действием усилия пружин 5 по закону стороны треугольника (фиг,2).

При необходимости открытие клапана 29 можно осуществить не автомати-- чески по давлению, а с помоп1ью предварительной настройкт датчика давления, установленвог о в гидравлическо системе,

Время перемеп ения решетки 3 вверх соответствует величине t 0, 1 с,

Резкое перемещение подвижной решетки вверх вызывает повышение дзвлг-- ния в камере А под регулирующее уст-- ройстпо 8. Движe; иe жидкости через отверстия 10 в корпусе 9 регупирующее устройство 8 перемещается вверх до упора, перекрывая проходное отверстие 12. Поэтому жидкость из кпмеры Л через отверстия в подвижной решетке 3 отжимает слоя ионита вниз с одновременной npo4HCTKO f отвер;лт1 й решетки. Когда перемещение решетки вверх заканчивается, давление в камере А падает и регулчрующее /с гройстл 8 отжимается пружиной 11, открывая проходное отверстие 12. Поц действием давле ия и пружины 1 1 сверху регулирующее устройство 8 находится в открытом состоянии, пропуская расход промывной жидкости на слив.

Экономическая эфф ;кт1 вносп, предлагаемого технического решения заключается в тоь , что rio::i)U eHiie :)ффектив- ности продесса промьяп; стсушсствияе г- ся за счет , чтс гпчлет i-:a отводится в верхнее по.|7ожение быстро, 3 ч время t ; О , 1 с.

Это позволяет созпачь встрр .ил, поток промывио : жид,кости из камеры, расположенной над решеткой. Этот встрочньй поток позволяет соррсТ: пограничный ламинарный сло(1 промывной жидкости, максимально насыщенной отмываемым ;етоств М, с поверхности зеран fiOHma. При этом псремсьченттг- подвижиой 7 С четк-и вверх осчпдоствляет- ся только после то) о, как у noi;epx

5

0

5

3/

г Q

0

5

0

73

иости подвижной решетки образуется уплотненный слой с заданным гидравлическим сопротивлением, фиксируемым гидравлической системой клапана 29 и датчика 30 давления. При движении реглетки 3 вверх одновременно происходит прочистка ячеек ограничительной решетки 3,

Движение решетки вниз по закону синуса исключает ударную нагрузку на зерна ионита, что. в свою очередь, исключает их деформацию.

В известном техническом решении колебание решетки осуществляется независимо от величины уплотненного слоя, так как привод колебания решетки осушествляется независимо от параметров процесса промывки с постоянной частотой, характеризуемой частотой вращения кулачка,

В предлагаемом аппарате скорость перемещения решеткр вниз регулируется клапаном 28, а усилие нажима решетки на зерна ионита пружиной клапана 29 и датчиком 30.

Эффективность отмывки катионпта от полиэфира (полиоксипропилентриол с молекулярной млссой 500) и регенерирующего paciBopa (6%-ьп1 раствор серной кислоты) оценивают на стендс-вой установке, включающей в себя ионооб-t менный аппарат, в котором высота рабочей зоны 1,2 м, внутренни диаметр 0,078 м. Используют катионит с размером частиц от 0, до 1,3 мм.

Проведение продесса в предлагаемом ионообменном аппарате позволяет интенсифицировать его за счет уменьшения количества промт шнвлх вод в 1,5 раза по сравнению с известным.

Пoнooб ;eнный аппарат может быть использован для пр ч едения обширного класса процессов, использующих гра- ну.чированные материалы.

Ф о р м у л

и 3 о б р е т е н и я

1, Ио)10обменнг.1й зпгтарат, включающий корпус с , крышку, подвижную с фланцем и иепод ижную решетки, о т л и ч а ю гп и и с я тем, что, с целью интенсиф1п, процесса отмывки ионита за счет исключения деформаций и сок 1аи1сн11Я -энергозатрат, он снабжс н пружинами, установленными между фланцами корпуса и подвижной решетки, цп.11ин. ;рам1{-пульсаторам1т, установленными соосно корпусу между его ф-панцем и крьппкой, регулирующим устройством, установленным в центре крышки внутри корпуса аппарата.

2. Аппарат поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что корпус регулирующего устройства выполнен в виде ста3, Аппарат поп.1, отличающийся тем, что он снабжен датчиком давления, установленным под под- вижной решеткой, насосным агрегатом с обратным клапаном и дросселем, соединенным с цилиндрами-пульсаторами, системой управления клапана импульсного сброса давления, соединенного с

Изобретение относится к химичес-, кому машиностроению и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса за счет исключения деформации частиц ио- нита и сокращения энергозатрат. Ионообменный аппарат включает корпус с фланцем, крышку, подвижную с фланцем и неподвижную решетки. Между фланцами корпуса и подвижной решетки установлены пружины. Цилиндры-пульсаторы установлены соосно корпусу между егп фланцем и крышкой. Регулирующее устройство установлено в центре крышки внутри корпуса аппарата и выполнено в виде стакана, в дне которого HW-IOT- ся сливные отверстия. Датчик .давления установлен под подвижной рещеткой. Насосный агрегат выполнен с обратньгм клапаном и дросселем, соединенным с цилиндрами-пульсаторами. Система управления клапана импульсного сброса давления соединена с датчиком давления и цилиндрами-пульсаторами. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л

кана, в цне которого выполнены слив- Ю датчиком давления и цилиндрами-пульные отверстия.

Редактор О.Головач

Составитель А.Сондор Техред Л.Сердюкова Заказ 1906/8

Тираж 519

ВНИИГЕИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

саторами.

/Л .

Корректор С.Шекмар

Подписное