Установка для осуществления противотока раствора и гранулированного сорбента Советский патент 1980 года по МПК B01J1/06 

1

Изобретение относится к ионообменной и сорбционной технологии и может быть использовано в химической, гидрометаллургической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известны два типа противоточных установок для раствора и гранулированного сорбента, процессы в которых характеризуются малыми значениями высоты, эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС).

К первому типу установок относятся установки с движением сорбента навстречу потоку раствора под действием силы тяжести. Скорость движения ионита определяется скоростью , его уЬода 1 .

Установки этого типа работают только с малыми скоростями движения фаз. При увеличении скорости раствора, вследствие разрь1хления слоя сорбента и перемешивания, ВЭТС резко возрастает.

Ко второму типу относятся установки с поочередным движением раствора через неподвижный слой ионита и перемегцением слоя при прекраш.ении подачи раствора. В этих установках раствор подается с большой скоростью. Йримерами установок второго типа являются контакторы Хиггинса и Асахи.

В контакторе Хиггинса во время рабочего цикла раствор движется сверху вниз через неподвижный слой сорбента. После обработки части слоя подача раствора прекращается, и с помош,ью гидроудара слой иони. та перемещается снизу вверх. Отработанная часть его выводится, а в нижнюю часть колонны добавляется отрегенерированный ионит. После этого возобновляется подача раствора, и цикл повторяется 2.

В контакторе Асахи во время рабочего цикла раствор движется снизу вверх со скоростью, обеспечивающей поджимание слоя ионита к фильтру, расположенному в верхней части колонны 3. После отработки части слоя подача раствора прекращается, в нижней части колонны открывается выход для раствора, а через фильтр в колонну возвращается некоторое количество отработанного раствора. Слой ионита оседает под действием силы тяжести. Одновременно наверху колонны открывается клапан, из резервуара выводят суспензию ионита. После этого начинается подача раствора в часть колонны, располо3жённую выше отработанного слоя, ионит поднимается, поджимается к фильтру, и процесс повторяется . - Осйбйным недостатком установок второго типа является то, что при перемещении слоя сорбента сорбцнонные зоны размываются вследствие прохождения iTepes ионит отработанного раствора в обратном направлении и нарушения структуры слоя. Особенно сильно это проявляется в тех случаях, когда в сор бционнрм процессеуёеличивается набухаемость сорбента. При 5Т8м услбжняётся контроль за ходом процесса, отбор продукта вследствие; постоянного перемещения сорбционнрй зоны по высоте колонны. Наиболее близкой по технической сущНбсти И достигаемому рёзульт:ату является установка, включаюш,ая колонну, насос для подачи раствора, узел фильтрации раствора -и дозатор сорбента 4. Недостаток yctanoBKH - малая эффективность процесса. . ; ; - :, . : Цель изобретения,- повышение эффективности процесса при сохранении плотной упаковки слоя сорбента без нарушения его структуры путем устранения вредного влияния изменения набухаемости сорбента. Поставленная цель достигается тем, что снабжена герметичным кожухом и выполнена в виде рукава; из эластичного ма:териала, натянутого на корпус дозатора, имеющего фортйу усеченного коНуса. С цieль c yмeньWe1Wя fp Ш Йямёждy -Наружной и вТгутренней стенками, колонны, концы рукава из эластичного материала вывернуты наружу и герметично соединены, а замкнутый объем между стеНкамйКбЛонны заполнен жидкостью. Для обеспечения возвратного перемеш,ёния наружной сТё11йй рукава и плотного прилегаНйй КбЛ6йны к кор; пусу дозатора, внутренняя стенка рукава . выполнена с диаметром, равным 90-95% от наружного диаметра нижнего бсГНОваНия корпуса дозатора. afe«.i™i-.3«,v,ss.;.:...: На Чертеже сХёШВД ёсМ №р1|ГС ШЙШа установка, общий вид. - L (Эвка состоит из крлоннь 1,выпрл-; нетнои % вЩё°рУкав а из эласт1 материала с вывернутыми наружу и, Тёрнетйчно соединенными концами, между наружной и внутренней стенками колонны образован замкнутый объем 2, заполненный жидкостью, тч j Ejds;ttafc- ft 4i cy rfSA:Krfii « I « :v S PyK SfMff s нийснюю часть корпуса дозатора 3, имеющего форму усеченного конуса, причем внутренний диаметр рукава до.яж:ен быть на 5-10% меный диаметра ийжнегр основания конуса корпуса дозатора При этих условиях рукав плотно облегает Шрпус и На нем дёржится.В корпус дозатора 3 вмонтирован фильтр 4 и размещен штуцер 5 для отвода р аствора, пробоотборники 6, в нижние концы которых вставлены фильтры. В верхней части установки размеп ен шнек 7, приводимый Во йр§тЩйие мотором 8. Для подачи суспензии Шрегёне.S3 a aS:ss;f.,,j,.fJ

719684 рйроййнного сорбента предназначена емкость 9, соединенная с установкой трубопроводом 10. Колонна 1 помещена в герметичный кожух 11, снабженный штуцером 12 для подачи раствора и клапаном 13 для вывода отработанного ионита. Перед запуском установки 1врук;ай схавляютСйжесткие кольца 14, которые придают его внутреннему объему цилиндрическую форму. Помещённая в замкнутый объем 2 жидйбсть растягивает наружную стенку рукава, не давая ей прижиматься к внутренней стенке. Для подачи обрабатываемого раствора в установку предусмотрен насос 15. Установка работает следующим образом. В герметичный кожух 11 через штуцер 12 насосом 15 подается обрабатываемый раствор, который через нижнее отверстие поступает в колонны 1, фильтруется через фильтр 4 и вытекает через штуцер 5. Скорость подачи раствора в начальный период должна быть достаточной для предотвращен я осьгаания ионита. Из емкости 9 по трубопроводу 10 в какал шнека поступает суспензия сорбента. Ее жидкая фаза так же, как и рабочий раствор фильтруется через фильтр 4 и вытекает через Щтуцерь 5, а твердая фаза,заполняет внутренний объем конуса. Для продвижения твердой фазы вниз включают мотор 8, который приводит во вращение шнек 7. Вращаясь, шнек 7 выдавливает, ионит из своего канала в зону фильтрации, а из нее - в рукав. Подаваемый навстречу раствор и трение о стенки не дают возможности иониту продвигаться вндз относительно стенок рукава, поэтому поступающий сверху ионит, упираясь во внутреннюю стенку рукава, начинает стягивать с фильтра весь рукав. Однако срыва не происходит, пЬсКольку силы упругости, стремясь придать телу.миним,альный объем родтягтйвают наружную ёНку рукава вверх. наружу его нижнюю . Кольца, освобождаясь; падают вниз, а ру1(ав. заполняется ионитом. Регулируя скорость поДачи жидкой и твердой фаз, устана вливают нужное положение сорбционной зоны, контроль за которой ведется с Помощью, пробоотборников 6. Отработанный ионйт осыпается на дно кожуха и че..,..,.-.-....,,.. -- - - . ,. .-,, . - ..., ,. рез клапан 13 отводится на регенерацию, 6 установке изменение набухаемости сорбентане рказывает вредного влияния на эффективность процесса, так как вследствие эластичности стенок колонны происходит соответ :твующее изменение диаметра слоя. Осуществление массообмена при илотнейщей упаковке, слоя позволяет проводить процессы при минимальных значениях ВЭТС. Это ,. . .-,...---:- ;--.----л--.,-- - .. обстоятельство, а также отсутствие необходимости перемещения сорбционной зоны по высоте колонны приводит к значительному уменьпдению размера установки.