Ионообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01J1/06 

1 . Изобретение относится к области фильтрования жидкостей и, в частности к ионитовым фш1ьтрам, и может быть использовано в гидрометаллургической промышленности для извлечения цветных реоких металлов, в химической промышленности, в системах водоподготсвки для умягчения и обессоливания вод. Известен ионообменный аппарат, дренажное устройство которого выполнено в виде труб с гцелевидными отверстиями Недостатками известного аппарата яв ряются сложность в эксплуатации, так как требуется частая чистка дренажного устройства от илов технологической гряз и невозможность использования ионита мелкого зернения. Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому результату являет ся ионообменный, аппарат, вклЬчающий корпус с патрубками ввода очищаемой и вьтог а очищенной жидкости и дренажное устройство 2. Недостатком известного аппарата является сложность экйплуатации всйедствие невозможности испбльэЬвдйия йонита мелкого зернения. Целью изобретения является упрощение эксплуатации н удешевление процесса очистки путем использования ионита нетоварного зернений. Поставленная цель достигается тем, что дренажное устройство йьйбпнено в виде камер, образоввнн х концентрично установленными конусяыш крупноячеистыми сетками, заполненных ионитом крупного зернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки ионита. Целесообразно конусные крупноячеистые сетки устанавливать на расстоянии, равном 3-20 диаметрам зерен ионита. При этом ионит крупного зернения превышает ионит мелкого зернения в 6-10 раз и в плотном слое имеет размер каналов пор меньше двухкратного размера ионита мелкого зернения, что позволяет

надежно удерживать последний, Поэтрк у аппарат, снабженный дренажным устройством, использующим, в качестве фильтрующего элемента ионит крупного зернения, позволяет эффективно вести текно логические процессы с ионитом мелкого зернения,,

Ячейки сеток, образующих камеры, имеют размеры, превышающие размер зерна ионита мелкого зернения более чем вдвое, при этом толщина проволок, из которых выполнены сетки, может превышать в два и более раз тапщину проволок сеток известных дренажных фильтров , что способствует повышению прочности элементов дренажного устройства. Наличие патрубков с затворами для L загрузки и выгрузки , которыми снабжены кайё)ры дренажного устр ойства позволяет непрерывно или периодически менять ионит крупного зернения в камерах, упрощая, таким образом, регенерацию дренажного устройства и облегчая эксплуатацию всего ионообменного аппарата в целом

На фиг. 1 - представлен ионообменны аппарат , общий вид; на фиг. 2 -.виц сверху на фиг. 3 - вид дренажного устройства ионообменного аппарата.

Ионообменный аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками ввода очищаемой и очищенной жидкости 2 и 3. Для подачи в корпус ионита предусмотрен патрубок 4. Дренажное устройство установлено на верхней перегородке 5 и состоит из концентрично установленных конусных крупноячеистых сеток 6 и 7, образующих камеры 8, заполненные ионитом крупного зернения. Для ввода ионита в камеры предусмотрен патрубок 9 с затвором 10 а для вывода ионита патрубок 11 с зат вором 12. Над корпусом 1 аппарата ус тановлен переливной карман 13с патрубками для выхода очищенной жидкости 14 и 15.

Аппарат работает следующим образом По патрубку 2 в корпус 1 подают раств (очищаемую жидкость) со скоростью, превышающей скорость питания зёрен ионита крупного зернения,. Раствор, проходя через слой ионита, прижимает его к верхней перегородке 5 и камерам 8 дренажного устройства. Плотный слой ионита крупного зернения, помещенный в камеры 8, играет роль дренажа для ионита мелкого зернения, находящегося в корпусе 1. Раствор проходя через камеры 8, фильтруется е них и выводится

ИЗ корпуса через переливной карман 13 и патрубок 14. Ионит мелкого зернения задерживается на дренажном устройстве и остается в реакционной зоне. По мере забивания дренажного устройства производится периодическая или непрерывная замена ионита крупного зернения в камерах путем, ввода свежего ионита через патрубок 9 и вывода засоренного ионита через патрубок 11.

Кроме того, частичная очистка дренажного устройства происход1гг при каждом цикле выгрузки ионита из-корпуса, при которой уровень жидкости опускается ниже камер дренахсного устройства и при этом взвеси вымываются из слоя ионита крупного зернения, находящегося в камерах.

Выгруженный ионит крупного зернения осаждается в нижнюю часть переливного кармана 13, отмываясь от илов и взвесе и через патрубок 15 выводится на последующую .загрузКу в дренажное устройство

Размер зерен ионита, загруженного в корпус 1, 0,2-0,8 мм, камеры дренажного устройства загружают ионитом АМП крупного зернения с размером зерен 1,2-1,6 мм. При этом тсшщина слоя ионита между сетками камер 35 мм. Ячейка сетки имеет прохйдной размер 1 мм. Удельная производительность дренаЖного устройства 35О м /мч при сопротивлении 0,1 атм.

При этом слой, толщиной в три диаметра зерна иоаита крупного зернения, достаточен, чтобы компенсировать объемные колебания с достаточной степенью сохранения фильтрующей способности.

Из опытных данных наилучший эффект обеспечивает слой, толщиной, .равной 3-20 диаметрам зерен ионита. В этом случае фильтрующий элемент надежно удерживает, ионит мелкого зернения, достаточно прост в конструктивном оформлении и удобен в эксплуатации.

Дальнейшее увеличение толщины слоя ионита крупного зернения нецелесообразно увеличения веса и гидравлического сопротивления дренажного устройства.,

Дренажное устройство, выполненное .в виде камер, образованных концентрично установленными конусными крупноячеистыми сетками, заполненными иони- том крупного зернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки .ионита, позволяет повысить эффективность использования ионитов за счет включения в технологическую эксплуатацию цо 6% ионита мелкого зернения, ранее теряемого при первых же циклах его оборота в схеме,,что дает экономический эффект до 3-4% от стоимости ионита, расходуемого в произ водстве. По предварительным экономиче ким расчетам применение данного дренажного устройства на одном ионообмен ном аппарате с потоком ионита 5-6 м/ч даст экономический эффект 12-15 тью. рублей в год. Формула изобретения Ионообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода очищаемой и вывода очищенной жидкости и дренажное устройство, отдичающийс я тем, что, с целью упрощения эксплуатации и удешевления процесса очистки путем использования ионита нетоварного зернения, дренажное устройство выполнено в виде камер, -образованных концентрично установленными конусными крупноячеистыми сетками, заполненных ионитом крупного зернения и снабженных патрубками с затворами для загрузки и выгрузки ионита. 2. Ионообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, конусные крупноячеистые сетки установлены на расстоянии, равном 3-20 диаметрам зерен ионита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Труды Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрологии. Вып. 37, 1973, с. 27-33. 2.Патент Франции N 2343502, кл. В 01 Т 1/U6, 1977.