Аппарат для сорбционных процессов Советский патент 1980 года по МПК B01J1/06 

(54) АППАРАТ ДЛЯ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к конструкдия сорбционных устройств для обработки растворов, пульп и суспензий с использованием гранулированных сорбентов, преимущественно ионообменных смол и может найти применение в производстве высокочастотной керамики для обесщела- чиванйя суспензий керамических масс, а также в гидрометаллургии цветных металлов в различных областях химической промышленности Известны сорбционные аппараты, содержащие вертикальный корпус, размещенную по оси корпуса циркуляционную эрлифтную трубу и штуцеры ввода и выв да компонентов 1 . Известные аппараты работоспособны только при условии, что плотность исжита (сорбента) выше плотности обрабатываемой среды (раствора, пульпы и др. Недостатком аппаратов является их низкая производительность, так как они работают при сравнительно узком диапазоне допустимых скоростей подачи исход ного .раствора-пульпы, при которых со- харняется устойчивый псевдоожиженный слой без уноса сорбента. Известен также аппарат для сорбционных процессов, содержащий вертикальный цшшвдрическкй корпус, расположенную по оси корпуса циркуляционную трубу, напорную трубу, размещенную внутри циркуляционной трубы и штуцеры ввода и вьтода фаз 2 . Недостатком известного аппарата является недостаточная эффективность процесса и отсутствие регулирования пропускной способности аппарата. С целью интенсификации процессов за счет регулирования прсэтускной способности аппарата, он снабжен закрепленным в верхней части корпуса коническим козырьком, размещенным на коническом козырьке перфорированным цилиндром и расшоложенной под коническим козьфьком обечайкой с лопатками, закрепленной на циркулящионной трубе, которая установлена .с

озможностью перемещения в вертикальом направлении.

На чертел е изображен продо/гьный разрез общето вида аппарата.

Аппарат- для сорбциошгых процессов одержит Ш1линдрн:ческий корпус 1-е ве

тилем 2 для выгрузки из аппарата иасьяцешюго сорбента, горловину 3 с пат ру6ком 4 для слива обработанной суспензии и крышку 5 с патрубком 6 для за- грузки свежего сорбента.

Внутри аппарата размещено транспортирующее средство, имеющее на входе циркуляционную трубу 7, в -которую через крышку 5аппарата- введена ш дающая напорная труба 8 для подачи ис- хоДной суспензии. Траспортируко.щее сред™ ство вьшолнено в виде струйного насоса, об 5азованного сочетанием нижнего кон«. ца трубы 8 и насашса 9, . смонтирован™ ного на нииаюм конце циркуляционной трубы 7.

На верхнем конце последней закреплен заборник 10.

.В Bepxitefj части корпуса 1 аппарат снабжен кольцевым конусным козырь- Korv 11, на котором горловины 3 вертикально закреплен перфорированный цилиндр 12, образуя с заборником 10 расзделительную полость 13, а с горловиной 3 и кольцевым конусным .козырьком 11 - коллектор 14 для сбора обработанной суспензии. Между стенками циркуляционио трубы 7 и подающей трубы 8 имеется кольцевой канал 15 для транспортировки сорбента из разделительной :полости 13 в смесительную камеру 16 струйного насоса.

На верхней кромке заборника 1О закреплена обечайка 17 с лопатками 18 по наруишой поверхности. Заборннк Ю с обечайкой 17 может быть смонтирован с возможностью перемещения по вертикали и фиксации в заданном нолол ении. Лопатки 18 могут быть выпол-н ны по эвольвенте или любым 1кзвесткым способом.

Оэечайка 17 с лопатками 18 и внутренняя поверхность кольцевого конусного казырька 11 образуют прО1:)илироваю1ые калалы 19 для перетекания рабочей смеси из реакционной емкости 2О в разделительную полость 13,

Аппарат работает следующим образом.

Исходная суспензия (раствор) непрерывно подается в аппарат под капором: по трубе 8. Одновременно с подачей

суспензии через патрубок б осуществляется загрузка в аппарат необходимого к-о a.HiecTXia сорбента. Последний из патрубка 6 поиадает в разделительную полость 13 и по кoльцeвo дy каналу 15 поступает в смесительную камеру 16 стр йного насоса, где происходит перемешивание сорбента с исход1{ой суспензией и образование рабочей смесн. Рабочая смесь выходит из насадка 9, заполняет реакционную егужость 20 аппарата и аепрерьшно движется снизу вверх за счет гидравлического напора, создаваемого струйным насосом,

5 Посде заполнения реакционной емкости 2О рабочая смесь через профилированные каналы 19 начинает перетекать в разделительную полость 13,

При г;рохожденЕ1и через про4к{лироваи 0 ные каналы 19 происходит ускорение потока рабочей смеси к подача его по касательным к )знутренней поверХ11ости заборника 1О, происходит закрутка потока с общей направленностью его в 5 нижапою часть заборника 10. При этом достигается непрерьшное, вращение столба рабочей смеси в разделительной полости 13. Кроме того,- гфн прохождетши рабочей смеси через профишфоватгые 0 каналы 19 иронсходит удаление зашивающих .наслоешш с гранул сорбента межоперационная очистка его.

В зоне разделения 13 часть рабочей смеси под воздействием гравитационной 5 составляющей и В(;асывающего действия, создаваемого струйным насосом, направляется в нижнюю часть заборника 1О. Другая часть рабочей смеси достигает цилиндр 12, где в результате фильт0 рации происходит отде/геиие гранул сорбента от обработанной суспензии. Задержанные сеткой г{:аиулы сорбента непрерывно смываются вращающимся столбом рабочей смеси в разделительной .5 полости 13 и направляются в нижнюю часть заборника 10.

Кроме этого, вращающийся столб рабочей смеси способствует прохожденшо обработанной,суспензии через цилиндр 12 0 способствует процессу фильтрации.

Отделенньй сорбент с частью суспензии из нижней части заборника 1О транспортируется по кольцевому каналу 15 (происходит межоперационная очистка 55 сорбента) в смесителыгую камеру 16 стр -йного насоса для последующего образования с подаваемой по трубе 8 суспензией очередной порции рабочей смеси.

Процесс образования рабочей смеси проиходит непрерывно

Обработанная, суспензия из верхней чти разделительной полости 13 через цилиндр 12 стекает в коллектор 14 и выводится из аппарата через патрубок 4,

При нестабильной подаче в аппарат исходной суспензии через подающую трубу 8, а также при частичном засорении цилиндра 12 уровень рабочей смеси в разделительной полости 13 может изменяться.

В целом аппарат работает по замкнутму циркуляционному контуру с. принудительной системой разделения рабочей смеси, обеспечивающему непрерьшную циркуляцию, сорбента внутри аппарата до его полного насыщения.

Путем перемещения заборника 1О с обечайкой 17 по вертикали с последую- щей фиксацией в заданном положении изменяют проходное сечение профилированных каналов 19 в зависимости от концентрации обрабатьшаемой с 5спензии и размеров гранул сорбента.

После насьицення сорбент выводится из аппарата через вентиль 2 на регенерацию. Последняя может быть произведна непосредственно в аппарате путем подачи в -нужной последовательности промывочной воды и регенерирующего раствора без остановки аппарата.

Повышение пропускной способности аппарата определяет большую производительность его.

Конструкция аппарата, обеспечивающая наиболее полное использование обменной емкости сорбента, позволяет экономить

сорбент при сфбционньк реакциях, снижает затраты на проведение продесса, повышая его э(Ьфективность.

Конструкция аппарата позволяет также легко автоматиз1фовать процесс при обработке суспензий и раство.ров и обеспечквает работоспособность как в качестве индивидуального сорбшюнного устройства, так и в составе батареи сорбШ1ОННЫХ аппаратов.

Формула изобретения

Источники иифсрмации, принятые во внимание при экспертизе

/5

9