Устройство для противоточного контактирования твердого зернистого ионообменного материала с раствором Советский патент 1980 года по МПК B01D15/04 B01J47/02 

1

ИЭооретение относится к области . аппаратурного оформления ионнообмен ных процессов и может найти примене ние в гидрометаллургии, химической технологии, водоподготовке при переработке различных вод и растворов, например при извлечении полезных компонентов из растворов подземного выщелачивания или природных вод.

Известно устройство для противоточного контактирования твердого зернистого ионообменного материала с . раствором, включающее цилиндрическую камеру, дренаж, загрузочный и разгрузочный бункер, патрубки для ввода и вывода контактирующих фаз и распределитель раствора (..

Недостатками этого устройства являются неустойчивость гидродинамического режима в зоне массообмена, перемешивание слоя сорбента при пуске и остановке устройства и невозможность создания устройства большой единичной мощности.

Цель изобретения - повышение эффективности массообмена путем улучшения гидродинамического режима в аппарате.

Эта цель достигаемся тем, что устройство снабжено цилиндрическими .

перегородками, а днище камеры выполнено в виде соосно установленных кольцеобразных воронок, причем цилиндрические перегородки закреплены на верхних кромках воронок.

Кроме того, в верхней части цилиндрической камеры установлен конический отбойник, а угол наклона образующей боковой поверхности воронок составляет 30-60.

10

На чертеже показано устройство для ПРОТИВОТОЧНОГО контактирования твердого зернистого ионнообменного мате:рис1ла с раствбром.

15

Оно включает цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2, на.которой установлены дренажные кассеты 3 о зернистым наполнителем 4, загрузочный 5 и разгрузочный 6 бункеры, патрубок 7 ввода раствора с многоходовым распределителем 8 и 9 патрубок вывода раствора, цилиндрические перегородки 10 и кольцеобразные воронки 11 с патрубками 12

25 вывода ионита.

Для равномерного распределения ионита в верхней части массообменной камеры установлен конический отбойник 13. Коническая поверхность отбойника может быть перфорирована.

Дренаж устройства изготовлен из трех перфори1;0ванных цилиндров, обтянутых нержавеющей сеткой, с размером ячеек Ixt мм. Диаметр цилиндра 60Г мм, высота 40 мм. В цилиндры эвгружены полиэтиленовые шарики диаметром 1,2 мм.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемую жидкость по патрубг ку 7 через многоходовый распределитель 8 подают в разгрузочный бункер 6 со скоростью, превышающей скорость оседания иокита в массообменной каме)ре 1. Раствор, огибая кольцеобразные патрубки вывода наполнителя 4, равномерно распределяется по сечению массообменной камеры и фильтруется череслой загруженного йонита. Скорость фильтрации раствора в дренажных кассетах во много раз превосходит скорость фильтрации раствора в массообменной камере, поэтому гранулированный материал, загруженный в дренажны кассеты и имеющий удельный вес меньше или равный удельному весу йонита, образует плотный слой раньше, чем он образуется ионитом в массообменно камере

Под действием восходящего потока раствора образуется плотный слой из крупнозернистых гранул, которые удерживаются от выноса из дренажной . кассеты верхним фильтрующим элементо а плотный слой из этих гранул превращается в дренаж для йонита (более ; мелкого по зернению), помещенного в массообменную камеру устройства. Обрабатываемая жидкость после ионообменого контактирования выводится из устройства через патрубок 9. Отработанную часть йонита периодически обновляют, для чего предусмотрен загрузочный бункер 5, патрубки 12 вывода йонита и разгрузочный бункер 6. Перегрузку йонита можно проводить любым из известных способов.

Цилиндрические перегородки 10 необходимы для улучшения гидродинамики процесса в аппаратах большой единичной мощности и, особенно, при использовании ионитов мелкого зернения (0,1 - 0,8 мм).

Число соосных перегородок 10 (на чертеже не показано) и их высота определяется гидродинамикой процесса и зависит от диаметра ионообменного устройства, крупности применяемого йонита и скорости фильтрации раствора. Экспериментально установлено, что высота этих перегородок должна быть больше высоты конической части воронок 11 и может быть меньше 1/2 высоты цилиндрической камеры.

Формула изобретения

1.Устройство для противоточного контактирования твердого зернистого ионообменного материала с раствором, включающее цилиндрическую камеру, дренаж, загрузочный и разгрузрчный бункер, патрубки для ввода и вывода контактирующих фаз, распределитель раствора, отличающе ее я тем, что, Ъ целью повышения эффективности массообмена путем улучшения гидродинамического режима в аппарате, оно снабжено цилиндрическими перегородками, а днище камеры выполнено в виде сорсно установленных кольцеобразных воронок, причем цилиндрические перегородки закреплены на верхних кромках воронок.

2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что оно снабже коническим отбойником, установленным

в верхней части цилиндрической камеры.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т лича ющееся тем, что угол наклона образующей боковой поверхности воронок составляет 30-60 С.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке W 2099842/26, )КЛ. В 01 D 15/04, 23.01.75.