Ионообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01J1/06 B01J47/10 

(54) ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к конструкциям ионообменных аппаратов и может быть использовано в химической, горно-металлургической, пищевой, фармацевтической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности, в которых применяются ионообменные процессы.

Известен ионообменный аппарат,содержгиций вертикальный цилиндрический

корпус, закрепленное на корпусе дренгикное устройство и устройство ввсща1

и вывода жидкости и ионита 1.

К недостаткам известного аппарата следует отнести большие производственные площади, высокую степень разрушения и сложность осуществления регенерации ионита в многостадийных регенерационных процессах.

С целью интенсификации процесса и уменьшения разрушения ионита, аппарат снабжен коаксиально закрепленной на корпусе в верхней его части цилиндрической обечайкой с коническим днищем, и вертикальными перегородками, расположенными в обечайке и делящими ее на соединенные между собой секторные камеры.

Дополнительно с целью перемешивания жидкости и ионита в секторных

камерах он снабжен установленным снаружи корпуса и соединенным с коническим днищем обечайки тороидальным газораспределителем и установленным

в корпусе на уровне газораспределителя клапаном перетока ионита и циркуляционной трубой, соединяющей верхнюю часть 1у1линдрической обечайки с устройством вывода ионита, которое

10 выполнено в виде мембранного клапана. На фиг.1 изображен продольный разрез аппарата; на фиг.2 - виц по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2.

}S Ионообменный аппарат содержит корпус 1, .штуцер 2 для подачи раствора на ионообмен, распределитель 3, сборник 4 обработанного раствора с фильтром 5 к штуцер 6 для его отвода. В

20 нижней части корпуса размещен регулятор 7, соединяющий штуцер 8 подачи управляемого мембраной 9 импульса и циркуляционную трубу 10 для подачи ионита на регенерацию и промывку. В

25 днище корпуса размещена сливная труба 11 склапаном 12. Верхняя часть корпуса является накопителем 13 и содержит диафрагму 14 с клапаном 15 перетока ионнта, цилиндрическую обечайку 16, разделенную на три секторных камеры 17, 18 и 19, а также кольцевой отбойник 20. Обечайка 16 с помощью конического днища 21 крепится на тороидальном газораспределителе 22, имением штуцер 23 подвода газа для перемешивания ионита и раствора в кольцевом пространстве между (корпусом и обечайкой. Верхний конец циркуляционной трубы 10 расположен в камере 17, которая разделена с камерой 18,перегородкой 24, имеющей переток 25 для движения ионита. Камера 18 является регенератором ионита и содержит штуцер 26 для подачи реге.нерационного раствора, который выводится через сливную воронку 27. Регенератор разделен полуперегородками 28 на секции, в которых ионит движется против часовой стрелки, а регенерационный раствор противотоком к нему. В камере 19 размещен штуцер 29 подачи воды для отмывки ионита от регенерационного раствора и сливная воронка. 30 для ее удаления. В последней секции пpo ывнoгo отделения выполнена воронка 31, имеющая отвод 32, расположенный по центру накопителя 13 При работе ионообменного аппарата обрабатываемый раствор подается через .штуцер 2 под давлением, которое достаточно, чтобы прижать слой ионита вверх и прокачать через него обрабатываемый раствор, удаляемый через фильтр 5 в сборник 4. За счет давления внутри колоны клапаны 12 и 15 за крыты, а через кольцевую мембрану 9 выдавливается обрабатываемым раствором отработанный ионит. Раствор подают через штуцер 2 до тех пор, пока не отработается слой ионита между распределителем 3 и фильтром 5, т.е. до начала проскока удаляемого иона. После этого прекращают подачу раствора, давление в кор пусе падает и клапаны 15 и 12, опускаясь вниз, открываются. Раствор сли вается через клапан 12, а слой ионита (от отвода 32 до распределителя 3 начинает опускаться вниз, дричем регенерированный промытый ионит из накопителя 13 через клапан 15 попадает в колонну. После этого вновь в-клю чают подачу раствора через штуцер 2, и цикл повторяется. Часть ионита, опустившаяся в корпусе ниже распределителя 3, начинает выдавливаться раствором через мембра ну 9 в камеру 17, где раствор сливается в воронку 33 и возвращается на ионообмен, а ионит через переток 25 попадает в регенератор 18, где навстречу иониту движется регенерацион ный раствор. Далее ионит движется через переток 34 в промывную камеру 19, в которой остатки регенерационно го раствора отмываются водой. В последней секции камеры 19 отрегенериро ванный ионит вместе с частью воды че 3 воронку 31 вновь попадает в накоитель 13. Движение ионита по камерам 17, 18, |.9 осуществляют за счет создания трехазного слоя с помощью инертного газа (воздуха), подаваемого через штуцер 3 в торовдальный газораспределитель 2..Ионит и раствор перемешивают гаом (стрелки В) в замкнутом контуре, то достигается за счет отбойника 20. Таким образом, за время цикла одновременно со стадией ионообмена, ионит выдавливается через мембрану 9, егенерируется, промывается и собирается в накопителе 13. Совмещение ионообмена в плотном слое и регенерации ионита в трехфазном позволяет уменьшить степень разрушения гранул при работе аппарата. В аппарате высота корпуса от регулятора 7 до распределителя 3 превышает высоту от фильтра 5 до клапана 15. После того как слой опустится, весь ионит из накопителя пройдет через клапан 15, который будет закрываться уже в чистом растворе, без присутствия частиц ионита между клапаном и диафрагмой 14, С подачей давления в корпус аппарата слой поднимается и плотно прижимает клапан 15 снизу. Так же работает клапан 12. После посадки слоя ионит попадает в нижнюю часть сливной трубы 11. В этот момент начинают цикл - подают раствор в штуцер 2. Повышес ие давления закроет клапан 12, отработанный ионит будет выдавливается через мембрану 9, а ионит из трубы 11 самопроизвольно ссыплется и попадает в регенератор. Формула изобретения 1. Ионообменный аппарат, содержаЩИй вертикальный цилиндрический корпус, закрепленное на корпусе дренгокное устройство и устройства ввода и вывода жидкости и ионита, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и уменьшения разрушения иони.та, он снабжен коаксиально закрепленной на корпусе в верхней его части цилиндрической обечайкой с коническим днищем и вертиКсшьными перегородками, расположенными в обечайке и делящими ее на соединенные между собой секторные камеры. 2. Ионообменный аппарат по п,1, отличающийся тем, .что, с целью перемешивания жидкости и ионита в секторных камерах, он снабжен установленным снаружи корпуса и соединенным с коническим днищем обечайки тороидальным газораспределителем.

3i го Ы

да ионита, которое выполнено в виде мембранного клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Цветная металлургия , 1974, 1, с.53 (прототип). 1