Способ контактирования твердогогРАНулиРОВАННОгО ВЕщЕСТВА СжидКОСТью или СуСпЕНзиЕй Советский патент 1981 года по МПК B01J1/04 B01J47/04 

(54) СПОСОБ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО ВЕЩЕСТВА С ЖИДКОСТЬЮ ИЛИ СУСПЕНЗИЕЙ Vp - объем уплотненного слоя под вижной насадки; ц - объем контактной камеры; d - размер частиц твердого гранулированного веществу} 33 - размер зерен подвижной насадки. А также тем, что периодически скорость пропускания жидкой фазы устанавливают равной скорости взвешивания твердого гранулированного вещества, но больше скорости осаждения подвижной насадки. На фиг.1 изображен аппарат,в кото ром реализуется способ в стадии взаи модействия при уплотненной насадке, продольный разрез, общий вид; на фиг.2 - стадия перегрузки твердой фа зы; на фиг.З - то же, взвешивания твердого гранулированного вещества. Аппарат для контактирования твердого гранулированного вещества с жид костью или суспензией состоит из кор пуса 1 с устройствами для ввода и. вывода твердой и жидкой фаз. Корпус разделен перфорированными перегородками 2 на ряд камер 3, внут ри которых помещена подвижная насадка 4 . Способ контактирования твердого гранулированного вещества с жидкость или суспензией реализуется следующим образом. Основная стадия взаимодействия осуществляется при пропускании жидкой фазы снизу вверх, при этом твер .дая фаза 5 прижимается плотным слоем .к лобовым поверхностям уплотненных насадок 4, являющихся,, в данном слу . чае, фильтрами, непроницаемыми йля твердой фазы,которые удерживаются перфорированными перегородками 2. , При периодическом кратковременно изменении направления пропускания жидкой фазы подвижная насадка, в да ном случае плавающая, расширяется и становится проницаемой для твердой фазы, и последняя, за счет осаждени к переноса вместе с жидкой фазой, перегружается в. соседние снизу каме рц, проходя через перфорированные п регородки. В случае использования тонущей насадки, периодически производится кратковременное снижение скорости потока жидкой фазы до величины мень шей, чем скорость осаждения твердой фазы, но достаточной для расширения насадки. Необходимая степень расширения подвижкой насадки выбирается из соотношения (l) и обеспечивается соот ветствующим подбором скорости поток ЖИДКОЙ фазы. Подвижная насадка заполняет толь ко часть объема камеры, в соответствии с соотношением . Для равномерного распределения твердой фазы по сечению камеры, на короткий период времени после его перегрузки, скорость пропускания жидкой фазы устанавливают, равной скорости взвешивания твердой фазы, но больше скорости осаждения подвижной насадки. После окончания процесса перегрузки и кратковременного взвешивания твердой фазы вновь устанавливают основной поток пропускания жидкой фазы снизу вверх. П р и м е р . Способ применяют для процесса очистки воды от солей жесткости катионитом КУ-2 в 10-камерном аппарате диаметром 150 мм. Поток воды составляет 7,5 М7Ч,что соответствует линейн.ой скорости фильтрования 420 м/ч, а поток катионита 18 л/ч. Единовременная загрузка катионита составляет б л, что соответствует времени пребывания его в реакционной зоне 20 мин. При исходной жесткости воды 2,5 мг-экв/л достигается остаточная жесткость 0,05 мг-экв/д. Катионит имеет размер частиц 0,60,8 мм, а в качестве насадки используется зернистый полиэтилен с плотностью 0,92-0,95 размером зерен 3,5 мм. Объем насадки в каждой камере составляет 10% ее объема, а концен: рация катионита 12%. Перфорация в перегородках имеет размер 2,5 мм и проницаема для катионита. В период фильтрации, при пропускании воды снизу вверх, насадка прижимается к перегородкам и образовывает, плотный слой, непроницаемый для катионита. Скорость фильтрации больше скорости осаждения катионита, поэтому последний прижимается к лобовой поверхности насадки, образуя в каждой камере плотные слои. Длительность фильтрации в Кс1жцрм цикле составляет 2 мин. Для перемещения катионита из каме ры в камеру навстречу воде, периодически через каждые 2 мин. создается обратный поток воды сверху вниз со.скоростью 110 м/ч, на период 10 сек., при этом слои насадок в камерах расширяются, становятся проницаемы для катионита и последний перемещается в низлежащие камеры. После перемещения катионита на период времени 6 сек. устанавливается скорость прямого потока воды снизу вверх, равная/16 м/ч, при этом слои насадок всплывают,прижимаются к перегородкам, а катионит взвешивается, равномерно распределяясь по всему сечению камер, а затем, при увеличении скорости воды до 420 м/ч, прижимаются равномерно к лобовым поверхностям насадок. Далее весь цикл повторяется. Таким образом, предлагаемый споСОб позволяет не менее, чем в 10 раз, по сравнению с известным, повысить производительность единицы оборудования и значительно снизить единоэременную загрузку катионита. Экономический эффект предлагаемого способа, по сравнению с иэвестньм заключается в увеличении удельной производительности аппаратов в 10 раз} в снижении единовременной загрузки ионита в 15 раз} а также в снижении металлоемкости в 5 раз. Экономический эффект на капитг1льных затратах, применительно к установке производительностью 10 000 м7ч 1,5 млн.руб. / . Кроме того, предлагаемый способ допускает произвольную остановку процесса без нарушения перепада концентраций извлекаемого компонента по камерам, так как ионит удерживает ся при этом в каждой -камере насадкой низлежащей камеры, а также не чувствителен к взвесям, содержащимся в жидкостях, ввиду самоочищения насадок в каждом цикле их расширения, применим к переработке суспензий и пульп в широком диапазоне скоростей, что значительно расширяет область его использования. Формула изобретения 1.; Способ контактирования твердого гранулированного вещества с жидкостью или суспензией путем протйвоточного пропускания твердой и жидкой фаз через контактные камеры вертикального колонного аппарата, отделенные друг от друга перфорированными перегородками и заполненные подвижной насадкой, и включающий стадии взаимодействия, фаз и перегрузки твердой фазы из камеры в камеру, о тличающийся тем, что, с целью снижения единовременной загрузг ки твердого гранулированного вещества и увеличения производительности, на стадии взаимодействия осуществляют уплотнение насадки, а перегрузку твердой фазы осуществляют путем расширения насадки. 2. Способ попЛ, отличающийся тем, что расишрение насж щ к р ю н ше гд ю на гд . ас 40 ю ск ус ши 45 ве де пр кл дки осуществляют обратным потоком дкой фазы. 3.Способ по п.1,о т л и ч а юи и с я тем,, что расширение насад- осуществляют путем снижения скости потоку жидкой фазы. 4,Способ по пп.1-3, о т л и ч аи и с я тем, что степень расширея наездки определяется по соотнони10№(«.о|-): е V - объем расширенного слоя подвижнс й насадки; 0 объем уплотненного слоя подвижной насадки; о - размер частиц твердого гранулированного вещества; D - размер зерен подвижной насадки. 5. Способ по пп.1-4, отличаийся тем, что объем подвижной адки определяют по соотношеиию Cj. - концентрация твердого гранулированного вещества в контактной камере; VQ - объем уплотненного слоя подвижной насадки; объем контактной камеры; d размер частиц твердого гранулированного вещества; D - размер зерен подвижной насадки. 6.Способ по пп.1-5, отличаийся тем, что периодически рость пропускания жидкой фазы анавливают равной скорости взвеания твердого гранулированного ества, но больше скорости осевкия подвижной насс1дки. Источники информации, нятые во внимание при экспертизе . Патент Японии 14282, 13 А 311,1, 1962, fпрототип).

гранулированное