Ионообменная колонна с пневматическим перемещиванием Советский патент 1981 года по МПК B01J47/10 

i

Изобретение относится к ионообменной технологии и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где применяют ионообменные процессы, либо получают гранулированные ионообменные материалы, а именно в гидрометаллургии, химии, пищевой и др. отраслях промышленности.

Известна ионообменная колонна, содержащая корпус, центральную эрлифтную трубу для перемешивания, эрлифт для транспортирования ионита, сетку, трубы для подачи и отвода исходной пульпы, подачи и отвода ионита и подачи сжатого воздуха. При работе колонны подаваемые ионит и пульпа перемешиваются с помощью центральной эрлифтной трубы и выводятся из колонны-ионит с помощью эрлифта, а пульпа через сетку и штуцер 1 .

В колонну можно подать любое соотношение ионита и пульпы, однако при выводе ионита из колонны происходит потеря раствора, так как эрлифт

способен перекачивать лишь жидкие суспензии, что нарушает первоначаль-, ное соотношение ионита и пульпы.

Известна ионообменная колонна с пневматическим перемешиванием, содержащая корп-ус с патрубками для подачи и отвода пульпы, патрубки для подачи сжатого воздуха, центральный эрлифт, эрлифты для транспортировки ионита, снабженные карманами в верхней и нижней части,первый из которых выполнен с перфорированным дном и коническим верхом. Ионит , подаваемый в колонну,перемешивается центральным эрлифтом и во время движения взаимодействует с раствором. Часть ионита оседает в нижнем кармане, за счет пульсации газа транспортирует ся в верхний карман, где от ионита отделяется раствор, а он сам выгружается из аппарата 2 .

Недостатком этой колонны является низкая производительность эрлифта для транспортировки ионита, которая обусловлена малой амплитудой газового импульса. Однако увеличение амплитуды в известной колонне приводит к увеличению проскока газа через верхний карман, следствием чего является нарушение структуры суспензии в кармане. Кроме того, при остановках в работе ионообменной колонны в штуцерах для подачи сжатого газа образуются пробки. При этом, если в одном эрлифте образовалась пробка, то остальные начинают пропускать газ чуть бытрее и засоренный эрлифт уже не может включиться в работу, требуется его прочистка. Цель изобретения - повышение надежности .работы эрлифтов. Поставленная цель достигается те что ионообменная колонна с пневмати ческим перемешиванием, содержащая корпус с патрубками для подачи и отвода пульпы, патрубки для подачи сжатого газа, центральный эрлифт, э лифт для транспортировки ионита с карманом в верхней части что после ний эрлифт снабжен неподвижной спиралью и выполнен в виде U-образ ной трубы с подающей и подъемной ветвями , при этом спираль установлена в подающей ветви. Целесообразно шаг спирали выполнять уменьшающимся в направлении сверху вниз; сечение подъемной ветви эрлифта выполнять меньшим чем сечение подающей ветви. На фиг. 1 представлена ионообмен фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Ионообменная колонна с пневматическим перемешиванием состоит из цилиндро-конического корпуса 1 с со осно расположенной центральной циркуляционной трубой 2, выполненного на корпусе штуцера 3 для вывода рас вора с сеткой kf штуцера 5 .для пода чи ионита, козырька о, который способствует выводу из колонны ионита лотка 7, кармана 8, сетки 9, отделя щей ионит от суспензии, подъемной ветви 10 и-образного транспортного эрлифта и штуцера 11 для подачи рас вора, и штуцера 12 для газа. Транспортный эрлифт содержит ка низ 13, расположенный на цилиндре кармана 8, буферную зону It ионита подающую ветвь 15 с неподвижной спиралью 1б в ней. На ветви 15 выполнен козыре. 17, а центральный 14 стержень 18 спирали, через который пропущен газоввод 19 эрлифта. Поскольку колонна работает в режиме смещения, карман 8 следует располагать диаметрально противоположно вводу ионита. Колонна работает следующим образом. При подаче ионита через штуцер 5 и раствора через штуцер 11 образуется суспензия (ионит-раствор). Перемешивание суспензии проводят зом из штуцера 12 с помощью центральной циркуляционной трубы 2. После взаимодействия раствор выводят через штуцер 3, а ионит попадает через козырек 17 в неподвижную спираль 16, где гранулы ионита, оседая, образуют плотный слой, движущийся вниз. Подающая ветвь 15 имеет большее сечение, чем подъемная 10, так как скорость оседания гранул ограничена. По центральному стержню 18 спирали 16 с помощью газоввода 19 в колено эрлифта подают импульсы газа, которые захватывают ионит и- раствор и выплескивают их в карман 8. В отг11чие от прототипа ветвь 10 эрлифта опущена ниже кромки кармана 8, что позволяет создать буферную зону 1, ограниченную карнизом 13 и сеткой 9, которая имеет увеличенную площадь контакта с движущимся столбом ионита в виде конуса в кармане 8. Раствор фильтруется через буферную зону 14, ограниченную сеткой 9, которая, в свою очередь, имеет тоже увеличенную площадь фильтрации. Столб.ионита с помощью козырька 6 отражается на лоток 7 и выводится .из колонны. Столб ионита в кармане 8 создает повышенное гидравлическое сопротивление при пульсациях газа. Поэтому для увеличения гидравлического сопротивления подающей ветви в ней устанавливается неподвижная спираль 16, которая тормозя ионит препятствует проскоку газа. Надежность устранения проскока газа повышается также тем, что шаг спирали выполнен уменьшающимся по ее длине сверху вниз. С целью уменьшения забивания ионитом газоввода 19 для подачи газовых импульсов при остановках колонны, его нижний конец 20 расположен в колене эрлифта практически горизонтально, что позволяет достичь надежности групповой работы при параллельном размещении в колонне нескольких эрлифтов.

Формула изобретения

1. Ионообменная колонна с пневматическим перемешиванием, содержащая корпус с патрубками для подачи и отвода пульпы, патрубки для подачи сжатого газа, центральный эрлифт и эрлифт для транспортировки ионита с карманом в верхней части, о т л ич аю |д а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы эрлифтов, эрлифт для транспортировки ионита снабжен неподвижной спиралью и выполнен в виде U - образной трубы с

подающей и подъемной ветвями, при этом спираль установлена в подающей ветви.

2.Колонна по п. 1, о т л и ч аю щ а я. с я тем. что шаг спирали

выполнен уменьшающимся в направлении сверху вниз.

3.Колонна по п. 1, отличающая с я тем, что сечение подт емной ветви эрлифта выполнено меньшим, чем сечение подакнцей ветви.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Касаткин А. Г..Основные процессы и аппараты химической технологии-.

М., Химия, 1971, с. 614.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 267 02/23-26,

кл. В 01 J 47/10, 19.10.78.

10

20

/1-Й