Колонный противоточный адсорбер Советский патент 1982 года по МПК B01J47/10 

() КОЛОННЫЙ ПРОТИВОТОЧНЫЙ АДСОРБЕР

1

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к адсорбционной и ионообменной технологии, более конкретно - к устройству аппаратов для очистки слабоконцентрированных сточных вод.

Известен многоступенчатый аппарат для проведения процессов жидкостной сорбции, содержащий колонну, секционированную беспровальными тарелками с переточными трубами, загрузочный бункер и дозатор твердого зернистого материала. Для перевода адсорбента из одной секции в другую навстречу потоку жидкости использована разница в потере напора потока при прохождении через сечение адсорбера и через узкие загнутые переточные трубки ll.

Однако в начальный период пуска суммарное сопротивление слоя на тарелке гораздо больше потери напора жидкости в переточном устройстве, что в значительной степени объясняет2

ся малой разностью плотностейболь, шинства сорбентов и водных растворов. Поэтому жидкая фаза проходит преиму щестаенно через перетоки, не ожи)1ая сорбент на тарелках. Даие после вывода колонны на рабочий режим нередко происходит забивка переточных устройств сорбентом или прорыв раствора через них вследствие высокой чувствительности перетоков к малейшим изменениям гидродинамических условий.

Кроме того, аппараты ступенчатого противостока, предназначенные для очистки малоконцентрированных стоков, подчас не удовлетворяют требованиям максимального использования адсорбционной емкости сорбента из-за небольшой продолжительности контакта фаз.

Все недостатки в аппаратах ступенчатого противостока, а именно: наличие ненадежных в работе переточйых устройств и большие габариты (высота) аппарата для обеспечения необходимого времени контакта фаз, устраняются в конструкциях адсорберов с дискретным транспортом твердой фазы. Известен такке колонный противоточный адсорбер, включающий колонну, тарелки с отверстиями для прохода газа, механизм поочередного поворота тарелок с подвижными диска ми, приспособления для ввода и выво да взаимодействующих фаз. Дозатор материала и механизм поворота управляются програмным регулятором. Тарелка состоит из двух мелкоперфорированных дисков, имеющих секторные вырезы одинакового ра мера. Верхний диск неподвижен и зак реплен на кольцевой выточке царги, Нижний диск подвижен и может вращат ся на вертикальной оси, изменяя сте пень открытия отверстий тарелки от О до 100 и обеспечивая тем самым дискретный режим работы аппарата 2 Недостатками этой конструкции являются значительное истирание твердого зернистого материала при совмещении дисков, неполное опорожнение тарелок в, период транспорта твердой фпзы в виду возможности залегания твердой фазы на беспровальной части верхнего виска тарелки. Это может привести к межсекционному перемешиванию зернистого материала и, как следствие, к ухудшению разделительной способности аппа рата. Цель изобретения - повышение эффективности массообмена .и предотвра щение истирания адсорбента. Эта цель достигается тем, что в колонном противотомном адсорбере, включающем колонну, тарелки с отверстиями для прохода газа, механиз поочередного поворота тарелок с под вижными дисками, приспособления для ввода и вывода взаимодействующи фаз, подвижные диски, размещены вне колонны и снабжены кулачками, а механизм поворота тарелок снабжен соединенными с противовесами рычагами, закрепленными на осях вращени тарелок, расположенных в горизонтал ной плоскости. На фиг, 1 представлен колонный противоточный адсорбер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Адсорбер включает колонну, разде ленную на секции 1 перфорированными беспровальными тарелками 2, фиксированными в горизонтальном положении при помощи упоров 3. Механизм поворота тарелок состоит из вертикального вала А с подвижными дисками 5, приводимого во вращение электромеханическим приводом (не указан). На диске .размещен кулачок 6, взаимодействующий с роликом 7 рычага 8, закрепленного на горизонтальной оси 9. На рычаге укреплен противовес 10. Отличительной особенностью адсорбера является возможность поворота тарелок вокруг горизонтальных осей 9 проходящих через ось симметрии тарелок 2, на угол 90. За счет смещения по окружности кулачков 6 на дисках 5 за один оборот вертикального вала k проходит последовательное опрокидывание всех тарелок 2 и засТюнки бункера дозатора твердого зернистого материала. Вращательное движение вала Ц преобразуется во вращательное движение тарелки 2, благодаря прохождению ролика 7 по кулачку 6 диска 5. Возврат рычагов 8 и тарелок 2 в исходное горизонтальное положение осуществляется противовесом 10. Вал приводится во вращение только в период транспорта твердой фазы. В остальное время, необходимое для проведения массообменного процесса на тарелках, электропривод с помощью электронной системы управления отключается. Работа аппарата складывается из двух периодов, 1 период стационарного пребывания твердого зернистого материала на тарелках в псевдоожиженном состоянии, 2 период транспорта твердого зернистого материала. В 1-й период жидкая фаза непрерывно проходит снизу вверх через ряд последовательно соединенных секций 1, псевдоожижая слои твердого зернистого материала, находящегося на тарелках 2. По окончании этого периода поворотом самой нижней тарелки начинается период транспорта твердого зернистого материала. Включают привод вертикального вала k, диски 5 начинают поворачиваться и под ролик 7 нижней тарелки 2 подходит кулачок 6, Pjji4ar 8 поворачивается, связанная с ним самая нижняя тарелка 2 поворачивается вокруг своей горизонталь5ной оси на угол cf и твердый зернистый материал, находящийся на ней, перетекает о нее в нижнюю коническую часть аппарата, а затем удаляется из него, После прохождения роликом 7 кулачка б противовес 10 возвращает р чаг 8 и нижнюю тарелку 2 в исходное положение, к этому времени кул чок 6 подойдет под ролик 7 второй (снизу) тарелки 2, происходит поворот второй (считая снизу) тарелки 2 и твердый зернистый материал перетекает с нее на нижнюю тарелку 2 и т.д. После опорожнения верх ней тарелки 2 и возвращения ее в горизонтальное положение, на нее из дозатора поступает новая порция материала. Во.время перемещения твердой фазы подачу жидкости можно не прекращать, так как общий ход процесса при этом не нарушается. Предлагаемый адсорбер, по сравне нию с адсорберами существующих конструкций, является наиболее экономи ным по удельному расходу твердого зернистого материала в данном аппар те вследствие: а)более полного использования адсорбционной емкости сорбента ввиду отсутствия переточных устройств и осуществления в результате этого абсолютно дискретного транспорта твердого зернистого материалаi б)уменьшения потерь сорбента его истирания; в)уменьшения расхода потребляе мого сорбента по причине незначительного либо полного отсутствия межсекционного перемешивания сорбен та в период его транспорта. Испытания опытного образца показ ли, что удельный расход сорбента в аппарате предлагаемой конструкции приблизительно в 1,5 раз меньше. П« чем в ступенчато-противоточных аппаратах .непрерывного действия с переточными устройствами при прочих равных условиях (одинаковые расходы жидкости и равное число ступеней) при той же степени очистки. При тех же удельных затратах сорбента число ступеней можно сократить в 1,3-1,7 раза и соответственно уменьшить вертикальные габариты аппарата. Формула изобретения Колонный противоточный адсорбер, включаюи ий колонну, тарелки с отвер-стиями для прохода газа, механизм поочередного поворота тарелок с подвижными дисками, приспособления для ввода и вывода взаимодействующих фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена, предотвращения , истирания адсорбента, подвижные диски размещены вне колонны и снабжены кулачками, а механизм поворота тарелок снабжен -соединенными с противовесами рычагами, закрепленными на осях вращения тарелок, расположенных в горизонтальной плоскости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Когановский A.M. Адсорбция из растворов взвешенным слоем активированного угля и ионитов и использование ее в технологии очистки промышленных стоков. 8 сб. Исследования в области промышленного применения сорбентов, изд-во АН СССР, 19б1, стр. 105. 2.Протодьяконов И.О. и др. Колонный противоточный адсорбер. Журнал прикладной химии № 5, 1972, с. .1Й6.

79ервы1/ MOfnepuffA

IKuffmemb

Т9ер9ыИ fMtnepHOA

Фиг.1

A-A

Фнг1