Ионообменный фильтр для очистки природных и сточных вод Советский патент 1982 года по МПК B01J1/06 B01D35/06 

(54) ИОНООБМЕННЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

1

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для обработки жидкостей ионообменными материалами в качестве адсорбентов, и может быть использовано для очистки природных и сточных вод предприятий металлургической, химической, машиностроительной, теплоэнергетической, пишевой и других отраслей промышленности.

Известен ионообменный фильтр, загруженный ионитом с магнитным покрытием, который при очистке сточных вод служит магнитной системой. При этом ионообменный процесс осуш,ествляется в колоннах со взвешенным слоем. Этот ионообменный фильтр успешно может быть использован в процессах очистки сточных вод, содержащих ферромагнитные примеси, а также в обогатительной промышленности для увеличения и утилизации из сточных вод и растворов ценных компонентов 1.

Недостатками ионообменного фильтра, загруженного ионообменными смолами с магнитными покрытиями, являются невозможность использования их при очистке сточных вод, например в химической и ряде других отраслей промышленности, в связи с

образованием в фильтрате феррокомплексов и соединений в результате взаимодействия примесей сточных вод с магнитным покрытием ионитов, так как получение последних связано с нанесением на поверхность ионитов (насышение) ферромагнитных вешеств в виде кристаллов магнетита и пр. Кроме того, иониты с магнитным покрытием имеюдболее низкую рабочую обменную емкость по сравнению с обычными ионитами, вследствие снижения ее при нанесении (насыщении)

10 на иониты магнитных веществ. При эк сплуатации ионообменных фильтров, содержащих ионообменные смолы с магнитным покрытием, наблюдается снижение эффекта очистки при повышении температуры подаваемой жидкости.

15

Цель изобретения - повышение производительности ионообменного материала и улучшение качества фильтрата.

Поставленная цель достигается тем, что в ионообменном фильтре для очистки природ20ных и сточных вод, содержащем корпус, ионообменный материал, подводящий и отводящий патрубки и магнитную систему, последняя снабжена сердечни.лм, установленным соосно корпусу, и немагнитными цилиндрами с электромагнитными элементами, расположенными по окружности между корпусом и сердечником, при этом электромагнитные элементы выполнены в виде катушек с магнитопроводом и полюсными кольцами, расположенными на торцах магнитопровода. На фиг. 1 представлен ионообменный фильтр, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Ионообменный фильтр для очистки природных и сточных вод содержит цилиндрический корпус 1, подводящие 2 и отводящие 3 патрубки, люки 4 и дренаж 5, в пространство между которыми введена электромагнитная система, элементы которой, намагничивающая катущка 6, примыкающая соответственно сверху и снизу к торцам магнитопровода 7, полюсные наконечники 8 и 9 заключены в вертикально расположенные цилиндры 10 из немагнитного материала, которые размещены по окружности между корпусом 1 фильтра и центрально расположенным стальным сердечником 11, сочлененным с корпусом с помощью соединительных муфт 12, фиксирующая крыщка 13 крепится при помощи грузового стержня 14. В собранном виде электромагнитная система устанавливается в зоне загрузки ионообменного .материала между верхним люком 4 и дренажом 5таким образом, что каждая намагничивающая катущка 6 замыкает магнитную цепь с центрально расположенным сердечником 11 и корпусом фильтра 1, что обеспечивает использование его в качестве противоположного полюса магнитной системы. Ионообменный фильтр для очистки природных и сточныхвод работает следующим образом. В ионообменный фильтр с электромагнитной системой, загруженный ионообменным материалом, по подводящим трубопроводам подается исходная вода, которая, проходя через слой ионита, очищается от ионных примесей, например солей жесткости. При включении электромагнитной системы по обмоткам намагничивающих катушек 6 протекает электрический ток, вызывающий возникновение магнитного потока в магнитопроводах 7 и полюсных наконечниках 8 и 9 электромагнитной системы. Магнитный поток, проходя с одной стороны через магнитопроводы 7, верхний полюсный наконечник 8 намагничивающей катущки 6, ионообменный материал, корпус 1 фильтра, а, сдругой - центрально расположенный стальной сердечник и нижний полюсный наконечник 9 намагничивающей катущки 6, образует замкнутую магнитную цепь, что дает возможность подвергнуть одновременному воздействию магнитным полем исходную воду и ионообменник и интенсифицировать процессы ионообменной очистки фильтруемой воды. Пример. Изготовлен ионообменный фильтр на основе стандартного ионообменного фильтра диаметром 3200 мм и высотой 4924 мм, цилиндрический корпус которого выполнен из магнитопроводящего материала ст. 3 (ГОСТ 380-71). Корпус содержит подводящий патрубок диаметром 219 мм отводящий патрубок диаметрбм 200.мм, присоединенный к трубчато-желобковому дренажу из нержавеющей стали 12 X 18 Н 10 Т (ГОСТ 5632-72) и люки для загрузки и выгрузки ионообменного материала диаметром 500 мм. Во внутрь фильтра, по его центру, вертикально установлен стальной сердечник диаметром 200 мм и высотой 2500 мм, который при помощи соединительных муфт сочленен с корпусом. Через верхнюю часть в фильтр введено щесть цилиндров из нержавеющей стали марки 12 X 18 Н 10 Т (ГОСТ 5632-72) диаметром 300 мм длиной 4160 мм, которые вертикально расположены по окружности между корпусом фильтра и центрально расположенным стальным сердечником. Цилиндры приварены к корпусу фильтра, верхняя часть цилиндра закрыта фиксирующей крыщкой диаметром 400 мм и толщиной 20 мм, приваренной к грузовому стержню диаметром 24 мм, при помощи которого опускается во внутрь цилиндра электромагнитная система. Нижняя часть цилиндра выполнена в виде конуса на сварке. Электромагнитная система, которая состоит из трех намагничивающих катушек с сердечниками из ст. 3 (ГОСТ 2590-71) диаметром 200 мм, высотой 400 мм, к торцам которого присоединены при помощи четырех болтов М 12X70.58.109 (ГОСТ ) полюсные кольца из ст. 3 (ГОСТ 19903-74) диаметром 260 мм и высотой 50 мм. Между каждой намагничивающей катущкой в сборе установлены диамагнитные вставки высотой 250 м-м. Электромагнитная система установлена между загрузочным люком и дренажным устройством. Основные данные намагничивающей катущки. Диаметр обмоточного провода по меди, мм1,08 Провод марки ПЭЛКО (ГОСТ 6324-52) Число витков6640 Напряжение питания, В 110 Номинальный ток, А1,2 Мощность, Вт132 Бес обмоточного провода, кг 40 Расчетная напряженность магнитного поля, А/М2,4-10 - 2,5-10 Данная конструкция ионообменных фильтров для очистки природных и сточных вод обеспечивает удобный доступ к элементам электромагнитной системы, их быструю замену без демонтажа коммуникаций. Кроме того, такая конструкция ионообменных фильтров обеспечиваем; возможность одновременного воздействия магнитного поля на

исходную воду и ионообменных, что делает ВОЗМОЖНЫМ- ее использование для фильтров диаметром мм, а также донускает соединение ионообменных фильтров в технологические схемы в зависимости от требуемого качества фильтрата и степени очистки природных и сточных вод.

Формула изобретения

Ионообменный фильтр для очистки природных и сточных вод, содержащий корпус, ионообменный материал, подводящие и отводящие патрубки и магнитную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности ионообменного материала и улучшения качества фильтрата, магнитная система снабжена сердечником, установленным соосно корпусу, и немагнитными цилиндрами с электромагнитными элементами, расположенными поокружности между корпусом и сердечником, при этом электромагнитные элементы выполнены в виде катущек с магнитопроводом и полюсными кольцами, расположенными на торцах магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Bridger John S., Dixon David R. Continuons ion exchange цsing magnetic chell resins. IV. Pilot Plant studies using unclarified feed. -«Z. Appl. Chem. and Biotechnol, 1978, 28, № 1, p. 17-22.

12