Ионнообменная колонна Советский патент 1982 года по МПК B01J47/02 

(54) ИОНООБМЕННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к массорб манным аппаратам химической-технологии в системе твердое - жидкость (нонит-раствор) и может найти применение в различных областях промышленности, использующих ионооб-менные процессы: горно-металлургической, фармацевтической, пищевой, энергетической и т.д.

Известна ионообменная колонна , включающая корпус и бункер в верхней части, устройства для ввода и вывода фаз t1}.

Известна ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и вывода контактирующих фаз 2j.

Недостатком этого устройства является неустойчивость процесса массообмена, связанная с пульсацией жидкости при посадке слоя.

Цель изобретения - повьииение эффективности ионообмена путем предотвращения пульсаций жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и вывода раствора и ионита и штуцер врода вспомогательного потока воды, снабжена размещенной между корпусом и i накопительным бункером обечайкой с дополнительным клапаном и патрубком переменного сечения соединенным с штуцером ввода вспомогательного потока воды.

На чертеже представлена ионообменная колонна, продольный разрез.

Колонна включает цилиндрический

10 корпус; 1, штуцер 2 непрерывного ввода раствора в кольцевой распределитель 3, к которому крепится коническое днище 4 со штуцером 5 вывода отработанного ионита.

15

В средней части корпуса 1 расположен, кольцевой дренаж 6 со штуцером 7 для вывода обработанной воды (либо любого раствора), а в верхней части - коническая крышка 8, на

20 которой между клапанами 9 и Ю установлена обечайка 11. Над клапаном 10 расположен накопительный бункер 12 со сливным каналом 13 и штуцером 14, причем над бункером находит25ся штуцер 15 подачи отрегенированного ионита.

Обечайка 11 снабжена боковым штуцером 16 ввода вспомогательного потока воды, внутренний конец которого

30 оснащен расположенным у стенки обечайки патрубком 17. Он может быть расположен в центре обечайки (показано пунктиром). Обечайка 11 оснащена штуцером 18 сброса давления воды. Широкий конец патрубка 17 направлен вниз, узкий - вверх. Работа колонны заключается в созд нии непрерывного противоточного движения раствора и проходит следующим образом. Раствор подают через штуцер 2 непрерывно с помощью кольцевого распределителя 3 со скоростью 40-50 м/ч и более, так как лишь при этих скоростях вода прижимает ионит вверх и создает поджатый плотный слой. После фильтрации paciBop выводят через дренаж 6 и штуцер 7. Часть раствора (сотая и менее доля потока) расходуют на выдавливание из колонны ионита (для его регенерации) через штуцер 5 в виде суспензии. Часть слоя (от распределителя 3 до нижней кромки дренажа 6) является рабочей, в ее пределах движется фрон сорбции по иониту при обработке раст вора. В это время клапан 9 закрыт под действием давления раствора, а клапан 10 открыт и через него из штуцера 15 проходит отрегенированный ионит в обечайку 11. Как только рабочая часть слоя отрабатывается (о чем можно судить по проскоку сорбируемых ионов в штуцере 7), в штуцер 16 подают под давлением чистую воду. Поскольку при накоплении ионита часть его попадает в широкий конец патрубка 17, то при подаче воды, она в первую очередь проходит через узкий конец этого пат рубка и закрывает клапан 10. Таким образом, оба клапана 9 и 10 закрыты и как только давление чистой воды из штуцера 16 превысит давление в корпусе 1, клапан 9 откроется и вода с ионитом из обечайки 11 начнет поступать в корпус 1, причем вода фильтруется через дренаж 6, а ионит давит на нижележащие слои так, что рабочая часть слоя опускается ниже кро ки кольцевого распределителя 3. При этом отработанный ионит пгщает в ко ническое днище 4, откуда его через штуцер 5 непрерывно выводят на регенерацию. Таким образом, осуществляется циклическая посадка слоя при непрерывной подаче и обработке раствора на ионообменной-смоле, Как только весь ионит из нагнетательной обечайки 11 передавливается в корпус 1 (при этом следует опускать его до уровня 19, чтобы клапан 9 закрывался в воде без присутствия частиц ионита), открывает штуцер 18 и сбрасывает часть воды. Давление в обечайке 11 падает, клапан 9 закрывается, а клапан 10 под действием веса открывается. Повторяется новый цикл накопления ионита. Поступающий через штуцер 15 ионит, во время закрытия клапана 10, накапливается в бункер 12, а избыток воды сливается в канал 13 и выводится через штуцер 14. Продолжительность посадки слоя 1-2 мин, поэтому размеры бункера 12 небольшие. Предлагаемое устройство позволяет проводить процесс подачи раствора без.каких-либо циклически повторяюЩихся перерывов. Простота управле .колонной заключается в том, что посадка слоя проводится лишь двумя задвижками (на штуцерах 16 и 18), которыми можно управлять автоматически с помощью реле времени. Формула изобретения Ионообменная колонна, включающая корпус, накопительный бункер с клапаном, штуцера ввода и -вывода раствора и ионита и штуцер ввода вспомогательного потока воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ионообмена путем предотвращения пульсации жидкости, она снабжена размещенной между корпусом и накопительным бункером обечайкой с дополнительным клапаном и патрубком переменного сечения, соединенным-с штуцером ввода вспомогательного потока воды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3.244561, кл. 127-55, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР № 605632, кл. В 01 D 15/04, 1975.