Аппарат для сорбционных процессов

Аппарат для сорбционных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (,) 747508 к лвтоРскомь свидительствь (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06,77 (21) 2498532/23-26 (51) М. Кл.

В 01 3 1/06 с присоединением заявки ¹

Государственный квинтет

СССР па делен изабретеиий и атирмтиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень №26

Дата опубликования описания 18,07.80 (53) У3 К 663.632. .43 (088.8) В. К. Агафонов, Ю. А. Жердиенко и А. Х. Павловецкий (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к конструкциям сорбционных устройств для обработки растворов, пульп и суспензий с использованием гранулированных сорбентов, преимущественно ионообменных смол и может найти применение в производстве высокочастотной керамики для обесщелачивания суспензий керамических масс, а также в гндрометаллургни цветных металлов в различных областях хими1О ческой промышленности °

Известны сорбцнонные аппараты, содержащие вертикальный корпус, размещенную по оси корпуса циркуляционную эрлифтную трубу и штуцеры ввода и выво15 да компонентов (1) .

Известные аппараты работоспособны только при условии, что плотность ионита (сорбента) выше плотности обрабатываемой среды (раствора, пульпы и др.).

Недостатком аппаратов является их низкая производительность, так как они работают при сравнительно узком диапазоне допустимых скоростей подачи исход

2 ного раствора-пульпы, при которых сохарняется устойчивый псевдоожиженный слой без уноса сорбента.

Известен также аппарат для сорбционных процессов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенную по оси корпуса циркуляционную трубу, напорную трубу, размещенную внутри циркуляционной трубы и штуцеры ввода и вывода фаз f2) .

Недостатком известного аппарата является недостаточная эффективность процесса и отсутствие регулирования пропускной способности аппарата.

С целью интенсификации процессов за счет регулирования пропускной способности аппарата, он снабжен закрепленным в верхней части корпуса коническим козырьком, размещенным на коническом козырьке перфорированным цилиндром и расположенной под коническим козырьком обечайкой с лопатками, закрепленной на циркуляционной трубе, которая установлена .с

55

3 7475 возможностью перемещения в вертикальном направлении, На чертеже изображен продольный разрез общего вида аппарата.

Лппарат для сорбционных процессов

5 содержит шглиндрическнй корпус 1 с вен тилем 2 для выгрузки нз аппарата на:сьгщенного сорбента, горловину 3 с патрубком 4 для слива обработанной суспензия и крышку 5 с патрубком 6 для за- (Q грузки свежего сорбента.

Внутри аппарата размещено транспортирующее средство, имеющее на входе циркуляционную трубу 7, в которую через крышку 5 аппарата введена пс дающая напорная труба 8 для подачи ис= ходной суспензии, Траспортирующее средство выполнено в виде струйного насоса, образованного сочетанием нижнего кон- ца трубы 8 и насадка 9, смонтирован- 2О ного на нижнем конце циркуляционной трубы 7.

На верхнем кошге последней закреплен заборник 10„

В верхней асти корпуса 1 аппарат снабжен кольцевым конусным козырьком 11, на котором внутри горловины 3 вертикально закреплен перфорированный цилиндр 12, образуя с заборником 10 разделительную полость 13, а с горловиной 3 и ко и-.цевым конуспым козырьком 1.1 — ко шектор 14 для сбора обработанной суспензии. Между стенками циркуляционной трубы 7 и подающей трубы 8 имеется кольцевой капал 15 для транспортировки сорбента из разделительной полости 13 в смесительную камеру 16 струйного насоса.

На верхней кромке заборника 10 закреплена обечайка 17 с лопатками 18 щ по наружной поверхности. Заборник 10 с обечайкой 17 может быть смонтирован с возможностью перемещения по вертикали и фиксации в заданном положении. Лопатки 18 могут быть выпол- 5 цены Ilo эвольвенте нлн любым известным способом.

Обечайка 37 с лопатками 18 и внутренняя поверхность кольцевого конусного козырька 11 образуют профилированные каналы 19 для перетекания рабочей смеси из реакционной емкости 20 в разделительную полость 13.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная суспензия (раствор) непрерывно подается в аппарат под напором по трубе 8. Одновременно с подачей

08 4 суспензии через патрубок 6 осуществляетсН загрузка B аппарат необходимого количества сорбепта. Последний из патрубка 6 попадает B разделительную lI0лость 13 и по кольцевому каналу 15 поступает в смесительную камеру 16 струйного насоса, где происходит перемешивание сорбента с исходной суспензией и образование рабочей смеси.

Раоочая смесь выходит из насадка 9, заполняет реакционную емкость 20 аппарата и непрерывно движется снизу вверх за счет гидравлического напора, создаваемого струйным насосом, После заполнения реакционной емкости 20 рабочая смесь через профилированные каналы 19 начинает перетекать в разделительную полость 13,.

Лри прохождении через профклированные каналы 19 происходит ускорение потока рабочей смеси кг пода га его по касательцым к внутренней поверхности заборника 10, происходит "закрутка" потока с общей направленностью его в нижгпою часть заборника 10. При этом достигается непрерывное вращение столба рабочей смеси в разделительной нолостн 13. Кроме тяго, ггрц прохождении рабочей смеси через профнлнрованные каналы 19 происходит удаление заливающих цаслоеннй с гранул сороепта— межоперацпоцная очистка егя.

В зоне раздслепия 13 часть рабочей смеси под воздейс-.вием гравитационной составляющей и всасывающего действия, создаваемого струйным насосом, направляется в нижнюю часть заборника 10, Другая часть рабочей смеси достигает цилиндр 12, где в результате фильтра цпи происходит отдигение гоанул сорбента от обработанной суспензии.

Задержанные сеткой гранулы сорбента непрерывно смываются вращающимся столбом рабочей смеси в разделительной полости 13 и направляются в нижнюю часть заборника 10.

Кроме этого, вращающийся столб рабочей смеси способствует прохожденгпо обработанной суспепзии через цилиндр 12 способсгвует процессу фильтрации.

Отделешгый сорбент с частью суспензия из нижней части заборника 10 транспортируется по кольцевому каналу 15 (происходит межоперационная очистка сорбента) в смесительную камеру 16 струйного насоса для последующего образования с подаваемой по трубе 8 суспензией очередной порции рабочей смеси.

5 747

Процесс образования рабочей смеси происходит непрерывно.

Обработанная суспензия из верхней час ти разделительной полости 13 через цилиндр 12 стекает в коллектор 14 и выводится иэ аппарата через патрубок 4.

При нестабильной подаче в аппарат исходной суспензии через подающую трубу 8, а также при частичном засорении цилиндра 12 уровень рабочей смеси в разделительной полости 13 может изменяться.

В целом аппарат работает по замкнутому циркуляционному контуру с принудительной системой разделения рабочей

15 смеси, обеспечивающему непрерывную циркуляцию. сорбента внутри аппарата до его полного насыщения.

Путем перемещения заборника 10 с обечайкой 17 по вертикали с последующей фиксацией в заданном положении изменяют проходное сечение профилированных каналов 19 в зависимости от концентрации обрабатываемой суспензия и размеров гранул сорбента.

После насьпцения сорбент выводит- ся из аппарата через вентиль 2 на регенерацию. Последняя может быть произведена непосредственно в аппарате путем подачи в нужной последовательности нромывочной воды и регенерирующего раствора без остановки аппарата.

Повышение пропускной способности аппарата определяет большую производительность его.

Конструкция аппарата, обеспечивающая наиболее полное использование обменной емкости сорбента, позволяет экономить

508 6 сорбент нри сорбционных реакциях, снижает затраты на проведение процесса, повышая его эффективность.

Конструкции аппарата позволяет также легко автоматизировать процесс при обработке суспензий и растворов и обеспечивает работоспособность как в качестве индивидуального сорбшюнного устройства, так и в составе батареи сорбционных аппаратов.

Формула изобретения

1. Аппарат для сорбционных процессов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенную по оси корпуса циркуляционную трубу, яапорную трубу, размещенную внутри пиркуляционной трубы, и штуцеры ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что с целью интенсификации процессов за счет регулирования пропускной способности аппарата, он снабжен закрепленным в верхней части корпуса коническим козырьком, размещенным на коническом козырьке перфорированным цилиндром и расположенной под коническим козырьком обечайкой с лопатками, закрепленной на циркуляционной трубе, которая установлена с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., "Химия", 1971 с. 614.

2. Патент ПНР № 66330, кл. 12 g 1/01, 1972 (прототи).

747508

Составитель A. Тарасов

Редактор H. Горват Техред О. Андрейко Корректор В. Синицкая

Заказ 4302/2 Тираж 809 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4