Способ регулирования ионообменного процесса
Патент 753444
Авторы
Способ регулирования ионообменного процесса
Иллюстрации
Реферат
Союз Советснни
Соцналнстичестсик
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
753444
Ф ъ У (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.
В 01 П 15/04
G 05 D 27/02 (22) Заявлено 200778 (21) 2682878/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий
Опубликовано 070880. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 070880 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.В.Макаров, В.И.Варламов, В.И,Стернюк и P.Â.Áóðëàêoâ (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИОНООБМЕННОГО
ПРОЦЕССА
Изобретение относится к способам . регулирования ионообменных процессов и может найти применение в химической, металлургической и других от- 5 раслях промышленности.
Известен способ регулирования ионообменного процесса, реализуемый с помощью соответствующего устройства, в котором регенерация смолы проводится
- в зависимости от концентрации извлекаемого компонента, измеряемого датчиком (1), Однако данный способ не обеспечивает контроль поглощения извлекаемого компонента смолой, расположен15 ной под датчиком. В то же время при исследовании распределения извлекаемого компонента по высоте слоя ионнообменной смолы замечено, что по-20 ложение максимума концентрации этого компонента в смоле в зависимости от различных условий проведения процесса может от операции к операции перемещаться в 25 пределах от 0,1 до 0,5 высоты слоя смолы (при периодическом процессе). Таким обрйзом, измерение концентрации извлекаемого компонента в одной (фиксированной) точке может быть QQ проведено в слое смолы с низкой обменной емкостьют в результате чего будет преждевременно подан сигнал о необходимости восстановления рабочих свойств смолы и снизится производительность установки.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования ионообменного процесса путем измерения расхода продукта, проходящего через ионообменный аппарат, и его исходной концентрации, интегрирования произведений сигналов, пропорциональных значениям этих параметров, и переключения ионообменного аппарата в режим регенерации при определенном значении укаэанного интеграла произведений (21.
Однако обменная емкость смолы в производственных условиях чаще всего не бывает постоянной. При снижении обменной емкости смолы регулирование процесса по данному способу приведет к потерям извлекаемого компонента, а при повыаении — к неполному ее исполь зованию.
Цель изобретения — повышение производительности и снижение потерь
753444
Расход продукта, проходящего через ионообменную колониу 1, регулируется исполнительным органом 2. Командный сигнал формируется статическим регулятором 3 с учетом сигнала от изодромного регулятора 4. На вход изодромного регулятора 4 подаются 45 сигналы от измерителя 5 выходной концентрации, работающего в комплексе с первичным преобразователем б.
Кроме того, на вход статического регулятора 3 поступают сигналы от иэ- () мерителя 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте слоя смолы, работающего в комплекте с синхронно сканирующими источником
8 и детектором 9 радиоактивного излучения, и от блока 10 умножения сиг.налов, пропорциональных расходу продукта, проходящего через колонну 1, и его исходной концентрации. Расход измеряется расходомером 11 в комплекте с первичным преобразователем
12, а исходная концентрация — измерителем 13 с первичным преобразователем 14.. Измеритель 7 вырабатывает сигнал, пропорциональный высоте расположения слоя смолы с максимальной 6 о
Формул а и з о брет ени я
Способ регулирования ионообменного процесса. путем измерения расхода продукта, проходящего через ионообменный..аппарат, и его исходной концентрации, интегрирования прбизведения сигналов, пропорциональных
5 значениям этих параметров, и переизвлекаемого компонента эа счет более полного использования обменной ем" .кости смолы, Поставленная цель достигается тем, что стабилизируют концентрацию извлекаемого компонента В переработанном продукте путем воздействия на его расход с коррекцией цо значениям высоты слоя смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и указанного произведения °
На чертеже представлена схема ре- IO ализации данного способа на примере регулирования ионообменного .-.роцесса, осуществляемого в колонне, работающей в периодическом динамическом режиме, Способ осуществляется следующим I5 образом, Исходный продукт непрерывно подается в колонну, которая загружена ионообменной смолой, Между исходным продуктом и смолой происходит обмен иона-2О ми, и извлекаемый компонент из раствора переходит в смолу. Происходит постепенное снижение обменной емкости смолы по мере насыщения ее извлекаемым компонентом. Когда обменная емкость смолы оказывается полностью использованной, подачу исходного продукта прекращают и начинают восстановление рабочих свойств смолы, во время которого извлекаемый компонент из смолы переходит в небольшое (по сравнению с количеством исходного продукта) количество регенерирующего раствора ° В результате получают раствор с высокой концентрацией извлекаемого компонента и смолу, подготовленную для повторного использования., концентрацией извлекаемого компонента.
Система регулирования концентрации извлекаемого компонента на вы- ходе колонны позволяет полнее испольэовать обменную емкость смолы, т.е. повысить производительность установки и снизить потери извлекаемого компонента. Так как ионообменный процесс, как всякий диффузионный процесс, обладает значительной инерционностью, то использование в системе регулирования сигналов о значениях возмущающих величин улучшает качество регулирования концентрации на выходе из.ионообменной колонны 1. Такими величинами являются исходная концентрация перерабатываемого продукта и объем смолы после слоя ее, в котором образовался максимум концентрации извлекаемого компонента (работающий объем смолы), измеряемые соответственно измерителем 13 исходной концентрации с первичным преобразователем 14 и измерителем 7 распределения концентрации извлекаемого компонента по высоте смолы с источником
8 и детектором 9 радиоактивного излучения. Повышение качества регулирования концентрации извлекаемого компонента приводит к дополнительному снижению его потерь. При снижении обменной емкости смолы снижается расход продукта, проходящего через ионообменный аппарат, Расход может снизиться до такого значения, что станет выгоднее провести восстановление рабочих свойств смолы прежде, чем на выполнение этой операции поступит сигнал от интегратора 15, С целью интенсификации работы аппарата восстановление рабочих свойств смолы может осуществляться также и по сигналу от блока. 10 умножения, В условиях, когда исходная концентрация перерабатываемого продукта изменяется в широких пределах, данный способ дает возможность значительно увеличить производительность ионообменной установки и снизить потери извлекаемого компонента на 5-6%, что в условиях одного предприятия отрасли дает зкономический эффект порядка 35 тыс. руб в год.
При использовании в отрасли 3-4 устройств, реализующих данный способ, суммарная экономия составит более о
100 тыс. руб. в год.
753444
ЦНИИПИ Заказ 4997/1 Тираж 809 Подписное
Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ключения ионообменного аппарата в режим регенерации при определенном значении указанного интеграла произведений, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что,с целью повышения производительности и снижения потерь.извлекаемого компонента за счет более полного использования обменной емкости смолы, стабилизируют концентрацию извлекаемого компонента в переработанном продукте путем воздействия на его расход с коррекцией по значениям высоты слоя смолы с максимальной концентрацией извлекаемого компонента и произведения сигналов расхода и концентрации исходного продукта.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США У 3578164, кл, В 01 D 15/04, 1971.
2. Патент США Р 3676336 кл. B 01 D 15/04, 1972 (прототип) .