Способ контактирования твердогогранулированного вещества сжидкостью или суспензией

Способ контактирования твердогогранулированного вещества сжидкостью или суспензией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(54) СПОСОБ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО

ВЕЩЕСТВА С ЖИДКОСТЬЮ ИЛИ СУСПЕНЗИЕЙ

Изобретение относится к способам проведения процессов массообмена между твердой и жидкой фазами и может быть применено в химической,гид рометаллургической и других отраслях промышленности.

Известен способ контактирования твердого гранулированного вещества с жидкостью или суспензией путем противоточного пропускания твердой и жидкой фаз через контактные камеры вертикального колонного аппарата, отделенные друг от друга перфорированными перегородками и запол- . ненные подвижной насадкой, и включающий стадии взаимодействия фаэ и перегрузки твердой фазы из камеры в камеру (1).

Недостаток способа — малая про-, изводительность и невозможность сни- 20 зить единовременную загрузку ионита ниже определенной .величины, обуслов» ленной гидравлическим -режимом взвешенного слоя.

Цель изобретения-снижение едино« временной загрузки твердого гранулированного вещества и увеличение производительности.

Поставленная цель достигается .тем, что на стадии взаимодействия 30 осуществляют уплотнение насадки, а перегрузку, твердой фазы осуществляют путем расширения насадки, а также тем, что расширение насадки осу». ществляют обратным потоком жидкой фазы, а также тем, что расширение насадки осуществляют путем снижения скорости потока жидкой фазы,а также тем, что степень расширения насадки определяется по соотношению — > ((1 20 >)) (1) о где Ч - объем расширенного слоя подвижной насадки; — объем уплотненного слоя о подвижной насадкиу д - размер частиц твердого гранулированного вещества

 — размер зерен подвижной насадки..

A также тем, что объем .подвижной насадки определяют по соотношению

Vo (4-Сг (% В где С - концентрация твердого rpaГ нулированного вещества в контактной камере;

806109

М вЂ” объем уплотненного слоя пс.z- вижной насадки; объем контактной камеры;

d — размер частиц твердого гранулированного вещества:

3 — размер зерен подвижной насадки.

А также тем, что периодически скорость пропускания жидкой фазы устанавливают равной скорости взвешивания твердого гранулированного вещества, но больше скорости осаждения подвижной насадки.

На фиг.1 изображен аппарат,в котором реализуется способ в стадии взаимодействия при уплотненной насадке, продольный разрез, общий вид; на фиг.2 — стадия перегрузки твердой фазы; на фиг.3 — то же, взвешивания твердого гранулированного вещества.

Аппарат для контактирования твердого гранулированного вещества с жидкостью или суспензией состоит из корпуса 1 с устройствами для ввода и вывода твердой и жидкой фаэ.

Корпус разделен перфорированными перегородками 2 на ряд камер 3, внутри которых помещена подвижная насадка 4.

Способ контактирования твердого гранулированного вещества с жидкостью или суспензией реализуется следующим образом.

Основная стадия взаимодействия осуществляется при пропускании жидкой фазы снизу вверх, при этом твердая фаза 5 прижимается плотным слоем к лобовым поверхностям уплотненных насадок 4, являющихся, в данном случае, фильтрами, непроницаемыми для твердой фазы, которые удерживаются перфорированными перегородками 2.

При периодическом кратковременном изменении направления пропускания жидкой фазы подвижная насадка, в данном случае плавакщая, расширяется и становится проницаемой для твердой фазы, и последняя, за счет осаждения и переноса вместе с жидкой фазой, перегружается в, соседние снизу камеры, проходя через перфорированные перегородчи.

В случае использования тонущей насадки, периодически производится кратковременное снижение скорости потока жидкой фазы до величины меньшей, чем скорость осаждения твердой фазы, но достаточнной для расширения насадки.

Необходимая степень расширения подвижной насадки выбирается из соотношения (1) и обеспечивается соответствующим подбором скорости потока жидкой фазы.

Подвижная насадка заполняет только часть объема камеры, в соответствии с соотношением

Для равномерного распределения твердой фазы по сечению камеры, на,цля катионита.

40 верхности насадки, образуя в каждой камере плотные слои. Длительность

40 б5

35 короткий период времени после его .перегрузки, скорость пропускания жидкой фазы устанавливают, равной скорости взвешивания твердой фазы, но больше скорости осаждения подвижной насадки.

После окончания процесса перегрузки и кратковременного взвешивания твердой фазы вновь устанавливают основной поток пропускания жидкой фазы снизу вверх.

П р и и е р . Способ применяют для процесса очистки воды от солей жесткости катионитом Ку-2 в 10-камерном аппарате диаметром 150 мм.

Поток воды составляет 7,5 м/ч,что соответствует линейной скорости фильтрования 420 м/ч, а поток катионита

18 л/ч. Единовременная загрузка катионита составляет 6 л, что соответствует времени пребывания его в реакционной зоне 20 мин.

При исходной жесткости воды 2,5 мг-экв/л достигается остаточная жесткость 0,05 мг-экв/д.

Катионит имеет размер частиц 0,60,8 мм, а в качестве насадки используется зернистый полиэтилен с плотностью 0,92-0,95 г/см и размером зерен 3,5 мм. Объем насадки в каждой камере составляет 10% ее объема, а концентрация катионита 12%. Перфорация в перегородках имеет размер

2,5 мм и проницаема для катионита.

В период фильтрации, при пропускании воды-снизу вверх,. насадка прижимается к перегородкам. и образовывает. плотный слой, непроницаемый

Скорость фильтрации больше скорости осаждения катионита, поэтому последний прижимается к лобовой пофильтрации в каждом цикле составляет 2 мин.

Для перемещения катионита из камеры в камеру навстречу воде, периодически через каждые 2 мин. создается обратный поток воды сверку вниз со скоростью 110 м/ч, на период

10 сек., при этом слои насадок в камерах расширяются, становятся проницаемы для катионита и последний перемещается в ниэлежащие камеры.

После перемещения катионита на период времени 6 сек. устанавливается скорость прямого потока. воды снизу вверх, равная. 16 м/ч, при этом слои насадок всплывают, прижимаются к перегородкам, а катионит взвешивается, равномерно распределяясь по всему сечению камер, а затем, при увеличении скорости воды до 420 м/ч, прижимаются равномерно к лобовым поверхностям насадок. Далее весь цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет не менее, чем в 10

806109 раз,. по сравнению с известным, повысить производительность единицы оборудования и значительно снизить единовременную загрузку катионита.

Экономический эффект предлагаемо- го способа, по сравнению с известным заключается в увеличении удельной производительности аппаратов в 10 раэ; в снижении единовременной загрузки ионита в 15 раз; а также в снижении металлоемкости в 5 раз.

Экономический .эффект на капитальных затратах, применительно к установке производительностью 10 000 м ч

15 млн.руб..

Кроме того, предлагаемый способ допускает произвольную остановку процесса без нарушения перепада концентраций извлекаемого компонента по камерам, так как ионит удерживает+ ся при этом в каждой -камере насадкой низлежащей камеры, а также не чувствителен к вэвесям, содержащимся в жидкостях, ввиду самоочищения насадок в каждом цикле их расширения, применим к переработке суспензий и пульп в широком:диапазоне скоростей, что значительно расширяет область его использования.

Формула изобретения

1., Способ контактирования твердого гранулированного вещества с жидкостью нли суспензией путем противоточного пропускания твердой и жидкой фаз через контактные камеры вертикального колонного аппарата, отделенные друг от друга перфорированными перегородками и заполненные подвижной насадкой, и включающий стадии взаимодействия,.фаз и перегрузки твердой фазы из камеры в камеру, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью синя ения единовременной загруз-. ки твердого гранулированного вецества и увеличения производительности, на стадии взаимодействия осуществляют уплотнение насадки, а перегрузку твердой фазы осуществляют путем расширения насадки.

2. Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что расширение насадки осуществляют обратным потоком жидкой фазы. . 3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем,,что расширение насад ки осуществляют путем снижения скорости-потокд жидкой фазы.

4. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю шийся тем, что степень расширения насадки определяется по соотношению — +,о э !

5 где V — - объем расширенного слоя подвижной насадки; р - объем уплотненного слоя подвижной насадкиу

gp. .d - размер частиц твердого гранулированного вещества;

Э вЂ” размер. зерен подвижной насадки.

5. Способ по пп.1-4, о т л и ч аю щ и и с Я темg что объем подвижной насадки определяют по соотнашеимю

Ь

" (—, юй где Сг - концентрация твердаго гранулированного вещества в контактной камере;

"о — объем уплотненного слоя под35 вижной насадки; (".объем контактной камеры;

d - размер частиц твердого гранулированного вещества;

D - размер зерен подвижной насадки.

40 6.Способ по пп.1-5, о т л и ч а— ю шийся тем, что периодически скорость пропускания жидкой фазы устанавливают равной скорости взвешивания твердого гранулированного

45 вещества, но больше скорости осаждения подвижной насадки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 14282, кл. 13 А 311.1, 1962, (прототип).

806109 омиое

NicAgcm еуелензрр

pM Я ИТвь

Фиа2

JfàÓþàêþô тц» щгюимю

ФмаР.

Составитель А, Тарасов

Редактор В. Еремеева Техред H,Áàáóðêà КорректорВ. Синицкая ч

Заказ 105/9 Тираж .5,78 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытый

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

Филиал IIIIO "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4