Устройство для ионообменной обработки растворов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОНООБМЕННОЙ ОБРАБОТКИ РАСТВОРОВ, содержащее сорбционную , регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтами, провальные тарелки и рециркуляционные эрлифты, отличающееся тем, что, с целью интенсификации ионообмена, повышения производительности и предотвращения выноса ионита, сорбционная колонна снабжена установленными равномерно по высоте колонны ультразвуковыми вибраторами с направлением ультразвуковой волны навстречу обрабатываемому раствору.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК вю SU (ll) э ав 01 Х 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

A

:.O л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbiTHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3536790/23-26 (22) 07.01.83 (46) 30.09.84. Бюл.й 36 (72) Б.Б.Быков, Н.H.Ãàíæà, Я.М.Заграй. и П.И.Довгуша (7 1) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности (53) 541.183.12(088.8) (56) 1. Лвторское свидетельство СССР

1"290693. кл. С 02 В 1/16, 1969.

1 (54) (57) УСТРОЙСТВО НПЯ ИОНООБИЕННОИ

ОБРЛБОТКИ РАСТВОРОВ, содержащее сорбционную, регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтамн, провальные тарелки и рециркуляционные эрлифты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации ионообмена, повышения производительности и предотвращения выноса ионита, сорбционная колонна снабжена установленными равномерно по высоте колонны ультразвуковыми вибраторами с направлением ультразвуковой волны навстречу обрабатываемому раствору. колонны 3. Внутри колонн1 в нижней части установлены распределители

4, служащие для равномерной подачи растворов. По высоте колонн, установлены провальные тарелки 5 с различными живыми сечениям . и рециркуляционные эрлифты 6. В сорбционную колонну установлены ультразвуковые вибраторы 7 для обработки ультразвуком поступающего на обработку раствора. Все колонны имеют в нижней части заборные коллекторы 8 и связаны между собой эрлифтами 9 для перемещения ионита. В верхней части колонн установлены воронкообразные питатели 10 штуцеры 11-13 для отвода поступающей с ионитом жидкости и штуцеры 14-16 для отвода обработанного раствора, регенерационного раствора и промывной волы.

Устройство работает слелующим образом.

Производственные сточные волы или лругой раствор полаются в нижнюю часть сорбционной колонны 1> гле посрелством распределителя 4 распрелеляются равномерно по всему сечению колонн. После ионообменной сорбции и обработки ультразвуком жидкость отводится из верхней части колонны по штуцеру 14, а ионит по мере насыщения извлекаемыми из жидкости,ионами солей и под действием ультразвука перемещается по тарелкам 5 в нижнюю часть колонны 1, откуда забирается коллектором 8 и эрлифтом

9,певелается в питатель 10 регенерационной колонны 2, где ионит освобождается от раствора и воздуха.

Освобожденный от жидкости ионит по подающей трубе питателя 10 поступает на верхнюю тарелку 5 колонны 2. Десорбция (регенерация) ионита производится ступенчато с многократной рециркуляцией ионита между близлежащими тарелками с помощью рециркуляционных эрлифтов 6. Регенерационный раствор через распределитель 4 подается в нижнюю часть колонны 2, где аналогично сорбционной колонне 1 распределяется по всему сечению колонны.

Отработанный регенерационный раствор отводится из верхней части колонны по штуцеру 15 и поступает на утилизацию. Восстановленный ионит перемещается в нижнюю часть колонны, откуда так же, как и в сорбционной колонне забирается и передается в питатель

10 отмывочной колонны 3.

1 1115796 3

Изобретение относится к подготовке воды преимущественно ее обессоливанию и может найти применение для очистки растворов от"примесей, при производстве антибиотиков, извлечении 5 ценных компонентов иэ растворов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ионообменной обработки растворов в псевдоожиженном слое ионита, которое содержит 1О сорбцконную, регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтами для перемещения ионита, провальные тарелки и рециркуляционные эрлифты 31 ).

Недостатками известного устройства являются неполное взаимодействие ионита с раствором, вынос ионита иэ сорбционной колонны и малая производительность установки. 20

Указанные недостатки обусловлены тем, что в процессе сорбции выделяегся газ СО2 (в виде мельчайших пузырьков), который осаждается на поверхности зерен ионита и уменьшает пло- 25 щадь контакта ионит-раствор. Затем часть неотработанного ионита флотирует на поверхность раствора и выносится из колонны. Вынос ионита из сорбционной колонны происходит раствором,30 если скорость прохождения последнего в колонне превышает 10-14 м/ч. Огра. ничение скорости (10-14 м/ч) прохождения раствора в сорбционной колонне не позволяет создать малогабаритные установки высокой единичной произво- З5 дительности.

Цел:ь изобретения — интенсификация ионообмена, повышение производительности установки и предотвращение выноса ионита раствором.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем сорбционную, регенерационную и отмывочную колонны, соединенные последовательно эрлифтами, провальные тарелки и рецир- 5 куляционные эрлифты, сорбционная колонна снабжена установленными равно ° мерно по высоте колонны ультразвуковыми вибраторами с направлением ультразвуковой волны навстречу обрабаты- 5О ваемому раствору.

На чертеже изображена схема предлагаемого,устройства для ионообменной обработки растворов.

Устройство состоит из трех колонн, 5 расположенных под углом 120 друг к другу; сорбционной колонны 1, pere- нерационной колонны 2 и отмывочной

Составитель .П. Эпштейн

Редактор С. Лисина Техред Т.Дубиныак корректор A. Зимокосов

Заказ 6811/7 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11157

После отделения воздуха и регенерационного раствора, присоединяемого к отработанному,, ионит поступает на верхнюю тарелку 5 отмывочной колонны

3. Промывка производится ступенчато с многократной интенсивной рециркуляцией ионита рециркуляционными эрлифтами 6. Подача промывочной жидкости и отвод ионита осуществляются также, как и в гц едыдущих колоннах. Отреге- !О нерированный и отмытый ионит возвращается в питатель 10 сорбционной коI лонны 1 .

Испытания vcTDQHcTBG провопились на сорбционной колонне, пиаметвом

200 мм и высотой 3000 мм. В колонне были установлены четыре вибпатора от чльтразвчковой установки УЗУ-025 с частотой ультразвука 18 кГц и мощностью 0,25 кВт. Высота псевдоожиженного слоя 2000 мм при скорости подачи раствора 12 м/ч. Вибраторы установлены на расстоянии 0 5 м друг от друга. Устройство испытывалось на предотвращение выноса ионита и производительность при одинаковой степени обессоливания воды. Установлено, что вынос ионита при обработке ультразвуком наблюдается только при скорости прохождения раствора в колонне свыше 21 м/ч. Производительность установки возрастает на

407.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает следующие преимущества: повышается удельная плотность псевдоожиженного слоя ионита (127), увеличивается скорость потока обрабатываемой жидкости, увеличивается поверхность контакта ионит-раствор (7X) и предотвращается вынос ионита..

Установка вибратора над зеркалом псевдоожиженного слоя на таком расстоянии от него, чтобы ультразвуковые волны обрабатывали всю поверхность зеркала псевдоожиженного слоя позволяет полностью освободить зерна ионита от газов, увеличить поверхность контактирования нонита с раствором, предотвратить Алотацию и вынос ионита .