Устройство для контактирования твердой фазы с жидкостью

,ЯО 1076137 3(50 В 01 1 4702 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ С ЖИДКОСТЬЮ, включающее вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределитель жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и трубопровод подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы устройства за счет стабилизации операции загрузки и выгрузки твердой фазы, загрузочный бункер снабжен коническим герметичным клапаном со штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, а трубопровод подачи воздуха размещен между клапаном и верхним краем загрузочной трубы.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок вывода жидкости размещен выше дренажа.5 10 Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой, и может быть использовано, например в процессах ионообмена.Известно устройство для контактировяния твердой фазы с жидкостью, включающее корпус, нижний дренаж, загрузочную трубу с бункером верхней части 11.Недостаток известного устройства состоит в неравномерном продвижении твердой фазы по сечению аппарата. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контактированиятвердой фазы с жидкостью, включаюшее вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункером в верхней части, распределитель жидкости патрубка ввода и вывода жидкостии трубопровод подачи воздуха 12.Недостатком такого устройства являетсяневысокие надежность и эффективность процесса ввиду того, что процесс перемещенияфаз в аппарате происходит не стабильно.Возможны произвольные остановки устройства из-за отсутствия фиксации уровняжидкости.Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройстваза счет стабилизации операции загрузки ивыгрузки ионита.Указанная цель достигается тем, что вустройстве для контактирования твердойфазы с жидкостью, включающем вертикальный цилиндрический корпус, нижний дренаж, гидрозатвор, верхний кольцевой желоб с наклонным днищем, коническую загрузочную трубу с загрузочным бункеромв верхней части, распределителем жидкости,патрубки ввода и вывода жидкости и трубопроводы подачи воздуха, загрузочныйбункер снабжен коническим герметичнымклапаном со штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, атрубопровод подачи воздуха размещен между клапаном и верхним краем загрузочнойгрубы.Кроме того, патрубок вывода жидкостиразмещен выше дренажа,С целью стабилизации загрузки ионитазагрузочный бункер снабжен клапаном, причем во время подъема клапана верхняяповерхность его рыхлит ионит, а при опускании нижняя коническая поверхность герметично прилегает к седлу бункера.Интенсификация операции выгрузка-загрузка ионита в устройство достигаетсяза счет использования энергии сжатого воздуха, который поступает по трубопроводу,вмонтированному между клапаном и верхним краем загрузочной трубы, причем по 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дача воздуха регламентирована технологическим циклом и осуществляется автоматически.Надежность работы устройства обеспечивается также тем, что исключено понижение уровня жидкости в нем ниже оптимального. Это условие необходимо, поскольку жидкость в устройстве используется как жидкостный поршень, на который действует сжатый воздух, и как транспортирующая среда для ионита. Стабилизация уровня жидкости в устройстве достигается тем, что ее вывод смонтирован выше уровня дренажа,На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.В вертикальный цилиндрический корпус 1 установлен дренаж 2 насыпного или другого типа, В корпусе под нижним дренажом имеется патрубок 3 для подсоединения трубопровода, по которому подается и сбрасывается сжатый воздух и выводится жидкость. Патрубок 4 с вентилем служит для освобождения устройства от жидкости в период ремонта. В верхней части корпуса закреплен кольцевой желоб 5 с наклонным днищем. В центре корпуса размешена загрузочная коническая труба 6, в верхней части - загрузочный бункер 7 с герметичным клапаном 8, который связан штоком 9 с исполнительным механизмом. В бункер ионит с жидкостью поступает по патрубку 10, а излишек его возвращается по переливному патрубку 11. Регенерирующая жидкость поступает в устройство по патрубку 12, который связан с коническим распределителем жидкости 13. Клапан 14 установлен на линии сжатого воздуха, клапан 15 - на линии сброса сжатого воздуха в атмосферу клапан 16 - на линии сброса сжатого воздуха из загрузочного узла, а клапан 17 - на патрубке 18 вывода жидкости из устройства. К дренажу снизу гер. метично примыкает гидрозатвор 19, который размещен в пульсационной камере 20 устройства.Устройство работает следуюшнм обра. зом. При регенерации корпус 1 устройства заполнен твердым зернистым ионитом, который находится в плотноупаковочном состоянии, Регенерирующая жидкость поступает в устройство по патрубку 12 в конический распределитель 13 жидкости, который равномерно ее распределяет по поверхности ионита. Регенерирующая жидкость под действием сил тяжести фильтруется через плотный слой ионита, приобретает ка.- чество товарного регенерата. Далее он проходит дренаж 2 и поступает в гидрозатвор 19, откуда через открытый низ гидро- затвора поступает в пульсационную камеру 20, откуда по патрубку 3 через патрубок 18 и клапан 17 выводится из устройст1076137 Составитель Л. ЭпштейнТехред И. Верее Корректор М. ДемчикТираж 533 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раущская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. БезроднаяЗаказ 580/7 ва. Ионит вместе с транспортирующей жидкостью, которой может быть часть товарного регенерата, непрерывно поступает в бункер 7 по патрубку 10, где ионит осаждается, а жидкость возвращается по переливному патрубку 11.По истечении определенного отрезка времени в верхних слоях полностью происходит ионообмен, и появляется необходимость выгрузить отрегенерированный ионит сверху и загрузить свежий ионит снизу. Эта операция называется выгрузка-загрузка ионита, которая занимает менее 1/о времени регенерации и осуществляется в следующей последовательности. Закрываются клапаны 17 - 16 и открывается клапан 14. Сжатый воздух устремляется по патрубку 3 в пульсационную камеру, где начинает вытеснять вниз товарный регенерат, который благодаря гидрозатвору 19 изменяет направление своего движения на 180, проходит дренаж и как поршень поднимает весь слой плотнолежащего ионита.Поднимающийся плотный слой отрегенерированного ионита наталкивается на внешнюю коническую поверхность распределителя 13 жидкости, что изменяет направление его движения. Отрегенерированный ионит перетекает в кольцевой желоб 5 с наклонным днищем, по которому и выводится из устройства самотеком.После того, как отрегенерированный ионит выгрузится из вертикального цилиндрического корпуса 1 устройства, клапан 14 закрывается и открывается клапан 15, через который избыточное давление воздуха из пульс-камеры сбрасывается.Однако, когда сжатый воздух поступает в устройство для импульса, одновременно он поступает через вентиль и обратный клапан сверху в загрузочную трубу 6 и действует на поверхность жидкости, которая является товарным регенератом, а ниже находится свежий ионит. Действие сжатого воздуха в загрузочной трубе увеличивает действие сил гравитации. Благодаря этому дополнительному усилию в момент, когда сбрасывается избыточное давление Из пульсационной камеры, а плотный слой ионита 1 О находится еще в приподнятом состоянии,происходит мощный и энергичный выплеск свежего ионита из трубы 6 вниз активной зоны устройства. После загрузки порции свежего ионита открывается клапан 16, сбрасывается избыточное давление из трубы 6 и тут же поднимается клапан 8 бункера 7, встряхивает ионит, который под действием силы собственного веса устремляется в трубу 6, заполняя только что освободившееся пространство. После выдачи дозы ионита с жидкостью, исполнительный механизм опускает шток 9 и закрывает герметично бункер клапаном 8.Далее открывается клапан 17 и снованачинается процесс десорбции ионита. 25 Использование изобретения позволитсократить объем ионита, находящегося в процессе, на 20%, уменьшить расход реагентов на 30%, снизить расход сжатого воздуха на 10%, а также сократить обводнение процесса и повысить содержание цен ного компонента в товарном регенерате,а часть его использовать в качестве транспортирующей среды при загрузке свежего ионита, обеспечить надежную работу устройства в эксплуатации и полностью автоматизировать процесс десорбции ионита.