Сорбционная установка

(9) (11 741865 А 51)5 В 01 О 47/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО Завад- Майер таллуря, 1975,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Богословский алюминиевый за(57) Изобретение может быть использованов химической металлургической и других.Изобретение относится к технологиям,применяющим оборудование для проведения непрерывного процесса сорбции из растворов тех или иных компонентов(ионов металлов), и может быть использовано в глиноземном производстве, например, для уменьшения каустического модуля алюминатного раствора перед декомпозицией.Наиболее близким техническим решением является сорбционная установка, состоящая из нескольких последовательно соединенных колонок, содержащих неподвижный ионит, а также систему переключения их с операции сорбции на регенерацию и наоборот. При этом система переключения состоит из кранов, как минимум, двух на каждую колонку, установленных на транспортных трубопроводах в нижней части установки.Недостатками установки являются сложность ее эксплуатации, из-за наличия переключающих кранов, никоим образом не отраслях промышленности в установках для осуществления ионнообменных процессов. Сорбционная установка включает последовательно соединенные колонки, заполненные ионитом, и систему трубопроводов с запорной арматурой, основная особенность которой заключается в том, что каждая колонка снабжена двумя параллельно соединенными запорно-распределительными устройствами, запорные органы которых установлены с угловым сдвигом 180 относительно друг друга и на 90 относительно запорного органа распределительного устройства соседней колонки. 1 ил. связанных между собой, периодичность работы, а также то, что при переключении на регенерацию, раствор, оставшийся в колонках. не сливается по назначению(нет специального трубопровода), а смешивается с злюатом (при обратном переключении элюат смешивается с раствором). Все зто снижает эффективность работы установки.Целью изобретения является повышение эффективности работы сорбционной установки за счет исключения перемешивания элюата и раствора.На чертеже изображен общий вид предложенной установки,Установка состоит из колонок 1, 2, 3, 4, заполненных ионитом (сорбентом), связанных трубопроводами 5 - 12, с четырьмя запорно-расп ределительными устройствами для проведения процесса сорбции, состоящими в свою очередь из корпусов 13, 14, 15, 16 с запорными органами 17, 18, 19; 20 и с четырьмя устройствами для проведенияпроцесса регенерации, состоящими из корпусов 21. 22, 23, 24 и запорных органов 25, 26, 27, 28. Кроме того, все корпуса 13-16 соединены между собой параллельно двумя отдельными трубопроводами 29, 30 для под вода и отвода раствора, а корпуса 21 - 24 соединены параллельно трубопроводами 31, 32 длл подвода воды и отвода элюата,Установка работает следующим образом. 10В положении запорных органов 17 - 20 и 25-28, как указано на чертеже, исходный раствор поступает в полость корпуса 13 и далее по трубе 5 в колонку 1, в которой поднимается вверх, проходя через слой 15 ионита (во всех колонках 14 в верхней части есть патрубки, которые на чертеке не указаны, для выхода воздуха). При этом объем колонки 1, как и всех других, должен быть таким, чтобы не было полного ее заполне ния раствором и выхода его через воздушный патрубок, 1 Лонит сорбирует из раствора тот или иной ион металла и покидает колонку 1 (опускается в ней) через трубу 30, после того, как орган 17 повернется на угол 90 25 (поступление раствора в колонку 1 прекращает,.ч) и займет положение аналогичное оогану 18 в корпусе 14, Когда в колонке 1 идет подъем раствора, в колонке 2 раствор опускается и удаляется из нее через полость ЗО корпуса 14 в трубу 30, Таким образом, процесс сорбции состоит из двух операций - подъема и опускания раствора поочередно в колонках 1 - 4. При этом запорный орган 17 постоянно повернут на 90 по часовой 35 стрелке относительно органа 18(т.е. по ходу процесса). а тот - на 90 относительно органа 19 и т,д, После слива раствора из колонки 1 процесс сорбции в ней заканчивается и орган 17 занимает положение аналогичное 40 органу 19 на чертеже, т,е, за времл проведения двух операций орган 17 поворачивается на 180 О, как и все другие органы, После этого в колонке 1 начинается процесс регенерации ионита. В нее начинает поступать 45 по трубам 6 и 5 регенерирующая жидкость (например, вода) из трубы 31, т.к. корпус 13 сорбционно-распределительного устройства колонки 1 соединен параллельно через трубу 6 с корпусом 21 регенеративно-рас пределительного устройства этой же колонки 1 через трубу 5, а запорный орган 25, постоянно повернутый относительно органа 17 на 180 О, занимает в данный момент положение, которое последний занимал в 55 начале процесса сорбции (как указано на чертеже), Вода поднимается в колонке 1, омывает ионитнасыщается ионами и превращается в злаат. Когда запорный орган 25 поворачивается на 90 оначинается опускание элюата в колонке 1 и выход его через полость камеры 21 и трубу 32 при этом орган 25 находится в положении как орган 18 на чертеже). Процесс регенерации заканчивается, когда весь элюат вытекает под действием силы тяжести из колонки 1, а орган 25 занимает положение, как указано на чертеже. Вновь начинается процесс сорбции в колонке 1, т,к, орган 17 вернулся в исходное положение и раствор из трубы 29 может через полость камеры 13 и трубу 5 поступать в колонку 1. Во всех других колонках 2, 3, 4 происходят аналогичные операции и в той же последовательности, но только со сдвигом на одну операцию по ходу процессов, благодаря сдвигу запорных органов 17 - 20 и 25 - 28 относительно друг друга в одном направлении (в данном случае по часовой стрелке) на 90 О, А так как операций четыре, то сдвиг на 90" дает сдвиг на одну операцию (90 составляет 14 от 360), Кроме того, запорные органы 17, 25; 18, 26; 19, 27 и 20, 28, попарно принадлежащие, соответственно, колонкам 1, 2. 3, 4, установлены в каждой паре с угловым сдвигом 180 О, благодаря чему после окончания процесса сорбции в той или иной колонке 1-4 начинаетсл регенерация, и наоборот, Таким образом, согласно предложенной схеме подключения колонок 1 - 4 к распределительным устройствам, всегда в двух колонках (на чертеже колонки 1 и 2) идет процесс сорбции (начало и окончание, т.е, подъем и опускание раствора), а в двух других колонках (на чертеке - 3 и 4) идет процесс регенерации (начало и окончание, т.е. подьем воды и опускание элюата). Но для этого необходим не только угловой сдвиг рабочих органов 17-20 и 25 - 28 на 9 О относительно друг друга, а органов 17, 25 колонки 1, органов 18, 26 колонки 2 и т.д. на 180, но и необходимо параллельное соединение корпусов 13-16 двумя параллельными трубопроводами 29, 30 и корпусов 21 - 24 трубопроводами 31, З 2, чтобы раствор, вода и элюат могли непре-. рывно подводитьсл и отводиться из установки, несмотря на периодичность процессов в колонках 1 - 4, которые тоже соединены между собой параллельно через распределительные устройства. Например, согласно чертежу в колонке 3 начинается процесс регенерации, а в колонке 4 - заканчивается, при этом вода по трубе 31 поступает в полость корпуса 23 и затем по трубе 10 попадает в колонку 3, А из колонки 4 в это время вытекает элюат по трубе 12, полость корпуса 24 и через трубу 32, Кода колонка 3 заполнится водой, орган 27 повернется на 90 и займет положение как орган 28, а.гот займет положение как орган 25 и перекроеттрубу 12, В колонку 4 начнет поступать раствор, т,к. орган 20 будет в противофазе органу 28, т.е, займет положение как орган 17, Камера 24 будет отсечена от колонки 4 и подача воды в нее вместе с раствором будет невозможна,При работе установки не происходит смешения раствора с элюатом, т,к. они удаляются из колонок полностью благодаря расположению запорно-распределительных устройств и всех коммуникаций ниже колонок. При этом запорно-распределительные устройства находятся на одном уровне и работают синхронно, например, соединены одним валом от электропривода.Формула изобретения Сорбционная установка, включающая последовательно соединенные между собой колонки, заполненные ионитом, и систему трубопроводов с запорной арматурой для подвода элюата и раствора и переключения колонок на сорбцию или регенера цию, отличающаясятем,что,сцельюповышения эффективности работы за счет исключения перемешивания элюата и раствора, каждая колонка снабжена двумя, параллельно соединенными между собой 10 запорно-распределительными устройствами,одно из которых - для проведения сорбции, а другое - для проведения регенерации, при этом запорные органы распределительных устройств каждой колонки установлены с 15 угловым сдвигом на 180 относительно другдруга и на 90 относительно запорного органа распределительного устройства соседней колонки,