Аппарат для сорбционных процессов

1 ОП ИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоцкалкстическикРеспублик(51) М. Кл. В 01 3 1/06 с присоединением заявки М Государственный квинтет СССР па делан изабрвтеиий и атирцтий(23)приоритет Опубликовано 15.07.80, Бюллетень М 26 Дата опубликования описания 18,07.80(54) АППАРАТ ДЛЯ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 1Изобретение относится к конструкциямсорбционных устройств для обработкирастворов, пульп и суспензий с использованием гранулированных сорбентов,преимущественно ионообменных смол иможет найти применение в производствевысокочастотной керамики для обесыелачивания суспензий керамических масс,а также в гндрометаллургни цветныхметаллов в различных областях хими 10ческой промышленностиИзвестны сорбцнонные аппараты, содержаыне вертикальный корпус, разме- .шенную по оси корпуса циркуляционнуюэрлифтную трубу и штуцеры ввода и выво 15да компонентов 111,Известные аппараты работоспособнытолько при условии, что плотность ионита (сорбента) выше плотности обрабатываемой среды (раствора, пульпы и др.).Недостатком аппаратов является их низкая производительность, так как они работают при сравнительно узком диапазоне допустимых скоростей подачи исход 2ного раствора-пульпы, при которых сохарняется устойчивый псевдоожиженный слой без уноса сорбента.Известен также аппарат для сорбционных процессов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенную по оси корпуса циркуляционную трубу, напорную трубу, размещенную внутри циркуляционной трубы и штуцеры ввода и вывода фаз 2 .Недостатком известного аппарата является недостаточная эффективность процесса и отсутствие регулирования пропускной способности аппарата,С целью интенсификации процессов за счет регулирования пропускной способности аппарата, он снабжен закрепленным в верхней части корпуса коническим козырьком, размещенным на коническом козырьке перфорированным цилиндром и расположенной под коническим козырьком обечай. кой с лопатками, закрепленной на циркуляционной трубе, которая установлена,с40 3 7475возможностью перемещения в вертикальном направлении,На чертеже изображен продольныйразрез общего вида аппарата.Лппарат для сорбционных процессовсодержит щидпндрическнй корпус 1 с вентилем 2 для выгрузки нз аппарата насьаце 1 щого сорбента, горловину 3 с патрубком 4 для слива обработанной суспеизии и крышку 5 с патрубком 6 для загрузки свежего сорбента,Внутри аппарата размещено транспортирующее средство, имеющее ца входециркуляционную трубу 7, в которую через крышку 5 аппарата введена псьдающая напорная труба 8 для подачи ис=ходной суспензииТраспортирующее средство выполнено в виде струйного насоса,образованного сочетанием нижнего кон-ца трубы 8 и насадка 9, смонтирован Оного на нижнем конце циркупяциоцнойтрубы 7.На верхцел коц 1 ье последней закреплен заборцик 10В верхней асти корпуса 1 аппаратснабжен кольцевым конусным козырьком 11 на котором внутри горловины 3вертикадьцо закреплен перфорированныйцилиндр 12, образуя с заборннком 10разделительную полость 13, а с горловиной 3 и кольцевым коцуспым козь 1 рьком 11 - кошектор 14 для сбора обработанной суспецзии. Между стенкамициркуляционцой трубы 7 и подающейтрубы 8 имеется кольцевой каца, 1535для транспортировки сорбецта из разделительной полости 13 в смеситедьнуюкамеру 16 струйного насоса,На верхней кромке забо 5 ника 10 закреплена обечайка 17 с лопатками 18по наружной поверхности. Заборник 10с обечайкой 17 может быть смонтирован с возможностью перемещения повертикали и фиксации в задашом положении. Лопатки 18 могут быть выподно 1 п по эвольвецте цдн л 1 обым известнымспособом.Обечайка 17 с лопатками 18 и внутренняя поверхность кольцевого конусногокозырька 11 образу 1 ат профидированцыеканады 19 ддя перетекания рабочей смеси цз реакционной емкости 20 в разделительную полось 13.Аппарат работает следующим образом. 55Исходная суспензия (раствор) непрерывно подается в аппарат под напоромпо трубе 8. Одновременно с подачей 08 4суспензии через патрубок 6 осуществляется загрузка в аппарат необходимого коли 1 ества сорбепта. Последний из патрубка 6 попадает в разделительную полость 13 и по кольцевому каналу 15поступает в смесительную камеру 16струйного насоса, где происходит перемешивацие сорбецта с исходной суспензией и образование рабочей смеси.Раоочая смесь выходит из насадка 9,заполняет реакционную емкость 20 аппарата и цепрерыв 1 о движется снизу вверхза счет гидравлического напора, создаваемого стоуйным насосом,После заполнен 1 я реакционной емкости 20 рабоча смесь через профилированные каналы 19 начинает перетекать вразделительную полость 13,Лри прохожде;гии через профидированнь 1 е канады 19 происходит ускорение потоон рабочей смеси и одача его по касательным к внутренней поверхности заборнпка 10, происходит "закрутка" потока с общей направленностью его вциж 11 о 1 о часть заборника 10, При этомдостигается непрерывное вращение столба рабочей смеси в разделительной нотост 11 13. Кроме того, прц прохождениирабочей слесп через профнлнрованныеканады 19 происходит удале 1 п 1 е залцва 1 ощнх цаслоенцй с гранул сороепта -межоперацпонцая очистка его.В зоцс раздслепия 13 часть рабочейсмеси под воздействием гравитационнойсоставляющей и в 1:асывающего действия,создаваемого струйным насосом, направляется в нижнюю часть заборника 10,Другая часть рабочей смеси достигает ци 11 индр 12, где в результате фильтрации происходит отделение гоанудсорбецта от обработанной суспензии.Задержанные сеткой гранулы сорбентанепрерывно смываются вращающимсястопбом рабочей смеси в разделительнойполости 13 и цаправляотся в нижнюючасть заборника 10.Кроме этого, вращающийся столбрабочей смеси способствует прохожденпообработаной суспецзии через цилиндр 12способствует процессу фильтрации,Отдедещ 1 ый сорбент с частью суспецзии из нижней части заборника 10 транспортируется по кольцевому каналу 15(происходит лежоперациоцная очисткасорбента) в смеситедьцу 1 о камеру 16струйного насоса ддя последующего образования с подаваемой по трубе 8 суспензпей очередной порции рабочей смеси.5 747 Процесс образования рабочей смеси происходит непрерывно.Обработанщя суспензия из верхней час ти разделительной полости 13 через цилиндр 12 стекает в коллектор 14 и выводится иэ аппарата через патрубок 4.При нестабильной подаче в аппарат исходной суспензии через подающую трубу 8, а также при частичном засорении цилиндра 12 уровень рабочей смеси в разделительной полости 13 может изменяться.В целом аппарат работает по замкнутому циркуляционному контуру с. принудительной системой разделения рабочей1 смеси, обеспечивающему непрерывную циркуляцию. сорбента внутри аппарата до его полного насыщения. Путем перемещения заборника 10 с обечайкой 17 по вертикали с последующей фиксацией в заданном положении изменяют проходное сечение профилированных каналов 19 в зависимости от концентрации обрабатываемой суспензия и размеров гранул сорбента.После насьпцения сорбент выводит- ся из аппарата через вентиль 2 на регенерацию. Последняя может быть произведена непосредственно в аппарате путем подачи в нужной последовательности нромывочной воды и регенерирующего раствора без остановки аппарата.Повышение пропускной способности аппарата определяет большую производительность его,Конструкция аппарата, обеспечивающая наиболее полное использование обменной емкости сорбента, позволяет экономить 508 6сорбент нри сорбционных реакциях, снижает затраты на проведение процесса, повышая его эшфективность.Конструкция аппарата позволяет также легко автоматизировать процесс при обработке суспензий и растворов и обеспечивает работоспособность как в качестве индивидуального сорбшюнного устройства, так и в составе батареи сорбционных аппаратов,Формула изобретения1. Аппарат для сорбционных процессов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенную по осикорпуса циркуляционную трубу, апорнуютрубу, размещенную внутри пиркуляционнойтрубы, и штуцеры ввода и вывода фаз,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сцелью интенсификации процессов за счетрегулирования пропускной способностиаппарата, он снабжен закрепленным вверхней части корпуса коническим козырьком, размещенным на коническом козырьке перфорированным цилиндром и расположенной под коническим козырькомобечайкой с лопатками, закрепленной нациркуляционной трубе, которая установленас возможностью перемещения в вертикальном направлении.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Касаткин А. Г, Основные процессыи аппараты химической технологии. МТираж 809 ПодписНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская набд аказ 430 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна дактор Н. Горват2/2 остаюитель Л. ТарасовТехред О, Андрейко Коррект Синицк