Ионообменный аппарат

т"ее,к ъьнСА"Н Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 2 1.11.77 (21) 2540003/23-26с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.3 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(088, 8) Дата опубликования описания 30.12.80(54) ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к конструкциям ионообменных аппаратов и можетбыть использовано в химической, горно-металлургнческой, пищевой, фармацевтической, теплоэнергетической и 5других отраслях промышленности, вкоторых применяются ионообменные процессы,Известен ионообменный аппарат,содержащий вертикальный цилиндрический 10корпус, закрепленное на корпусе дренажное устройство и устройство вводаи вывода жидкости и ионита (1,К недостаткам известного аппарата следует отнести большие проиэвод" 15ственные площади, высокую степеньразрушения и сложность осуществлениярегенерации ионита в многостадийныхрегенерационных процессах,С целью интенсификации процесса ,9и уменьшения разрушения ионита, апПарат снабжен коаксиально закрепленной на корпусе вверхней его частицилиндрической обечайкой с коническим днищем. и вертикальными перегородкеми, расположенными в обечайке иделящими ее на соединенные между собой секторные камеры,Дополнительно с целью перемешивания жидкости и ионита в секторных 30 2камерах он снабжен установленным снаружи корпуса и соединенным с коническим днищем обечайки тороидальным гаэораспределителем и установленным в корпусе на уровне газораспределителя клапаном перетока ионита и циркуляционной трубой, соединяющей верхнюю часть цилиндрической обечайки с устройством вывода ионита, которое выполнено в виде мембранного клапана,На фиг.1 изображен продольный разрез аппарата; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг,1; на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг,2.Ионообменный аппарат содержит кор-. пус 1, штуцер 2 для подачи раствора на ионообмен, распределитель 3, сборник 4 обработанного раствора с фильтром 5 и штуцер 6 для его отвода. В нижней части корпуса размещен регулятор 7, соединякщий штуцер 8 подачи управляемого мембраной 9 импульса и циркуляционную трубу 10 для подачи ионита на регенерацию и промывку, В днище корпуса размещена сливная труба 11 склапаном 12. Верхняя часть корпуса является накопителем 13 и содержит диафрагму 14 с клапаном 15 перетока ионита, цилиндрическую обечайку 16, разделенную на три сектор0. Таким образом, эа время цикла од 20 В аппарате высота корпуса от регулятора 7 до распределителя 3 превышает высоту от фильтра 5 до клапана 15. После того как слой опустится, весь ионит из накопителя пройм дет через клапан 15, который. будетзакрываться уже в чистом растворе,без присутствия частиц ионита междуклапаном и диафрагмой 14. С подачей.давления в корпус аппарата слой поднимается и плотно прижимает клапан15 снизу. Так же работает клапан 12,После посадки слоя ионит попадаетв нижнюю часть сливной трубы 11. Вэтот момент начинают цикл - подаютраствор в штуцер 2, Повышейие давления закроет клапан 12, отработанныйионит будет выдавливается через мембрану 9, а ионит иэ трубы 11 самопроизвольно ссыплется и попадает врегенератор,40 формула изобретения 45 50 40 ных камеры 17, 18 и 19, а также кольцевой отбойник 20. 06 ечайка 16 с помощью конического днища 21 крепится на тороидальном газораспределителе 22, имекщем штуцер 23 подвода газа для перемешивания ионита и раствора в кольцевом .пространстве между (корпусом и обечайкой. Верхний конец циркуляционной трубы 10 расположен в камере 17, которая разделена с камерой 18 перегородкой 24, имеющей переток 25 для движения ионита. Камера 18 является регенератором ионита и содержит штуцер 26 для подачи реге- ,нерационного раствара, который выводится через сливную воронку 27,Регенератор разделен полуперегородками 28 на секции, в которых ионит движется против часовой стрелки, а регенерационный раствор противотоком к нему. В камере 19 размещен штуцер 29 подачи воды для отмывки ионита от регенерационного раствора и сливная воронка.30 для ее удаления. В последней секции промывного отделения выполнена воронка 31, имеющая отвод 32, расположенный по центру накопителя 13. При работе ионообменного аппаратаобрабатываемый раствор подается черезштуцер 2 под давлением, которое достаточно, чтобы прижать слой ионитавверх и прокачать через него обрабатываемый раствор, удаляемый черезфильтр 5 в сборник 4, За счет давления внутри колоны клапаны 12 и 15 закрыты, а через кольцевую мембрану 9выдавливается обрабатываемым раствором отработанный ионит,Раствор подают через штуцер 2 дотех пор, пока не отработается слойионита между распределителем 3 ифильтром 5, т,е. до начала проскокаудаляемого иона, После этого прекращают подачу раствора, давление в корпусе падает и клапаны 15 и 12, опускаясь вниз, открываются. Раствор сливается через клапан 12, а слой ионита (от отвода 32 до распределителя 3)начинает опускаться вниз, причем регенерированный Промытый ионит из накопителя 13 через клапан 15 попадает в колонну, После этого вновь включают подачу раствора через штуцер 2,и цикл повторяется,Часть ионита, опустившаяся в корпусе ниже распределителя 3, начинаетвыдавливаться раствором через мембрану 9 в камеру 17, где раствор сливается в воронку 33 и возвращается наионообмен, а ионит через переток 25попадает в регенератор 18, где навстречу иониту движется регенерационный раствор, Далее ионит движетсячерез переток 34 в промывную камеру19, в которой остатки регенерационного раствора отмываются водой, В последней секции камеры 19 отрегенерированный ионит вместе с частью воды через воронку 31 вновь попадает в накопитель 13,Движение ионита по камерам 17, 18,49 осуществляют за счет создания трехфазного слоя с помощью инертного газа(воздуха), подаваемого через штуцер23 в тороидальный газораспределитель22. Ионит и раствор перемешивают газом (стрелки В) в замкнутом контуре,что достигается за счет отбойника 20,новременно со стадией ионообмена,ионит выдавливается через мембрану 9,регейерируется, промывается и собирается в накопителе 13. Совмещение ионообмена в плотном слое и регенерации ионита в трехфазном позволяет уменьшить степень разрушения гранул приработе аппарата. 1, Ионообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, закрепленное на корпусе дренажное устройство и устройства ввода и вывода жидкости и ионита, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и уменьшения разрушения ионита, он снабжен коаксиально закрепленной на корпусе в верхней его части цилиндрической обечайкой с коническим днищем и вертикальными перегородками, расположенными в обечайке и делящими ее на соединенные между собой секторные камеры. 2, Ионообменный аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью перемешивания жидкости и ионита в секторных камерах, он снабжен установленным снаружи корпуса и соединенным с коническим днищем обечайки тороидальным газораспределителем.791416 И 3 Рис 3Ионообменный аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен установленным в корпусе на уровне гаэораспределителя клапаном перетока ионита и циркуляционной трубой, соединяющей верхнюю часть цилиндрической обечайки с устройствомвнво,а да ионита, которое выполнено в видемембранного клапана,Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе 1, Цветиая металлургия, 1974,У 1 с.53 (прототип).791416 иг,д Составитель А.ТарасовРедактор Г,Пилипенко Техред Н,Граб Коррек Папп Заказ 9169/ ИИП 30 филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 809 Государственного елам изобретений Москва, Ж, Ра Подписномитета СССРоткрытийкая наб., д.4/5