Массообменный аппарат

(19) 011 51)5 В 01 О 5/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1284519, кл. 8 01 0 3/32, 15/02,1987.(51) Изобретение относится к конструкциям колонных аппаратов и предназначено дпя использования в химическойпромышленности, гидромет аплур гни редких и цветных металлов при осуществлении противоточных массообменных проИзобретение относится к конструкциям колонных аппаратов и предназначено для использования в химической проюпиленности, гидромет аллур гии редких и цветных металлов при осуществлении противоточных массообменных процессов в системе жидкость - твердое тело, таких, как классификация пульп с одновременной промывкой песков, сорбция растворимых веществ ионнообменными смолами и др.Цель изобретения - уменьшение потерь растворимых веществ за счет вывода нэ аппарата более плотной пульпы аНа фиг, 1 представлен массаабменный аппарат, общий вид; на Фиг. 2 -цессов в системе жидкость-твердое тело. Изобретение позволяет уменьшитьпотери растворимых веществ за счетвывода из аппарата более плотной пульпы. Это достигается тем, что цилиндрическая часть верхней отстойной камерыснабжена коническим элементом с трапецеидальными прорезями, оснащеннымисеткой, расположенным над сетчатойконической обечайкой и установленнымс возможностью перемещения в вертикальном направлении, и комбинирован"ной шаровой насадкой, расположенноймежду сетчатой конической абечайкойи коническим элементом, При этом коническая часть верхней отстойной камеры снабжена трубопроводами с обратными клапанами, соединяющими ее сцилиндрической частью. 3 ил., 1 табл. элемент верхней отстойной камеры; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.Массообменный аппарат содержит верхнюю отстайную камеру, состоящую из цилиндрической 1 и конической 2 частей, нижнюю отстойную 3 и пульсацианную 4 камеры, реакционную камеру 5, патрубки для подвода пульпы 6 и отвода песков 7, для подвода 8 и отвода 9 ионита, для подвода промывной жидкости 10 и отвода шламовой Ф суспензии 11. Цилиндрическая часть 1 Щ верхней отстойной камеры и реакционная камера 5 снабжены контактными зле ментами 12, а коническая часть 2 камеры - пакетам усеченных конусов 13 и конической трубой 14. Цилиндричес 1623684кая часть верхней отстойной камерыснабжена также сетчатой коническойобечайкой 15, коническим элементом 16с трапецеидальными прорезями 17, оснащенными сеткой, и комбинированной(тонущей 18 и плавающей 19) шаровойнасадкой, Кроме этого, массообменныйаппарат содержит трубопроводы 20 собратными клапанами 21,1 ОМассообменный аппарат работает следукщим образом.Пульпа, содержащая твердые частицы я растворимый компонент, через патрубок 6 подается в коническую трубу14 конической части 2 верхней отстойной камеры, Снизу через патрубок 10поступает промывная жидкость. Выделенный крупнодисперсный материал взаимодействует с промывной жидкостью в камере 5, сгущается в нижней отстойнойкамере 3 и выводится иэ аппарата через патрубок 1. Шламовая суспензия(гидросмесь из раствора и тонкодисперсного твердого материала) восходящимпотоком увлекается вверх, проходитпоследовательно через пакет прямыхусеченных конусов 13, в пространствемежду шарами насадки 8 и 19, конический элемент 16 и поступает в цилиндрическую частьверхней отстойнойкамеры. Туда же через патрубок 8 подается ионит, который многократноконтактируя со шламовой суспензией,насыщается, осаждается на коническийэлемент 16 и выводится на десорбцию35через патрубок 9, Суспензия после взаимодействия с иоиитом удаляется из аппарата через патрубок 11. Объему пульпы в колонне через пульсационную камеру 4 сообщаются в оэ вр ат но-по ступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительногомеханизма. Ддя обеспечения эффективного взаимодействия крупнодисперсного 45материала с промывной жидкостью и ионообменной смолы со шламовой суспензией, а.также снижения продольногоперемещения используются контактныеэлементы 12.Перед выгрузкой ионита с помощью того или иного механизма опускают конический элемент 16 таким образом, чтоон плотно прижимает первую шаровую насадку 18 и 19 к сетчатой коническойобечайке 15, В результате такого мг 55ханического действия над сетчатой конической обечайкой 15 создается гидравлическое сопротивление значительной величины. Над коническим элементом 16 - во всем объеме цилиндрической частиверхней отстойной камеры - практически исчезает пульсация,Создается благоприятная гидродинамическая обстановка для сгущения пульпы ионообменной смолы. За счет гидравлического напора открываются обратные клапаны 21 и поток суспенэииустремляется иэ конической части 2верхней отстойной камеры в ее цилиндрическую часть 1 по трубопроводам20. Практически прекращается движениевосходящего потока шламовой суспензиичерез, сетчатую коническую обечайку15. После выгрузки определенногообъема насыщенного ионита коническийэлемент 16 поднимается (возвращается в исходное положение), возобновляется пульсационяое перемешивание вцилиндрической части 1 верхней отстойной камеры и движение восходящего потока шламовой суспензии последовательно через сетчатую коническую обечайку 15, комбинированную шаровую насадку 18, 19, которая расширяется и переходит во взвешенное состояние, иконический элемент 16,Таким образом, конструктивные особенности аппарата позволяют снизить пОтери ценных растворимых веществ вследствие вывода из процесса более плотной пульпы ионита.П р и м е рВ колонном аппар;теаметр реакционной камеры 0,2 м,диаметр цилиндрической части верхнейотстойной камеры 0,3 выделяют ипромывают пески из твердой фазыпульпы после выщелачивания, сорбционно извлекают молибден из растворашламовой суспензии ионитом. В первойсерии опытов испытывают массообменный аппарат, конструкция которого соответствует прототипу. Во второй серии опытов известный массообменныйаппарат дополнительно снабжают коническим элементом с трапецеидальиымипрорезями, комбинированной насадкой(тонущими и плавающими шарами диаметром 8 мм), тремя трубопроводамидиаметром 30 мм с обратными клапанами и механизмом перемещения коничес"кого элемента в вертикальном направлениии,Выщелочснлая" пульпа имеет следующие характеристики:162 Содержание Мо в жидкой фазе входящей шламовой От ноше ниеЖ:Т выгружаемой Содержание Мо в жидкой фазе Оцамовой суспензии,г/л Содержание Мо в жидкой фазе выгружаемой пул ьпы ионита,г/л Серияо пыто в пульпы ионит а суспензии, г/л 0,80 1,20 0,90 7,3: 8,2:1 6,1:1 2,4 2,3 2,3 0,008 0,009 0,008 0,09 0,08 0,09 2,3 2,4 2,3 1,й 1 0,8: 0,9: 0,010 0,008 0,009 Содержание моли 5- дена в жидкой фазе,г/л 3,8-4,0Плотность, кг/м 450-490Содержание песковкласса +О, 1 мм, 7. 37-40Исходную пульпу с расходом 4,85,0 л/мин подают в коническую частьверхней отстойной камеры, где в основном происходит гидромеханическое пазделение твердой фазы пульпы на песковую (частицы размером более 0,1 мм)и шпамовую (частицы размером менее Ц 1 мм)фракции. Снизу через ротаметр поступает вода. Расход води составлчет4,9-5, 1 л/мин. Пески, мно гокр атно контактируя с водой, сгущаются и выводятся из нижней отстойной камеры аппарата. Шпамовая суспензия поступает вцилиндрическую часть верхней отстойной камеры, в которую сверху с расходом 0,9-1,0 л/мин подается ионит,"толбу суспензии в аппарате сообщаютвозвратно-поступательные колебательиые движения (частота пульсаций0,45 с , амплитуда в реакционной камере 0,012-0,04 м). Результаты экспериментов представлены в таблице,Как видно из результатов экспериментов, в предлагаемом аппарате (вторая серия опытов) значительно снижается содержание жидкой фазы в выгружа 3684емой пульпе ионита, а также снижается содержание в ней ценного растворимого компонента. Снижение концентрации молибдена в жидкой фазе пульпы ионита наблюдается вследствие практически полного прекращения попадания раствора шламовой суспенэии с большим содержанием извлекаемого вещества (2,3- 1 О 2,4 г/л) в патрубок для отвода ионита. Формула изобретения 5 Массообмевный аппарат по авт.св. У 1284579, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью уменьшения потерь растворимь 1 х веществ за счет вывода из аппарата более плотной пуль пы, цилиндрическая часть верхней отстойной камеры снабжена коническим элементом с трапецеидальиыми прорезями, оснащенными сеткой, расположенным над сетчатой конической обечайкой и 25 установленным с возможностью перемещения л вертикальном направлении, и комбинированной шаровой насадкой, расположенной между сетчатой конической обечайкой и коническим элементом 30 кони еская часть верхней отстойнойкамеры снабжена при этом трубопроводами с обратными клапанами, соединяющими ее с цилиндрической частью.162 3684 аг. А Составитель А. Бабочкитор Л,Пчолинская Темред И.Иоргентал орректор А,Осаулен дписиое КНТ ССС Государственного комитета по изобретениям и открьпиям 113035, Иосква, -35, Раушская наб., д. 4/5 оизводс скиЯ комбинат фПатент", г. Уагород, ул, Гагарина, 101 о-изд