Ионообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1047489 А(5 П В 01 Р 15/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙФ(46) 15.10.83. Бюл, 9 38 (72) Л,А, Полосухина, А.Н. Стрекицын, О.И. Михайлик, С.В, Антонов, М.С. Панарский и Ю.И. Брацлавский (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод и Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) .66,067.022(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 Б 16414, кл. В 01 Р 23/20, 1973.2. Авторское свидетельство СССР М 166650, кл. В 01 П 15/04, 1964. (54)(57) ИОНООБМЕННЫй АППАРАТ, содержащий установленную с воэможностью вращения вокруг вертикальной осицилиндрическую обойму с размещенными по ее окружности ионообменны"ми колонками и неподвижно установленное средство для подачи в колонки исследуемой и регенерирующейжидкостей, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения постоянной скорости подачи исследуемойи регенерирующей жидкостей, он снабжен жестко прикрепленным к колонкам кольцевым лотком, разделеннымвертикальными перегородками на сек-.ции, и в кандой секции лотка выполнено отверстие, расположенное надверхним торцом соответствующей колонки,Изобретение относится к исследованию жидкостей при помощи ионитов, в частности для обогащения пробы определенными компонентами, например тяжелыми металлами, и последующего автоматического определе ния их концентрации.Известен ионитный фильтр Непрерывного действия, включающий вращающийся вокруг вертикального полого вала корпус, заполненный фильтру ющим материалом, привод, трубопроводы для подачи рабочего, регенерирующего и промывочного растворов, разгрузочный коллектор и основание. В этом фильтре корпус выполнен в 15 виде кольцевой камеры, под которой на основании жестко закреплен разгрузочный коллектор, разделенный перегородками на секции соответственно числу трубопроводов подаваемых растворов, стационарно установленных в полом валу и снабженных насадками 1 3.Однако у этого ионитного фильтра низкая частотэ выдачи обогащенной пробы и низкая избирательность при фильтрации многокомпонентных растворов, в частности сточных вод. Кроме того, этот фильтр не обеспечивает необходимой стабильности процессов сорбции и не может функци онировать в автоматическом режиме. 20 Наиболее, близким к изобретению является ионообменный аппарат, содержащий установленную с воэможностью вращения вокруг оси цилиндрическую обойму с размещенными по ее окружности ионообменными колонками и неподвижно установленное средство для подачи в колонки исследуемой и регенерирующей жидкостей 40 в виде горизонтальных плит с отверстиями 2 3Однако известное устройство не. обеспечивает достаточной точности определения степени концентрирова с; ния элементов в исследуемой жидкости. Указанный недостаток обусловлен тем, что конструктивное выполнение известного ионообменного аппарата предполагает неравномерную периодическую ) подачу исследуемой и регенерирующей жидкостей в ионообменные колонки. При этом из-за непостоянства скорости подачи рабочей и регенерирующей жидкостей не обеспечивается подготовка пробы для последующего определения химического состава с достаточной точностью.Цель изобретения - обеспечение постоянное скорости подачи иссле-дуемой и регенерирующей жидкости. 60Поставленная цель достигается тем, что ионообменный аппарат, содержащий установленную с возможност тью вращенйя вокруг вертикальной оси цилиндрическую обойму с разме щенными по ее окружности ионообменными .колонками и неподвижно установленное средство для подачи в колонки исследуемой и регенерирующей жидкостей, снабжен жестко прикрегленным к, колонкам кольцевым лотком, разделенным вертикальными перегородками на секции, и в каждой секции лотка выполнено отверстие, расположенное над верхним торцом соответствующей колонки.На фиг, 1 изображен ионитный фильтр, общий вид, в аксонометрии, разрез; на фиг. 2 - блок-схема установки автоматического анализа; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.Ионитный фильтр содержит прикрепленный к основанию корпуса 1 привод 2 с вертикально установлен ным валом 3, на котором жестко закреплена выполненная кольцеобразной обойма 4, под последней установлен прикрепленный к основанию корпуса 1 кольцевой разгрузочный коллектор 5.В обойме 4 по окружностям, концентричным оси вала 3 в один или более рядов установлены ионообменные колонки б, которые заполнены ионообменным материалом. Ионообменные колонки в каждом ряду заполнены ионитом одной марки, в разных рядах колонки заполняются ионитом разных марок.Количество ионообменных колонок в одном ряду определяют по соотно- шениюгде и - количество ионообменных колонокТ - время подачи рабочего раствора;Т - время подачи промывочногоги регенерирующего растворов;Т - время подачи промывочного3раствора,суммарное время транспортировки обогащенного регенерирующего раствора из разгрузочного коллектора в автоматический анализатор и определения его состава.,В обойме 4 над ионообменными колонками 6 закреплен выполненный кольцеобраэным приемный кольцевой лоток 7, который перегородками 8 разделен на секции, количество последних устанавливают равным количеству ионообменных колонок бЛоток 7 имеет дополнительные кольцевые перегородки 9, которыми образованы кольцевые полости лотка 7, и число кольцевых полостей соответствует числу рядов ионообменных.колонок 6 в обойме 4. Выход иэ каждой секции лотка 7 расположен над закрепленной иод ней ионообменной колонкой 6. Над лотком 7 в корпусе 1 закреплены выходные концы трубок 10 для подачи рабочего раствора, трубок 11 для подачи промывочного раствора и трубок 12 для подачи регенерируюшего раствора в приемный лоток 7.Разгрузочный коллектор 5 разделен перегородками 13 йа секции, а кольцевыми перегородками 14 разделен на кольцевые полости, Число последних соответствует числу рядов ионообменных колонок 6 в обойме 4, Выход каждой иэ ионообменных колонок 6 расположен над разгрузочным коллектором 5, каждому ряду ионообменных колонок 6 соответствует кольцевая, разделенная на секции полость разгрузочного коллектора 5. Однако группа секций разгрузочного коллектора 5 соединена с системой сброса 15, другая группа секций соединена с автоматическим анализатором 16.Выходные концы трубок подачи рабочих растворов 10 установлены так, что в исходном положении они находятся вблизи перегородок 8 приемного лотка 7. Если обойма 4 начнет вращаться, то каждая секция приемного лотка должна пройти под выходными концами трубок пода.ви рабочего раствора 10. Выходные концы трубок подачи регенерирующего и промывочного растворов 11 и 12 расположены вдоль дуги секции приемного лотка 7 так, что при вращении обоймы очередная секция проходит последовательно в течение определенного времени под выходным концом трубок подачи промывочного .11 и регенерирующего 12 растворов. Трубки 10 - 12 подачи растворов снабжены управляющими элементами, представляющими собой прижимные устройства 17, соединенные с програм мным блоком, в качестве которого используется программный барабан 18 с кулачками 19, управляющими прижимными устройствами 17.В исходном положении программный ,блок обеспечивает такое состояние прижимных устройств 17, что все трубки 10 - 12 подачи растворов пережаты, и растворы в секции приемного лотка 7 не поступают. Входные концы трубок подачи рабочих растворов соединены с магистралью 20, по которой подается подлежащий обогащению и последующему анализу рабочий раствор. Входные концы тру-, бок подачи промывочных и регенерирующих растворов соединены соот,ветственно с емкостями 21 и 22, 55 60 65 осуществляется повторная промывка первой ионообменной колонки, после чего она своей секцией приемного лотка подходит к первой трубке подачи рабочего раствора. Общее время прохождения секции приемного лотка 7 под концами трубок подачи промывочного и регенерирующего растворов 11 и 12 выбрано равным С.Вторая секция приемного лотка 7, расположенная последовательно эа первой, подходит к выходному консодержащими промывочный и регенери-рующий растворы,Устройство работает следующимобразомПри включении ионитного фильтра5 прийод 2 вращает вал 3, обеспечиваявращение программного барабана 18и обоймы 4. По заданной программепоследовательно через трубки подачи растворов 10 - 12 через соответствующие секции приемного лотка 7в ионообменные колонки 6 от магистрали 20 подается рабочий растворот емкостей 21 и 22 промывочный ирегенерирующий. Проходя через ионо"обменные колонки, рабочий и промывочный растворы поступают черезсоответствующую секцию разгрузочного коллектора 5 в систему сброса 15,а обогащенный регенерирующий раствор - на автоматический анализа 20 тор 16, При включении кулачки 19программного барабана 18 взаимодействуют с пережимными устройствами 17 таким образом, что сначалаоткрывается первая трубка 10 пода 25 чи рабочего раствора, через временной интервал С, определяемый необходимои частотой подачи обогащен,ной пробы на автоматический анализатор 16 (фиг, 2), открывается30 вторая трубка 10 подачи рабочего раствора, затем третья и т.д.За время полного оборота обоймы4 каждая из ионообменных колонок 6соответствующей секцией приемноголотка 7 попадает под выходные концы рабочих 10, промывочных 11 ирегенерирующих 12 трубок подачи раст.воров. Так первая ионообмемная колонка 6 проходит своей секцией приемного лотка 7 за временной интервал С под одной трубкой подачи рабочего раствора 10, за 2 с - под дву"мя, эа ЗС - под тремя и т.д. Общеевремя прохождения ионообменной колонки 6 под всеми трубками подачи ра 45 бочего раствора 10 составляет Т , Далее в эту же колонку через свою секциюприемного лотка 7 в течение временного интервала Т поступают про 2мывочный и регенерирующий раство 50 ры. Обогащенный регенерирующийраствор с выхода первой ионообменной колонки попадает в одну из секций разгрузочного коллектора 5 вмомент времени Т+ Т 2. В течение .Тзцу первой трубки подачи рабочего раствора 10 на с мин. позже первой, третья секция - на 2 с мин позже и т.д, Обогащенный регенерирующий раствор с выхода второй ионообменной колонки б поступает в соответствующую секцию разгрузочного коллектора 5 в момент Т+ Т + С, с выхода третьей ионообменной колонки в момент Т + Т + 2 С и т.д. Таким образом обеспечивается временным интервалом т необходимая частота поступления обогащенной пробы на автоматический анализатор.В связи с тем, что состав анализируемого раствора может быть достаточно сложен, одна марка ионита не позволяет осуществить сорбцию всех необходимых ингредиентов, В этом случае первый ряд ионообменных колонок заполняется маркой ионита, избирательной к одной группе веществ, второй ряд - к другой и т.д.При многорядной установке ионо,обменных колонок б в обойме 4 функционирование устройства осуществляется аналогично однорядному варианту. Отличием является то, что раст-воры в каждую секцию приемного лотка 7 поступают по нескольким трубкам, соответствующим количеству рядов ионообменных колонок, из ионообменных колонок растворы выливаются в соответствующие кольцевыеполости разгрузочного коллектора 5,из которых рабочий и промывочныйрастворы поступают в систему сбро са 15, а обогащенный регенерирующийраствор поступает на автоматическийанализатор 16. Таким образом обеспечивается повышение избирательности обогащения пробы.В целом предлагаемый ионитныйфильтр обеспечивает повышение частоты выдачи обогащенной пробы дляпоследующего автоматического анализа и повышение избирательностиобогащения. Применение ионитногофильтра на входе автоматическогоанализатора концентрации тяжелых металлов расширяет область использования последнего в автоматическихсистемах управления водоохраннымикомплексами в качестве датчика информации состояния водного объекта.1047489 Парфенова Тираж 688дарственного комитетаизобретений и открытиа, Ж, Раушская наб. 113 д,4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 едактор Такаэ 7797 ИИПИ Гос по делам 35, Моск Составитель С. Красносельска Техред Ж. Кастелевич Корректор Ю,МакаренкоПодписное