Іонообмінна колона
Республік ()657835 (6l) Додаткове до авт. свнд-вувЂ" і (5l) М. Кл.
В О1.1 1/О6 (22) Заявлено 26.04.76 (21) 2351904/23-26 з приєднанням заявки №вЂ” (23) ПркоритетГесуааретваннмй намнтет
СРСР у справах нзойретвнй н втирається
Опубліковано 25.04.79. Бюлетень №15
Винахід відноситься до хімічного машинобудування, а саме до іонообмінних колон для вилучення різних елементів иэ розчинів при гідрометалургійних процесах.
Відома іонообмінна колона, що включає корпус з конічним днищем, бункер завантажувальний сорбенту. замикаючий конус-розподільник сорбенту, дренаж у вигляді сіток з фільтруючим матеріалом із суміші твердих частинок і частинок еластичного матеріалу, пристрій для введення розчину та патрубків для виведення сорбенту.
Однак при великих швидкостях потоку розчину еластичний матеріал стискується і різко знижує дренажну здатність, що знижує ефективність процесу.
Наявність сіток, між якими розміщений фільтру, * загальний матеріал, органічує його рухливість, а при забиванні потрібна перебірка фільтруючого матеріалу, Мета винаходу - підвищення ефективності процесу, зниження експлуатаційних витрат, забезпечення самоочищуваності фільтруючого матеріалу і створення рівномірного розподілу потоків розчину.
Для цього дренаж виконаний у вигляді кільцевої камери і встановленої коаксіально кільцевої перегородки, нижня частина якої не доходить до дна камери, а верхня, з'єднана з замикаючим конусом.
Для рівномірного розподілу потоків пристрій для введення розчинів виконано у вигляді камери з тангенціальними щілинами та встановлено на конічному днищі колони.
Як фільтруючий матеріал застосований зернистий матеріал з розмірами та питомою вагою зерен, більшим ніж у зеренсорбенту.
На фіг. 1 представлена іонообмінна колон. на, загальний вигляд; на фіг. 2 вЂ" розріз А вЂ" А фіг. 1.
Іонообмінна колона містить корпус I c конічним днищем 2, пристрій для введення
26 розчинів у вигляді камери 3, патрубок 4 для виведення розчину, патрубок 5 для виведення, сорбенту, завантажувальний бункер 6 сорбенту, замикаючий конус вЂ" розподільник 7 сорбенту, кільцеву
657835 камеру 8, фільтруючий матеріал 9 і кільцеву перегородку 10, верхня частина якої з'єднана з замикаючим конусом - розподільником іоніту (сорбенту).
Іонообмінна колона працює в такий спосіб.
Корпус 1 іонообмінної колони завантажується сорбентом через завантажувальний бункер сорбенту, потім через пристрій 3 нагнітають розчин, який, проходячи через тангенціальні щілини, надходить у конічне днище 2 корпусу колон. ні, рівномірно розподіляючись по всьому перерізу колони.
Сорбент потоком розчину піднімається і еа жимається в колоні зверху замикаючим конусом вЂ" розподільником 7 сорбенту, а знизу напором розчину, що надходить. Розчин, рівномірно фільтруючись через стовп сорбенту в колоні, надходить у кільцеву камеру 8 і дренуючи через матеріал 9 (на-i приклад, нержавіючий сталевий дріб), виводиться через патрубок 4 з колони. Так як швидкість потоку для винесення нержавіючої сталевої дробу велика (150 вЂ" 200 м/год),а процес іонного обміну в колонах ведуть при швидкостях потоку розчину порядку 50 вЂ" 100 м/год, то виносу дробу з дренажу не відбувається, Таким чином, зміною тиску на фільтруючий дріб у процесі роботи іонообмінної колони можна проводити її зсув і тим самим здійснювати самоочищення.
При досягненні. певної ємності сорбенту йо корисному компонен .ф подача розчину в корпус 1припиняється, відкривається запірний пристрій (на кресленні не показано), сорбент з розчином опускається і вивантажується з колони через патрубок 5. Одночасно з цим сорбент надходить із завантажувального бун,кера б під дією власної ваги в еапір розподільник сорбенту 7 і заповнює звільнене вгору простір.
При осіданні сорбенту і розчину вниз при розвантаженні розчин виводиться з корпусу кільцевої камери 8 і зворотним потоком вимиває застрягли в граничному шарі дробу зерна сорбенту.
У такому самому порядку цикл роботи іонообмінної колони повторюється.
Пропонована колона. забезпечує відмову від використання дорогих нержавіючих сталевих сіток. їх ремонту та заміни; самоочищення дренажу за рахунок рухливості зернистого фільтруючого матеріалу при зміні швидкості потоку розчину, а також при зворотному ході розчину при вивантаженні сорбенту; довговічність роботи зернистого фільтруючого матеріалу, Крім того, при аварійному перевищенні тиску в колоні зернистий матеріал має можливість переміщатися в дренажі, аж до виносу, виключаючи розрив колони, а введення розчину через тангенціальні щілини забезпечує створення рівномірного потоку розчину в колоні, 1О Пропонована іонооб 35 мм та висотою 1200 мм була випробувана на підприємстві-заявнику в лабораторних умовах. Як зернистий матеріал використовувався свинцевий дріб діаметром 2 мм при
1 $ висоті шару 20 мм. Розмір зерен сорбенту О,бвЂ", 1мм.
На моделі проводилися лише випробування на швидкість проходження рідини через шар сорбенту та зернистий матеріал.
26 В результаті досвіду встановлено, що лінійна швидкість становить 150 вЂ" 200 м /год, причому з основна втрата напору розчину відбувається в шарі сорбенту,опір шару дробу незначно; шар зернистого матеріалу (свинцевий дріб) повністю затримує зерна сорбенту, а забивання. шару зернистого фільтруючого матеріалу не відбувається.
Пропонована іонообмінна колона проста в конструктивному виконанні та експлуатації, ЗЕ і економічна, Формула винаходу
1. Іонообмінна колона, що включає корпус
ЗЗ з конічним днищем, завантажувальний бункер сорбенту, замикаючий конус, дренаж з фільтруючим матеріалом, пристрій для введення розчину і патрубки для виведення сорбенту і розчину, о т л і ч а ю ш а я з тим, що, з метою по.
46 підвищення ефективності процесу, зниження експлуатаційних витрат, забезпечення самоочишування фільтруючого матеріалу і створення рівномірного розподілу потоків, дренаж виконаний у вигляді кільцевої камери і встановлений45 ної коаксіально їй кільцевої перегородки, нижня частина якої не доходить до дна, а верхня з'єднана з замикаючим конусом.
2. Колона п, 1, відрізняється тим, що пристрій введення розчину виконано
Ю у вигляді камери з тангенційними щілинами.
3. Колона за п. 1, яка відрізняється тим, що фільтруючий матеріал виконаний езернистого матеріалу з розміром і питомою вагою більше, ніж у зерен сорбенту.
Упорядник А. Сондор
Редактор Л. Народна Техред М.Бабурка Коректор В.Синицька
Замовлення 1928/5 Тираж 876 Передплатне
ЦНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035. Москва, Ж-35, Рауська наб., д. 4/5
Філія 1111П "Патент", r. Ужгород, вул. Проектна, 4