ионообменный аппарат

Формула изобретения

ИОНООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, средство с фильтрующей поверхностью и размещенным в нем ионитом, системы подачи и вывода ионита и раствора, отличающийся тем, что фильтрующая поверхность выполнена в виде рукава, при этом в верхней части корпуса установлен приводной реверсивный барабан, на котором закреплен конец фильтровального рукава, а другой конец рукава закреплен по периметру стакана, установленного в нижней части корпуса, при этом системы подачи раствора и ионита расположены выше, а система отвода раствора и ионита ниже места закрепления рукава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для проведения ионообменных процессов и может использоваться в различных отраслях промышленности для очистки веществ от примесей, разделения смесей на составляющие, извлечения веществ из раствора и т.п.

Известен ионообменный аппарат с неподвижным слоем зернистого ионита, содержащий корпус с решетчатым дном, на которое насыпан слой ионита. Коpпус сообщен с системами ввода и вывода раствора [1]

Недостатком данного аппарата является недостаточное использование обменной емкости ионита.

Известен ионообменный аппарат, содержащий корпус, по оси которого установлен вращающийся барабан с фильтрующим элементом на его боковой поверхности, размещенный внутри барабана ионит, средства для подачи и вывода ионита и раствора и патрубок для отвода фильтрата [2]

Недостатками такого ионообменного аппарата являются сложность его конструкции и недостаточное использование обменной емкости ионита.

Техническая задача изобретения упрощение конструкции аппарата и повышение эффективности ионообменных процессов.

Для этого в известном ионообменном аппарате, содержащем корпус, по оси которого установлено средство с фильтрующей поверхностью и с размещенным внутри него ионитом, и системы подачи и вывода ионита и раствора, согласно изобретению фильтрующая поверхность выполнена в виде рукава, при этом в верхней части корпуса установлен приводной реверсивный барабан, на котором закреплен конец фильтровального рукава, а другой конец рукава закреплен по периметру стакана, установленного в нижней части корпуса, при этом системы подачи раствора и иониты расположены выше, а системы отвода раствора и ионита ниже места закрепления рукава.

На ионит, располагающийся на фильтрующей поверхности движущегося возвратно-поступательного рукава, воздействуют пульсирующие нагрузки выворачивающейся поверхности рукава, изменение давления по обе стороны фильтрующей поверхности, гравитационные силы, обеспечивающие перемешивание ионита в потоке продуктивного раствора. Все эти факторы способствуют повышению обменной емкости ионита. Конструкция аппарата упрощается, снижается его металлоемкость.

На чертеже изображен ионообменный аппарат, разрез.

Аппарат включает корпус 1, в котором установлен стакан 2. В корпусе 1, в верхней его части, на приводном реверсивном валу 3 установлен барабан 4 с намотанным на него рукавом 5 из фильтровальной ткани. Конец 6 рукава 5 закреплен по периметру края стакана 2. Полость стакана 2 сообщена с системой 7 сбора обработанного раствора. Система 8 подачи продуктивного раствора в корпус 1 сообщена с коллектором 9. Система 10 сбора насыщенного ионита сообщена с полостью 11, образованной стенками стакана 2 с поверхностью корпуса 1. Конечный выключатель 12 соединен с программным механизмом 13, управляющим работой устройства. Система 14 подачи ионита сообщена с полостью 15, образованной провисающей в стакан 2 поверхностью рукава 5.

Аппарат работает следующим образом.

Системой 14 подают порцию ионита в полость 15 на поверхность рукава 5. Барабан 4 начинают реверсивно вращать одновременно с подачей системой 8 продуктивного раствора в полость 15. Раствор взаимодействует с ионитом, размещенным на поверхности рукава 5 и проходит сквозь рукав 5 внутрь полости стакана 2. Рукав 5 при вращении барабана 4 по часовой стрелке, под собственным весом и весом ионита опускается внутрь стакана 2. При этом на зерна ионита действуют силы гравитации, ионит перемешивается в потоке раствора, поступающего из системы 8. Опускаясь, рукав 5 сжимает среду в полости стакана 2, выдавливая обработанный раствор, прошедший сквозь рукав 5, в систему 7. Конечный выключатель 12 при опускании рукава 5 срабатывает и переключает привод барабана 4 на обратное вращение. Рукав 5 начинает наматываться на барабан 4 и подниматься по стакану 2, создавая в его полости разрежение. Таким образом, перемещая рукав 5 возвратно-поступательно в стакане 2, осуществляют ионообменный процесс. После насыщения ионита систему 8 включают и барабаном 4 поднимают рукав 5 до конца так, что рукав перестает провисать в стакан 2, и насыщенный ионит ссыпается с поверхности рукава 5 в полость 11 и далее в систему 10. После этого рукав 5 вновь опускают в стакан 2 с образованием полости 15 и цикл повторяют.

Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс ионного обмена, проводить его как в прямоточном, так и в противоточном режиме. При этом снижается расход ионита, упрощается конструкция аппарата и его эксплуатация.