аппарат для ионообменных процессов
Классы МПК: | B01J47/10 с подвижным ионообменным материалом; с ионообменным материалом в форме суспензии или псевдоожиженного слоя |
Автор(ы): | Лагкуев С.М., Воропанова Л.А. |
Патентообладатель(и): | Северо-Кавказский государственный технологический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-02-07 публикация патента:
27.02.1998 |
Использование: сорбция, выщелачивание, растворение путем ионнообмена в системах жидкость - твердое тело. Сущность изобретения: аппарат для ионообменных процессов содержит корпус с подводящими и отводящими патрубками, внутри которого на оси установлены контактные устройства, выполненные в виде перфорированных секторных элементов, имеющих вид наклонного геликоида, образующая которого пересекает его ось под острым углом с равномерно увеличивающимся в поперечном сечении радиусом по спирали Архимеда, с высотой, равной шагу линейчатой винтовой поверхности в его максимальном сечении. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Аппарат для ионообменных процессов, включающий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, внутри которого на оси установлены контактные устройства, выполненные в виде перфорированных секторных элементов, расположенных по спирали, отличающийся тем, что перфорированные секторные элементы выполнены в виде наклонного (косого) геликоида, образующая которого пересекает ось геликоида под острым углом с равномерно увеличивающимся в поперечном сечении радиусом по спирали Архимеда, с высотой, равной шагу линейчатой винтовой поверхности в его максимальном сечении. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что перфорированные секторные элементы установлены на оси чередующимися с правым и левым ходом со смещением на 180o.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к аппаратному оформлению процессов, протекающих в системах жидкость твердое тело, такие как сорбция, выщелачивание, растворение и может найти применение в химической, гидрометаллургической и смежной с ними отраслях промышленности. Известен аппарат для ионообменных процессов, предусматривающий использование перфорированных секторных элементов, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга за счет уменьшения продольного перемешивания фаз [1] Недостатком такого аппарата является уменьшение поверхности контактного устройства из-за возможности перемещения перфорированных секторных элементов относительно друг друга. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является аппарат для ионообменных процессов [2] включающий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, внутри которого на оси установлены контактные устройства, выполнение в виде перфорированных секторных элементов, расположенных по спирали, причем радиус профиля перфорированных секторных элементов в поперечном сечении аппарата увеличиваются неравномерно. Недостатком известного аппарата является наличие перфорированных секторных элементов, расположенных по спирали, что не обеспечивает оптимального контакта взаимодействующих фаз и приводит к образованию застойных зон как между контактными устройствами и стенкой корпуса, так и между контактными элементами. Задачей технического решения является интенсификация процессов массообмена за счет лучшего контакта взаимодействующих фаз и устранения застойных зон. технический результат, который может быть достигнут, заключается в увеличении скорости массопереноса к межфазной границе, уменьшении толщины диффузного слоя. Этот технический результат достигается тем, что в известном аппарате для ионообменных процессов, включающем корпус с патрубками ввода и вывода фаз, внутри которого на оси установлены контактные устройства, выполненные в виде перфорированных секторных элементов, расположенных по спирали, последние выполнены в виде наклонного (косого) геликоида, образующая которого пересекает ось геликоида под острым углом с равномерно увеличивающимся в поперечном сечении радиусом по спирали Архимеда с высотой, равной шагу линейной винтовой поверхности в его максимальном сечении, причем перфорированные секторные элементы установлены на оси чередующимися с правым и левым ходом со смещением на 180o. Такая конструкция позволяет значительно повысить производительность аппарата. На фиг. 1 показан общий вид аппарата; на фиг. 2 и 3 ортогональные проекции наклонного (косого) геликоида правого хода; на фиг. 4 и 5 левого хода. Аппарат для ионообменных процессов содержит корпус 1 с патрубками ввода жидкости 2 и вывода фаз 3, внутри которого на оси установлены контактные устройства 5 и 6 с равномерно увеличивающимся радиусом в нормальном сечении (фиг. 3 и 5) спираль Архимеда и с шагом h, равным высоте контактного элемента в его максимальных сечениях (фиг. 2 и 4, патрубок 7 для вывода ионита). Аппарат ионообменных процессов работает следующим образом. По контактным элементам 5 и 6, сверху вниз под действием силы тяжести передвигается адсорбент-ионит, а навстречу ему через патрубок 2 поднимается жидкость. При соприкосновении с контактным элементом 5 правого хода жидкость, изменив свое направление по касательной к спирали Архимеда, приобретает вращательное движение и движется далее с некоторой угловой скоростью Вместе с тем, благодаря центробежному эффекту, жидкость приобретает также радиальную скорость, охватывая практически всю площадь аппарата в поперечном сечении контактного элемента. Направленная от центра к периферии жидкость в значительной степени способствует устранению застойных зон между стенкой корпуса и контактными элементами 5 и 6. Затем при соприкосновении с контактным элементом 6 левого хода жидкость меняем свое направление на противоположное в поперечном сечении, что снижает скорость передвижения ее в осевом направлении, между контактными элементами 5 и 6. Дальнейшая работа аппарата видна из чертежа фиг. 1. По мере истощения ионит выводится через патрубок 7. Выбор количества контактных элементов, диаметра и шага определяется конструктивными размерами аппарата и его производительностью. Направленная по спирали Архимеда жидкая фаза позволяет осуществить оборот раствора для более полного извлечения адсорбируемых ионов из раствора. Использование данного устройства по сравнению с прототипом обеспечивает максимально возможный массообмен, что увеличивает скорость массопереноса к межфазной границе, скорость ионного обмена в процессах сорбции, элюирования, выщелачивания, растворения, образования и разрушения эмульсий и в других процессах массопереноса, повышает производительность аппарата.Класс B01J47/10 с подвижным ионообменным материалом; с ионообменным материалом в форме суспензии или псевдоожиженного слоя
ионообменный рукавный фильтр - патент 2498840 (20.11.2013) | |
способ и устройство для деминерализации воды - патент 2449951 (10.05.2012) | |
способ и аппарат для десорбции материала - патент 2342192 (27.12.2008) | |
колонный противоточный ионитный фильтр - патент 2318574 (10.03.2008) | |
аппарат для ионообменного процесса - патент 2228794 (20.05.2004) | |
аппарат для ионообменных процессов - патент 2216405 (20.11.2003) | |
аппарат для противоточного контактирования зернистой и жидкой фаз - патент 2121874 (20.11.1998) | |
ионообменный аппарат непрерывного действия - патент 2096087 (20.11.1997) | |
ионообменный аппарат - патент 2082501 (27.06.1997) | |
ионообменный аппарат - патент 2048919 (27.11.1995) |