PL100442B1 - Urzadzenie do cieglej wymiany jonowej lub sorpcji - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie sluzace do prowadzenia procesu wymiany jonowej i regeneracji masy jonowymiennej w sposób ciagly. Urzadzenie to sluzy w szczególnosci do przeprowadzania procesów sorpcji, zmiekczania wody, usuwania kationów lub anionów z cieczy, na przyklad scieków przy równoczesnym prowadzeniu procesów desorpcji lub regeneracji mas jonowymiennych.

Znane urzadzenia do ciaglego prowadzenia procesów wymiany jonowej stanowia kolumny wyposazone w liczne zawory na drodze transportu masy jonowymiennej, co utrudnia dzialanie urzadzenia i powoduje niszczenie masy jonowymiennej. Urzadzenia te wymagaja przerywania podawania roztworów zasilajacych na okres transportu masy jonowymiennej, co powoduje okresowosc w podawaniu uzdatnionej cieczy i koniecznosc zapewnienia wiekszych ilosci masy jonowymiennej dla zbuforowania ruchów stref pracy w kolumnach.

Inne znane urzadzenie o dzialaniu ciaglym opisane w opisie patentowym PRL nr 61507 nie zawiera wprawdzie zaworów, ale oddzielanie cieczy od masy jonowymiennej odbywa sie na potrzasanych sitach, a transport masy odbywa sie za pomoca pompy mamutowej, co stanowi uklad uniemozliwiajacy kontrole i regulacje przemieszczania masy jonitowej.

, Urzadzenie do ciaglej wymiany jonowej lub sorpcji wedlug wynalazku, skladajace sie z kolumny wypelnionej ruchomym zlozem sorpcyjnym lub jonitowym oraz z dwóch zbiorników dozujacych zloze, charakteryzuje sie tym, ze dolna czesc kolumny polaczona jest ze zbiornikiem posrednim odbieranego zloza wyczerpanego, z którego zloze w sposób grawitacyjny lub przy przeplywie wymuszonym przenoszone jest do zbiornika dozujacego zloze do czesci regeneracyjnej kolumny z czestotliwoscia niezbedna dla zapewnienia ciaglego procesu. Zbiornik dozujacy moze byc przystosowany do przemywania zloza lub oddzielania cieczy transportowej. Do kolumny dochodza przewody doprowadzajace roztwór uzdatniany a doprowadzany jest czynnik regeneracyjny oraz zuzyty roztwór regeneracyjny z zawiesina masy sorpcyjnej lub jonitowej, wychodza zas z kolumny przewody odprowadzajace roztwór uzdatniony oraz zuzyty roztwór regeneracyjny, który poprze? odpowiednio dobrana pompe jest utrzymywany czesciowo w obiegu dla wprowadzenia masy do kolumny oraz spowodowania parcia na zloze dla uzyskania jego ruchu w przeciwpradzie do cieczy.

Urzadzenie wedlug wynalazku zapewnia ciagla wymiane w strefie pracy i ciagla regeneracje masy2 100 442 jonowymiennej, co eliminuje nierytmicznosc w doprowadzeniu czynników do urzadzenia. Dzieki ciaglemu doprowadzaniu cieczy uzdatnionej i,czynnika regeneracyjnego, strefy pracy i regeneracji mas jonowymiennych sa ustalone, co pozwala na zmniejszenie ilosci masy w urzadzeniu dzieki wyeliminowaniu ruchów stref pracy i regeneracji. Urzadzenie wedlug wynalazku nie wymaga instalowania zaworów sterowanych na przewodach doprowadzajacych i odprowadzajacych ciecze z urzadzenia. Nie posiada równiez zaworu sterowanego na przewodzie odprowadzajacym masy jonowymienne ze strefy pracy urzadzenia. Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku do przeprowadzania okreslonego procesu sorpcyjnego lub jonowymiennego umozliwia zmniejszenie gabarytów kolumny, przy równoczesnym uproszczeniuczynnosci eksploatacyjnych i powiekszeniu niezawodnos¬ ci dzialania i przy ograniczonym wyposazeniu w aparature kontrolno-sterujaca.

Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawione schematycznie na rysunku. Sklada sie ono z kolumny 1 wypelnionej zlozem sorpcyjnym, do której doprowadzony jest przewód 2 wprowadzajacy ciecz poddawana obróbce. Podstawowa czesc cieczy, jako uzdatnionej wyprowadzana jest przewodem 3. Nastepna czesc cieczy, której zadaniem jest odmycie zloza na odcinku B kolumny 1 jest wyprowadzana przewodem 4 i czesciowo przeplywa do nastepnego odcinka C kolumny 1, gdzie nastepuje wstepne odmycie zloza od czynnika regeneracyjnego i równoczesnie ciecz ta sluzy do rozcienczania czynnika regeneracyjnego wprowadzanego przewodem 5.

Na dlugosci odcinka D kolumny 1 przebiega proces regeneracji zloza i czynnik poregeneracyjny wyprowadzany jest przewodem 6. Czesc czynnika poregeneracyjnego wyprowadzana jest na zewnatrz urzadzenia przewodem 7 {jednoczesnie poprzez pompe 8 zuzyty roztwór regeneracyjny jest utrzymywany w obiegu przy pomocy przewodu 9, stanowiac czynnik transportujacy zloze ze zbiornika 10 do kolumny 1. Przemieszczanie zloza z kolumny 1, nastepuje z wykorzystaniem hydraulicznego transportu, ciecza poddawana obróbce w znany sposób, badz to przez wyprowadzenie przewodu 11 z dolu kolumny, badz tez poprzez wprowadzenie do wewnatrz kolumny urzadzenia ezektorowego 12. Na przewodzie 11 zamontowany moze byc zawór 13 do regulacji intensywnosci przemieszczania zloza do zbiornika 14. Zbiornik ten zaopatrzony jest w porowata przegrode 15 i przelew 16, umozliwiajacy odprowadzenie lub powrót do obiegu cieczy poddawanej obróbce.

Uklad zbiorników 14 i 10 wraz z zaworami sterowanymi 17 i 18 w powiazaniu z ukladem transportowym, stanowiacym pompe 8 i przewód 9, umozliwiaja wprowadzenie zloza do kolumny bez koniecznosci przerywania doplywu pozostalych czynników. W tym celu zawór 17 zostaje otwierany wedlug programu czasowego, umozliwiajac grawitacyjne splyniecie mieszaniny cieczy i masy sorpcyjnej Lub wymiennej do zbiornika 10.

Równoczesnie otwiera sie sterowany zawór 19, pozwalajacy na odprowadzenie cieczy miedzyziarnowej.

Umieszczenie zaworu 19 moze miec istotne znaczenie przy zastosowaniu urzadzenia wedlug wynalazku do procesów wymiany masy pomiedzy faza ciekla a stala, przy których nalezy dazyc do uzyskania roztworu poregeneracyjnego o mozliwie wysokim stezeniu dla przeprowadzania dodatkowego procesu odzysku cennych skladników, na przyklad w procesie oczyszczania scieków. Przewidziano takze doplyw z zaworem sterowanym , pozwalajacy na wprowadzenie dodatkowego czynnika do obróbki zloza, na przyklad gazu obojetnego, dla pelniejszego usuniecia cieczy transportowej.

Przyspieszenie przeplywu zloza miedzy zbiornikami 14 i 10 mozna uzyskac przez dodatkowe wprowadze¬ nie czynnika transportujacego przewodem z zaworem sterowanym 21. Wówczas strumien cieczy doplywajacej przez zawór 19, przetlaczac bedzie zloze ze zbiornika 14 do zbiornika 10. Po zakonczeniu transportu zawór sterowany 17 zamyka sie, a zawór 19 pozostaje jeszcze otwarty, dla dalszego oddzielania.fazy cieklej i moze byc wprowadzony dodatkowy czynnik, poprzez otwarcie zaworu 20. Po zakonczeniu operacji oddzielania fazy cieklej od zloza i ewentualnie dodatkowej obróbki, zamkniete zostaja zawory 20 i 19, a otwiera sie zawór 18 i 19 umozliwiajacy transport zloza do górnej czesci odcinka D kolumny 1. Regulacja ilosci przerzucanego zloza odbywa sie wiec poprzez czestotliwosc oprózniania zbiornika 10, co uzyskuje sie w sposób prosty poprzez zmiany programu czasowego czestotliwosci otwarcia zaworu sterowanego 18.

Zastosowany w urzadzeniu uklad obiegu roztworu poregeneracyjnego, niezaleznie od przemieszczania zloza miedzy zbiornikiem 10 i kolumna 1, powoduje takze ruch zloza w przeciwpradzie do cieczy poddawanej obróbce i roztworu regeneracyjnego. Pozwala to na zwiekszenie intensywnosci przeplywu czynników, przy zachowaniu zwartego zloza w strefie pracy A i regeneracji B, C, D.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do ciaglej wymiany jonowej lub sorpcji, skladajace sie z kolumny wypelnionej ruchomym zlozem i ukladu transportu zloza, znamienne tym, ze kolumna (1) polaczona jest przewodem (11) ze zbiornikiem (14) wyposazonym w porowata przegrode (15) i przelew (16) i zaopatrzonym w króciec ze sterowanym zaworem (17), który stanowi polaczenie z nastepnym zbiornikiem (10), wyposazonym równiez w króciec ze sterowanym zaworem (18), laczacym zbiornik (TO) z ukladem transportu zloza utworzonym przez pompe (8) i przewód (9), a ponadto zbiornik (10) wyposazony jest w doprowadzenie z zaworem sterowanym (19) i doprowadzenie z zaworem sterowanym (20).100 442 -/^--NT 3: 1Z