PL65162B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 5. V. 1972 65162 KI. 12g, l/Ol MKP BOlj 1/04 UKD Twórca wynalazku: Romuald Bogoczek Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska im. W. Pstrowskiego, Gliwice (Polska) Urzadzenie do wymiany masy, umozliwiajace prowadzenie procesu w sposób ciagly Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie sluzace do prowadzenia procesu wymiany masy z fazy cie¬ klej w sposób ciagly. Urzadzenie to sluzy w szcze¬ gólnosci do prowadzenia nastepujacych procesów technologicznych: wymiana jonowa, ekskluzja jono¬ wa, retardaeja jonowa, chromatografia, sorpcja za pomoca sit molekularnych i innych adsorbentów jak na przyklad wegiel aktywny, zel krzemionkowy, ziemie bielace i inne.Znane urzadzenia do ciaglego prowadzenia pro¬ cesu wymiany masy, na przyklad do wymiany jo¬ nowej, stanowia kolumny wyposazone w liczne za¬ wory i przegrody filtracyjne, co w sposób zasadniczy utrudnia dzialanie aparatury. Znane urzadzenia o dzialaniu ciaglym nie zapewniaja tak dobrego oddzielenia cieczy od zloza sorpcyjnego, jak to umozliwia urzadzenie dzialajace periodycznie we¬ dlug patentu polskiego nir 55057.Urzadzenie o dzialaniu ciaglym wedlug patentu polskiego nr 53012 zapewnia .stosunkowo dobre od¬ dzielenie wymienionych dwóch faz od siebie, lecz obfituje w skomplikowane zawory na drodze wy¬ mieniacza jonowego, a poza tym posiada szereg przegród) filtracyjnych, co uniemozliwia zastosowa¬ nie sorbentów bardzo drobno ziarnistych.Inne znane urzadzenie o dzialaniu ciaglym opi¬ sane jest w polskim patencie nr 61507. Nie zawiera ono wprawdizie zaworów, lecz oddzielanie faz od¬ bywajace sie na potrzasanych sitach jest w nim cal¬ kowicie niezadowalajace. 10 15 20 25 30 Transport wymieniacza jonowego odbywa sie z po¬ moca pompy mamutowej, która na skutek pulsu¬ jacego dzialania uniemozliwia kontrole i regulacje transportu masy sorpcyjnej, a to jest zasadniczym warunkiem dobrej pracy takiego urzadzenia. Pompa mamutowa czerpie zloze jonitowe znajdujace sie w bezposrednim otoczeniu jej wlotu, co ogranicza rozmiar (srednice) kolumny. Poniewaz wysokosc kolumn sorpcyjnych z uwagi na iszybko rosnace opory nie moze byc w warunkach przemyslowych zbyt duza, oznacza to, ze kolumna jonitowa o dzia¬ laniu ciaglym i system tych kolumn wedlug pol¬ skiego patentu nr 61507 z uwagi na zbyt mala ro¬ bocza pojemnosc wymienna nie moze posiadac zna¬ czenia przemyslowego.Znane urzadzenia kolumnowe wyposazone sa w przegrody filtracyjne, których pory sa mniejsze od rozmiarów najmniejszych ziaren wystepujacych w zlozu -sorpcyjnym. Z tej to przyczyny nieznane sa urzadzenia do przeprowadzania procesu ekskluzji jonowej w sposób ciagly, w procesie tym bowiem stosuje sie zloze sorpcyjne o bardzo drobnym ziar¬ nie, które zatykaloby pory tych przegród.Urzadzenie do wymiany masy umozliwiajace pró- wadizenie procesu w sposób ciagly wedlug wyna¬ lazku, pozbawione jest wymienionych wyzej wact.Urzadzenie to nie posiada skomplikowanych zawo¬ rów, a jest wyposazone w przeplywomierze zarówno dla masy sorpcyjnej jak i dla cieczy, z której naste¬ puje sorpcja. Urzadzenie to zapewnia prawie ideal- 651623 65162 4 ny i sprawny rozdzial obu faz uczestniczacych w pro¬ cesie. Kolumny w urzadzeniu wedlug wynalazku nie musza posiadac przegród filtracyjnych, co umoz¬ liwia stosowanie chocby najbardziej rozdrobnionych zlóz sorpcyjnych.Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku do przeprowadzenia okreslonego procesu sorpcyjnego umozliwia zmniejszenie ilosci kolumn sluzacych do wymiany masy co najmniej o polowe. Jezeli do przeprowadzenia procesu wymiany masy w sposób ciagly za pomoca znanych urzadzen potrzebne sa na przyklad cztery kolumny, to po zastosowaniu urzadzenia wedlug wynalazku wystarcza dwie ko¬ lumny lub nawet tylko jedna kouumna.Urzadzenie to jest wiec urzadzeniem wielofunk¬ cyjnym.Urzadzenie takie jest uwidocznione na fig. 1.Sklada sie ono z kolumny 1 zawierajacej zloze sorp¬ cyjne 2, do której dochodzi od dolu przewód do¬ plywu cieczy 3 prowadzacy od zbiornika podaw- czego 4, wyposazony w przeplywomierz 5. Na górze kolumny znajduje sie przewód odplywowy cieczy 6, prowadzacy do zbiornika 7.Kolumna I posiada na dolnym swym koncu zweze¬ nie i wypust, na którym jest osadzony regulator prze¬ plywu 8, umozliwiajacy wypuszczanie z kolumny 1 medium sorpcyjnego 2. Bezposrednio pod tym wy¬ pustem znajduje sie wirówka 9 przystosowana do ciaglego oddzielania stalego zloza sorpcyjnego od cieczy jaka je zwilza. Wirówka ta jest wyposazona w przewód 11, którym pompuje osuszone zloze sorp¬ cyjne w góre, do górnej czesci kolumny sorpcyjnej, oraz w przewód odplywowy, którym wycieka ciecz zwilzajaca zloze, do zbiornika 10, sikad moze zostac przepompowana do zbiornika 4.Przewód doplywu cieczy 3 dochodzi do scianki kolumny 1 z jednej strony, lub przed dojsciem do kolumny rozgalezia sie i dochodzi do niej jedno¬ czesnie z kilku stron. Przewody te moga konczyc sie na wewnetrznej sciance kolumny 1, lub moga siegac dlo jej wnetrza. Moga one byc zakonczone dyszami albo moga byc zupelnie otwarte. W tym drugim przypadku prad cieczy unosi nieco mase zloza sorpcyjnego. Nie przeszkadza równiez dzia¬ laniu urzadzenia, jezeli zloze sorpcyjne przedostanie sie do wnetrza przewodu 3.Wazne zadanie w dzialaniu urzadzenia wedlug wynalazku spelniaja regulatory i przeplywomierze 5 i 8. Przeplywomierz i regulator 5 kontroluje do¬ plyw cieczy do kolumny 1, podczas gdy przyrzad 8 kontroluje wyplyw mokrego zloza sorpcyjnego 2 do wirówki 9. Przeplyw mierzony w miejscu 5 jest na ogól inny od przeplywu mierzonego w miejscu 8. Sto¬ sunek wielkosci tych przeplywów powinien odpo¬ wiadac pojemnosci roboczej zloza sorpcyjnego w od¬ niesieniu do cieczy poddawanej procesowi wymiany masy. Dwa dalsze przeplywomierze moga byc zain¬ stalowane na przewodach 6 i 12.Wirówka 9 moze miec budowe tak prosta jak to zostalo przedstawione na fig. 1, i w tym przypadku sluzy ona jedynie do oddzielania obu faz ukladu sorpcyjnego jak równiez do transportu zloza sorp¬ cyjnego w góre. Moze ona jednak miec równiez bu¬ dowe bardziej zlozona. Ten drugi przypadek jest przedstawiony na fig. 2.Wirówka 1 jest podzielona na trzy segmenty.W kazdym z tych segmentów zloze sorpcyjne docho¬ dzace przewodem 2 podlega dzialaniu róznych czyn¬ ników. I tak w segmencie dolnym, ciecz podlegajaca procesowi sorpcyjnemu ulega oddzieleniu od zloza sorpcyjnego a nastepnie, zloze to bywa przemy¬ wane ciecza doplywajaca z przewodu 4, po czym równiez ciecz ta oddziela sie od' zloza, wyplywajac przewodem 7 do zbiornika odbierajacego. W seg¬ mencie drugim zloze sorpcyjne bywa przemywane ciecza regenerujaca, doplywajaca z przewodu 5, która nastepnie oddziela sie od niego i wyplywa przewodem 8. W segmencie trzecim, zloze bywa przemywane ciecza wyplywajaca z przewodu 6 a nastepnie wyplywa przewodem 9, po czym zloze oddziela sie od cieczy i zostaje wypompowane prze¬ wodem 3 w góre do kolumny sorpcyjnej.Ciecze z odbieralników centryfugatów moga byc nastepnie przepompowane do odpowiednich innych zbiorników. Tak na przyklad ciecz wyplywajaca z przewodu 7 jest ta sama ciecza, która zostala pod¬ dana procesowi sorpcyjnemu lecz ulegla temu pro¬ cesowi tylko w niewielkim stopniu, dlatego moze i powinina zostac przepompowana do dozownika cieczy pierwotnej. Ciecze wyplywajace z prze¬ wodów 8 i 9 moga odejsc do scieków.W wirówce znajduje sie przegroda filtracyjna, która przepuszcza ciecz a zatrzymuje zloze sorp¬ cyjne. Znalezienie takiej przegrody, która dobrze spelnia swoje zadanie nie nastrecza trudnosci z uwagi na to, ze warstwa ciala sorpcyjnego jest cienka, a ciecz zostaje przez nia przeciskana dzieki duzej sile odsrodkowej wirówki.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na fig. 1 moze pracowac pojedynczo i wtedy przewód 11 jest polaczony z przewodem 12. Urzadzenie to moze byc równiez sprzegniete z drugim takim sa¬ mym urzadzeniem, lub z kilkoma takimi urzadze¬ niami.Fig. 3 przedstawia przyklad dzialania urzadzenia skladajacego sie z dwóch podstawowych urzadzen sluzacych do przeprowadzania wymiany masy w sposób ciagly. W tym urzadzeniu roztwór znajdu¬ jacy sie w zbiorniku 1 majacy byc poddany pro¬ cesowi sorpcyjnemu doplywa do kolumny 2 gdzie spotyka sie ze zlozem sorpcyjnym 3, po czym do¬ plywa do zbiornika 6. Zloze to przesuwa sie w dól w miare wysycania sie skadnikiem zaadsorbowa- nym i dostaje sie do kosza wirówki 4, gdzie ciecz zwilzajaca go oddziela sie i doplywa do odbieral¬ nika 5, z którego zostaje przepompowana z powro¬ tem do zbiornika 1. Osuszone zuzyte zloze sorp¬ cyjne zostaje ciagle przepompowane do górnej czesci kolumny 8, gdzie stanowi ono zloze 9, napo¬ tyka w przeciwpradzie ciecz regenerujaca, wyplywa¬ jaca ze zbiornika 7, a dioplywajaca do zbiornika 12.Zregenerowane zloze 9 doplywa ciagle do wi¬ rówki 10, gdzie zostaje oddzielone od resztek przy¬ legajacego roztworu regeneracyjnego, które sply¬ waja do zbiornika 11 i moga zostac przepompowane do zbiornika 7. Tymczasem wirówka 10 pompuje osuszone i zregenerowane zloze sorpcyjne do górnej czesci kolumny 2, gdzie stanowi ono zloze 3 i uczest¬ niczy ponownie w ciaglym procesie wymiany masy. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 eo5 65162 6 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wymiany masy umozliwiajace prowadzenie procesu w Sjposób ciagly skladajace sie z kolumny wypelnionej zlozem sorpcyjnym, zna¬ mienne tym, ze do kolumny (1) dolaczony jest prze¬ wód rurowy (3), prowadzacy od zbiornika podaw- czego (4) i wyposazony w przeplywomierz (5), a od której prowadzi przewód rurowy (6) do odbieralnika cieczy (7), pnzy czym dotLny koniec kolumny (1) jest zwezony i posiada wbudowany regulator przeplywu (8), a pod kolumna (1) umieszczona jest wirówka (9) sluzaca do ciaglego oddzielania cieczy od stalego zloza sorpcyjnego (2) i ciaglego pompowania osu¬ szonego zloza do górnej czesci kolumny sorpcyjnej (1), podczas gdy ciecz z wirówki odplywa do zbiór- 10 15 mika (10), skad moze powrócic do zbiornika podaw- czego (4). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zloze sorpcyjne znajdujace sie w koszu wirówki (9) podlega przemywaniu jedna lub kilkoma róz¬ nymi cieczami, korzystnie cieczami regeneracyjnymi, przy czym rózne wycieki mozna odbierac od od¬ dzielnych odbieralników. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze sklada sie z kilku takich samych urzadzen, przy czym przewód odprowadzajacy z wirówki osuszone zloze sorpcyjne z pierwszego urzadzenia doprowa¬ dzony jest do górnej czesci 'kolumny nastepnego urzadzenia, przy czym przewód wychodzacy z ^wi¬ rówki ostatniego urzadzenia doprowadzony jest do kolumny pierwszego urzadzenia. Fig.1KI. 12 g, 1/01 65162 MKP B 01 j 1/04 Ftg.

2. Fig.

3. KZG 1, z. f8/72 — 205 Cena zl 10.— PL PL