SU1650244A1 - Ионообменна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сорбционно- дееорбционным аппаратам с противоточ- ным контактированием в системе твердое тело-жидкость и наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической , медицинской и др. смежных отрасл х промышленности, например, дл  выделени  лизина. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности работы установки при транспортировке ионита. Установка снабжена сообщающей верхние части приемников вертикальной трубой с вентилем, к которой последовательно сверху вниз ниже вентил  присоединены трубопровод возврата транспортирующей жидкости и выходной патрубок подающего насоса. Участок трубы в месте подсоединени  к нему патрубка насоса выполнен пр моугольного поперечного сечени  и внутри него над патрубком подающего насоса посредством уголка, расположенного внутри трубы, укреплена упруга  пластина, перекрывающа  сечение патрубка. Нижн   часть уголка выполнена с продольными прорез ми 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к ионному обмену , а точнее к сорбционно-десорбци- онным аппаратам с противоточным контактированием в системе твердое тело - жидкость, и наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической , медицинской и других смежных отрасл х промышленности, например, дл  выделени  лизина.

Цель изобретени  - повышение стабильности работы установки при транспортировке ионита.

На фиг. 1 изображена предлагаема  ионообменна  установка, общий вид; на фиг. 2 -узел I на фиг. 1, продольный разрез с изображением участка вертикальной трубы, сообщающей верхние части приемников; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на

фиг. 4- вид проходного узла вертикальной трубы напротив входного отверсти  патрубка насоса.

Ионообменна  установка состоит из противоточной колонны 1 с двум  парами приемников ионита 2 и 3. расположенными под колонной 1, а приемники ионита 4 и 51- над колонной 1. Приемники 2 и 3 св заны между собой переточной трубой 6 с вентилем 7, а приемники 4 и 5 - переточной трубой 8 с вентилем 9. Дл  подвода и отвода реагентов в колонну 1 служат устройства, включающие распределители-приемники 10-12 с соответствующими магистрал ми 13-15. Трубопровод 16с вентилем 17 соедин ет нижний приемник 3 с верхним приемником 4 и примен етс  периодически дл  гидравлического транспорта ионита при помощи транспортирующей жидкости, вводимой в приемник 3 подающим насосом 18

О

ел о

N3

fc

Верхние части приемников 2 и 3 сообщаютс  между собой посредством вертикальной трубы 19 с вентилем 20, к которой последовательно сверху вниз ниже вентил  20 присоединены трубопровод 21 возврата транспортирующей жидкости из верхней части установки в нижнюю и выходной трубопровод 22 подающего насоса 18. Кроме этого, верхн   часть приемника 5 соединена с трубопроводом 21 посредством патрубка 23 с вентилем 24, а слив отреагировавшей жидкости из установки осуществл етс  через подключенную к расширенной верхней части колонны 1 трубу 25, к которой подсоединен дренажный трубопровод 26 с вентилем 27, в свою очередь св занный с трубопроводом 21 возврата транспортирующей жидкости.

Дл  управлени  работой установки служат регулирующие вентили 28-30.

В месте подсоединени  к трубе 19 трубопровода 22 насоса 18 ее участок (вставка) 31 выполнен пр моугольного поперечного сечени  и,внутри него напротив входного отверсти  патрубка 23 размещены упруга  пластина 32, например, из резины и уголок 33, вертикальный участок 34 которого при помощи винтов 35 поджимает верхнюю часть пластины 32 к стенке над отверстием, а нижний участок 36 выполнен с продольными прорез ми 37 и направлен вниз под углом к оси вставки 31. Боковые торцы уголка 33 примыкают к внутренним стенкам вставки 31, за исключением нижнего торца участка 36, образующего зазор 38 со стенкой вставки 31 напротив входного отверсти  патрубка 23. Причем длина нижней части пластины 32 равна длине нижнего участка 36 уголка 33, так что при отклонении пластины 32 истекающим из патрубка 22 потоком жидкости и прилегании ее к участку 36 сохран етс  зазор 38.

Установка работает следующим образом .

В колонне 1 в непрерывно движущемс  сверху вниз слое ионита происходит р д сорбционно-десорбционных процессов, вызванных подачей в слой на разных уровн х жидких реагентов, движущихс  навстречу потоку ионита.

Так, например, в случае выделени  лизина из послеферментационной культу- рэльной жидкости соответственно сверху вниз по высоте колонны 1 через распределитель 10 в слой ионита непрерывно подают исходную суспензию культуральной жидкости, через приемник 11 отвод т часть объема элюата с выделенным лизином, а через распределитель 12 в слой ионита ввод т раствор щелочи. При этом в зоне выше

распределител  10 из культуральной жидкости осуществл етс  сорбци  на ионит лизина и амфотерных примесей, в зоне между распределителем 10 и приемником 11 происходит очистка ионита от амфотерных примесей частью элюата с одновременной отдачей в фазу ионита лизина из раствора (элюата), поднимающегос  из зоны между приемником 11 и распределителем 12, в которой осуществл етс  элюци  лизина с ионита раствором щелочи. В зоне установки ниже распределител  12 происходит отмывка ионита от щелочи водой, вытесн емой потоком ионита из приемников 2 и 3. Непрерывный отвод отработавшей жидкости из колонны 1 осуществл етс  через трубу 25.

В период заполнени  ионитом приемника 3 вентили 17, 28 и 29 закрыты, а вентиль 20 открыт, При этом жидкость

(отмывна  вода), вытесн ема  из приемника 3 ионитом, перепускаетс  в приемник 2 через трубу 19, свободно проход  снизу вверх через прорези 37 уголка 33. Течение воды не навстречу потоку ионита, а в обход его значительно уменьшает гидравлическое сопротивление потоку ионита и, следовательно, увеличивает его скорость, но соответственно уменьшает врем  заполнени  ионитом нижнего приемника 3.

После достижени  уровн  ионита в приемнике 3 немного ниже торца переточной трубы 6 закрывают вентили 7 и 20, разъедин   тем самым приемники 2 и 3, а также закрывают вентиль 9 дл  разъединени  приемников 4 и 5.

После этого открывают вентили 17, 28 и 29 и включают в работу подающий насос 18. Транспортирующа  жидкость (вода) при своем течении под напором по патрубку 23

отклон ет нижнюю часть упругой пластины 32 и поджимает ее к нижней части 36 уголка 33. При своем повороте во вставке 31 на 90° поток воды под острым углом затекает на ее стенку в районе щелевого згзора 38 и вызывает эжекцию через него жидкости из объема трубы 19, расположенного выше уголка 33. Поступающа  под давлением из трубы 19 в приемник 3 вода вытесн ет из него ионит в трубопровод 16. по которому далее

ионит в виде жидкой суспензии транспортируетс  в верхний приемник 4.

Поступающий в приемник 4 ионит сепарируетс  от транспортирующей воды, кото- ра , смешива сь с ранее находившейс  там жидкостью, вытесн етс  в трубопроводы 21 и 26. Поскольку трубопровод 21 подсоединен с трубе 19 выше уголка 33, где за счет эжекции создаетс  разрежение, то это позвол ет части вытесн емой из приемника 4

жидкости возвращатьс  в нижнюю часть установки и смешиватьс  с потоком водь- от насоса 1В.

Жидкость, скапливающа с  в приемнике 4 перед началом транспортировани  в нее смолы, представл ет собой смесь воды, оставшейс  после предыдущего перекачивани  смолы, и отработанной культураль- ной жидкости, поступившей в приемник 4 противотоком из колонны 1 при движении в нее ионита последовательно из приемника 4 через приемник 5.

В установке вытеснение ионита из приемника 3 происходит за счет создани  в ней повышенного давлени . В данной конструк- ции соотношение объемов жидкости и смолы уменьшаетс  до 2,5-2:1. Исход  из этого, подающий насос 18 выбран таким,чтобы при незначительном расходе воды обеспечивать большой напор. При этом по сравнению с эжекторными системами гидротранспорта снижаетс  расход транспортирующей воды, но увеличиваетс  расход перекачиваемого ионита и снижаетс  врем  опорожнени  от него приемника 3. Откачи- ваема  же из приемника 4 по трубопроводу 21 жидкость увеличивает объем поступающей в приемник 3 жидкости до требуемого соотношени  с обьемом ионита.

Подсоединение трубопровода 21 не к всасывающему патрубку насоса 18, а к трубе 19 исключает прохождение через насос 18 рециркулирующей жидкости с небольшим количеством твердой фазы (ионита и твердых включений культуральной жидко- сти), а следовательно, повышает надежность в работе насоса 18.

Во врем  транспортировани  ионита из приемника 3 в верхнюю часть установки ионит, перетека  из колонны 1, заполн ет jjacTb объема приемника 2. После окончани  передачи ионита из нижней в верхнюю часть установки выключают подающий насос 18, закрывают вентили 17, 28, 29 и открывают вентили 7 и 20. Через переточную трубу 6 в приемник 3 начинает поступать ионит из приемника 2, т.е. начинаетс  уже описанный выше процесс заполнени  иони- том приемника 3.

Одновременно с этим в верхней части установки открывают вентили 9 и 24. Накопленный в приемнике 4 ионит через переточную трубу 8 начинает перетекать в нижележащий приемник 5, а вытесн ема  им из приемника 5 жидкость через патрубок 23 и участок трубопровода 21 перетекает в приемник 4. Это увеличивает скорость течени  ионита через трубу 8, что, в свою очередь , позвол ет достигнуть состо ни , при котором расход ионита из приемника 4 в приёмник 5 превысит расход ионита из приемника 5 в колонну 1. В результате этого приемник 5 частично заполн етс  ионитом и создаетс  его запас дл  обеспечени  непрерывного поступлени  ионита в колонну 1 в период перекачивани  ионита из нижней в верхнюю часть установки, т.е. когда не происходит поступлени  ионита из приемника 4,

В вертикальной колонне 1 гранулированный ионит движетс  сверху вниз непрерывным плотным слоем под действием силы т жести навстречу потокам реагентов. Равенство диаметров выходного в колонну 1 патрубка приемника 5 и выходного в приемник 2 патрубка колонны 1 обеспечивает равенство вход щего и выход щего из ко-. лонны 1 потоков ионита, а следовательно, посто нный расход ионита по высоте колонны 1. Посто нство положени  участков обращени  потоков ионита и реагентов (положение сорбционных фронтов) относительно стенок колонны 1 достигаетс  автоматической регулировкой скорости подачи реагентов в колонну 1 (электрическа  схема системы автоматического регулировани  на чертежах условно не показана).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Ионообменна  установка, включающа  противоточную колонну с верхним и нижним приемниками ионита, расположенными над и под колонной, св занными между собой переточной трубой с вентилем, устройства дл  подвода и отвода реагентов, перепускной трубопровод дл  ионита, подающий насос и рециркул ционный трубопровод дл  транспортирующей жидкости, отличающа с  тем, что, с целью повышени  стабильности работы установки при транспортировке ионита, она снабжена вертикальной трубой с вентилем, соедин ющей верхние части нижних приемников, к которой последовательно присоединены ниже вентил  рециркул ционный трубопровод и выходной трубопровод подающего насоса , при этом в месте соединени  последнего вставка трубопровода выполнена пр моугольного сечени  и снабжена упругой пластиной, перекрывающей сечение выходного трубопровода насоса, прикрепленной посредством уголка, нижн   часть которого имеет прорези и размещена с зазором относительно стенки вставки,

26, У

33

Физ.З

Редактор Т.Иванова

Составитель И.Рогачева

Техред М.МоргенталКорректор О.Кравцова

Фив.1

ФиеЛ

огачева

Claims (1)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

   Ионообменная установка, включающая противоточную колонну с верхним и нижним приемниками ионита, расположенными над и под колонной, связанными между собой переточной трубой с вентилем, устройства для подвода и отвода реагентов, перепускной трубопровод для ионита, подающий насос й рециркуляционный трубопровод для транспортирующей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности работы установки при транспортировке ионита, она снабжена вертикальной трубой с вентилем, соединяющей верхние части нижних приемников, к которой последовательно присоединены ниже вентиля рециркуляционный ‘трубопровод и выходной трубопровод подающего насоса, при этом в месте соединения последнего вставка трубопровода выполнена прямоугольного сечения и снабжена упругой пластиной, перекрывающей сечение выходного трубопровода насоса, прикрепленной посредством уголка, нижняя часть которого имеет прорези и размещена с зазором относительно стенки вставки.

   А -А i—ft#*-’ ?<5

   -- 7

   32 '

   Фиг.З