RU2121874C1 - Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases - Google Patents
Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121874C1 RU2121874C1 RU97109782/25A RU97109782A RU2121874C1 RU 2121874 C1 RU2121874 C1 RU 2121874C1 RU 97109782/25 A RU97109782/25 A RU 97109782/25A RU 97109782 A RU97109782 A RU 97109782A RU 2121874 C1 RU2121874 C1 RU 2121874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- liquid phase
- granular
- pipe
- distributor
- Prior art date
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аппаратам для осуществления противоточного массообмена между зернистой и жидкой фазами, разделения твердой и жидкой фаз и транспорта зернистой фазы на последующую стадию процесса и может быть использовано в химической, гидрометаллургической, фармацевтической промышленности и других отраслях народного хозяйства. The invention relates to apparatus for countercurrent mass transfer between the granular and liquid phases, separation of solid and liquid phases and transport of the granular phase to the next stage of the process and can be used in the chemical, hydrometallurgical, pharmaceutical and other industries.
Известен аппарат с противоточным движением фаз, содержащий решетку с козырьком, устройство для выгрузки зернистой фазы, распределитель жидкой фазы (авт. свид. СССР N 850116. Адсорбер для очистки сточных вод. М.Г.Тарнопольская, И.А.Асауленко и др. Заяв. N 2845234/23-26. Опубл. Б.И. N 28, 1981 г. МКИ B 01 D 15/02). Существенными недостатками такого аппарата являются продольное перемещение слоя зернистой фазы в период ее выгрузки из аппарата по причине неравномерного обрушения и перемещения его в реакционной зоне, а также образование перекосов лобового слоя зернистой фазы в момент подачи исходной жидкой фазы из-за неравномерного поля скоростей. Из-за несовершенства распределения системы необходима большая высота аппарата, что приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления и неоправданному увеличению загрузки зернистой фазы. A known apparatus with countercurrent movement of phases, containing a grate with a visor, a device for unloading the granular phase, a liquid phase distributor (ed. Certificate of the USSR N 850116. Adsorber for wastewater treatment. MG Tarnopolskaya, I.A. Asaulenko, etc. Application N 2845234 / 23-26, publ. B.I. N 28, 1981 MKI B 01 D 15/02). Significant disadvantages of such an apparatus are the longitudinal movement of the layer of the granular phase during its unloading from the apparatus due to uneven caving in and its displacement in the reaction zone, as well as the formation of distortions of the frontal layer of the granular phase at the time of supply of the initial liquid phase due to the uneven velocity field. Due to imperfect distribution of the system, a large apparatus height is required, which leads to a significant increase in hydraulic resistance and an unjustified increase in the loading of the granular phase.
Известен контактор, содержащий дренаж, переливной карман с патрубком, который соединен с загрузочным бункером циркуляционным трубопроводом (авт. свид. СССР N 446284. Аппарат для непрерывного ионообмена. Ю.В.Иванов и др. Заявл. 05.06.1975 г., N 1792003/23-26. Опубл. Б.И. N 38, 1974 г. МКИ B 01 D 15/04). К недостаткам этого аппарата относится все, что было сказано выше, а также невозможность обеспечения постоянного залива отработанной жидкой фазы в бункере, т. к. в патрубок в период загрузки зернистой фазы из аппарата прекращается подача жидкой фазы. Known contactor containing drainage, an overflow pocket with a pipe, which is connected to the feed hopper by a circulation pipe (ed. Certificate of the USSR N 446284. The apparatus for continuous ion exchange. Yu.V. Ivanov and others. Announcement 05.06.1975, N 1792003 / 23-26, publ. B. I. N 38, 1974 MKI B 01 D 15/04). The disadvantages of this apparatus are all that was said above, as well as the impossibility of ensuring a constant supply of spent liquid phase in the hopper, because the flow of the liquid phase stops into the pipe during the loading of the granular phase from the apparatus.
Известно устройство для гидравлической выгрузки зернистой фазы из аппаратов, содержащее емкость с перфорированной перегородкой, с патрубками для подачи сжатого газа, жидкой фазы и отвода зернистой фазы (авт. свид. СССР N 634776. Устройство для выгрузки зернистого материала из массообменного аппарата. А.А.Кавера и др. Заявл. 17.02.1975 г., N 2106375/23-26. Опубл. Б.И. N 44, 1978 г. МКИ B 01 J 4/00). Существенным недостатком данного устройства является сложность конструкции и ее технического обслуживания в процессе эксплуатации; оно также не обеспечивает быструю выгрузку зернистой фазы из аппарата из-за отсутствия сообщения с атмосферой разгрузочной камеры, надежное разделение зернистой и жидкой фаз и транспорт отработанный зернистой фазы другими жидкостями ввиду прямого сообщения реакционной зоны аппарата и камеры разгрузочного устройства. A device for hydraulic unloading of the granular phase from the apparatus, containing a container with a perforated baffle, with nozzles for supplying compressed gas, liquid phase and removal of the granular phase (ed. Certificate of the USSR N 634776. Device for unloading granular material from the mass transfer apparatus. A.A Kavera et al. Declaration of 02.17.1975, N 2106375 / 23-26, Publ. B.I. N 44, 1978 MKI B 01 J 4/00). A significant disadvantage of this device is the complexity of the design and its maintenance during operation; it also does not provide a quick discharge of the granular phase from the apparatus due to the lack of communication with the atmosphere of the discharge chamber, reliable separation of the granular and liquid phases and transport of the spent granular phase by other liquids due to direct communication of the reaction zone of the apparatus and the chamber of the discharge device.
Наиболее близким к заявляемому аппарату по технической сущности и достигаемому результату является аппарат, содержащий цилиндрический корпус, в верхней части которого установлены дренажные кассеты, загрузочный бункер, снабженный клапанным устройством, переливной карман с патрубком, днище, к которому прикреплен распределитель исходной жидкой фазы с отверстиями, снабженными тангенциальными направляющими, и трубой для отвода газов из распределителя, трубу для разгрузки зернистой фазы, в которую заведена труба для дополнительной подачи жидкой фазы, нижняя часть которой размещена внутри днища аппарата, а верхняя выведена за его пределы (авт. свид. СССР N 1662674. Аппарат для контактирования зернистой и жидкой фаз. Д.А.Ястребов и др. Заявл. 12.06.1989 г. , N 4703363/26. Опубл. БИ N 26, 1991, МКИ B 01 J 47/10). Однако следует отметить, что ухудшение массообменных показателей этого аппарата происходит из-за отсутствия в нем устройства для стабилизации нисходящего потока зернистой фазы в период разгрузки, устройства дозированной выгрузки с последующим разделением зернистой и исходной жидкой фаз и транспорта отработанной зернистой фазы в загрузочный бункер последующего аппарата с помощью отработанной транспортной жидкой фазы из этого аппарата, а также невозможности поддержания равномерного поля скоростей исходной жидкой фазы на выходе из распределителя для предотвращения проникновения зернистой фазы во внутрь распределителя в периоды отключения, пуска или изменения расхода жидкой фазы, так как сечение отверстий с тангенциальными направляющими постоянно, и ухудшения фильтрационных свойств дренажных кассет в корпусе по причине их постепенной забивки мелкой фазой зернистого материала. The closest to the claimed device in technical essence and the achieved result is an apparatus containing a cylindrical body, in the upper part of which there are drainage cassettes, a loading hopper equipped with a valve device, an overflow pocket with a pipe, a bottom to which a distributor of the initial liquid phase with holes is attached, equipped with tangential guides, and a pipe for exhausting gases from the distributor, a pipe for unloading the granular phase, into which the pipe is introduced for additional supply liquid phase, the lower part of which is located inside the bottom of the apparatus, and the upper part is outside it (ed. certificate of the USSR N 1662674. Apparatus for contacting granular and liquid phases. D.A. Yastrebov et al. Declaration of June 12, 1989, N 4703363/26, publ. BI N 26, 1991, MKI B 01 J 47/10). However, it should be noted that the deterioration of the mass transfer performance of this apparatus is due to the lack of a device for stabilizing the downward flow of the granular phase during the unloading period, a metered discharge device with the subsequent separation of the granular and initial liquid phases and the transport of the spent granular phase into the hopper of the subsequent apparatus with using the spent transport liquid phase from this apparatus, as well as the inability to maintain a uniform velocity field of the initial liquid phase at the outlet of p spredelitelya to prevent penetration of granular phase inside the distributor during periods of shutdown, startup, or change the flow rate of the liquid phase, since the cross section with a tangential guide holes continuously and deterioration of the filtration properties of drainage cassettes in the housing due to the gradual clogging of fine particulate material phase.
Цель изобретения - повышение эффективности массообмена в аппарате и как следствие этого - увеличение удельной производительности аппарата, уменьшение единовременной загрузки и потерь зернистой фазы за счет стабилизации потоков зернистой и жидкой фаз, а также снижение потерь реагентов при перемещении зернистой фазы из одного аппарата в другой. The purpose of the invention is to increase the efficiency of mass transfer in the apparatus and, as a result of this, to increase the specific productivity of the apparatus, reduce the one-time loading and losses of the granular phase by stabilizing the flows of the granular and liquid phases, and also reduce the loss of reagents when moving the granular phase from one apparatus to another.
Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для противоточного контактирования зернистой и жидкой фаз, содержащем цилиндрический корпус с днищем и дренажными кассетами, в верхней части которого установлены переливной карман с циркуляционным трубопроводом, соединяющим последний с загрузочным бункером, снабженным клапанным устройством, а в нижней части - распределитель исходной жидкой фазы, прикрепленный к днищу и имеющий отверстия, снабженные тангенциальными направляющими, и трубой для отвода газов из распределителя, трубу для разгрузки зернистой фазы, в которую заведена труба для подачи исходной жидкой фазы, согласно предлагаемому изобретению дополнительно установлены стабилизатор нисходящего потока зернистой фазы, выполненный в виде решетки, расположенной в поперечном сечении цилиндрического корпуса над распределителем исходной жидкой фазы, и разгрузочно-разделительно-транспортное устройство для улучшения массообмена путем исключения смешения различных жидкостей, которое выполнено в виде камеры, снабженной в нижней части дренажем с патрубком вывода исходной или транспортной жидкостных фаз, патрубками для ввода и вывода зернистой фазы на фоне другой жидкой фазы на последующую операцию, и воздушной трубой, соединяющей камеру с атмосферой для обеспечения разгрузки, обезвоживания зернистой фазы и слива транспортной жидкой фазы, и снабженной патрубком для подачи транспортной жидкой фазы, причем патрубок камеры для ввода зернистой фазы соединен с патрубком трубы для вывода отработанной зернистой фазы из цилиндрического корпуса через запорное устройство. Установка подвижных и подпружиненных тангенциальных направляющих над окнами на наружной поверхности распределителя позволяет обеспечить постоянное поле скоростей при различных потоках исходной жидкой фазы, что исключает попадание зернистой фазы при разгрузке в распределитель, а расположение патрубка вывода отработанной жидкой фазы на переливном кармане корпуса отдельно от циркулятора и выше верхнего уровня дренажных кассет корпуса позволяет восстановить фильтрующие свойства дренажных кассет. Дополнительно поставленная цель перегрузки заданной порции зернистой фазы из низа корпуса аппарата в разгрузочно-разделительно-транспортное устройство обеспечивается благодаря расположению верхнего конца воздушной трубы камеры выше верха загрузочного бункера исходной зернистой фазы и патрубка ввода транспортной жидкой фазы в эту трубу на уровне излива жидкой фазы из дренажных кассет цилиндрического корпуса. This goal is achieved by the fact that in the apparatus for countercurrent contacting of the granular and liquid phases containing a cylindrical body with a bottom and drainage cassettes, an overflow pocket with a circulation pipe connecting the latter with a feed hopper equipped with a valve device is installed in the upper part, and in the lower part - a distributor of the initial liquid phase attached to the bottom and having openings provided with tangential guides and a pipe for venting gases from the distributor, a pipe for for loading the granular phase into which the pipe for supplying the initial liquid phase is introduced, according to the invention, a downward flow stabilizer of the granular phase is arranged in the form of a grill located in the cross section of the cylindrical body above the distributor of the initial liquid phase, and a discharge and separation device for improving mass transfer by eliminating the mixing of various liquids, which is made in the form of a chamber equipped with a drainage in the lower part with an outlet pipe flow or transporting liquid phases, nozzles for input and output of the granular phase against the background of another liquid phase for the subsequent operation, and an air pipe connecting the chamber with the atmosphere to ensure unloading, dewatering of the granular phase and discharge of the transport liquid phase, and equipped with a nozzle for supplying transport liquid phase, and the pipe of the chamber for entering the granular phase is connected to the pipe nozzle for outputting the spent granular phase from the cylindrical body through the locking device. The installation of movable and spring-loaded tangential rails above the windows on the outer surface of the distributor makes it possible to ensure a constant velocity field at different flows of the initial liquid phase, which eliminates the ingress of the granular phase during unloading into the distributor, and the location of the outlet of the spent liquid phase on the overflow pocket of the housing separately from the circulator and above the upper level of the drainage cassettes of the housing allows you to restore the filtering properties of the drainage cassettes. The additional goal of overloading a given portion of the granular phase from the bottom of the apparatus into the unloading and separation transport device is achieved by positioning the upper end of the chamber air tube above the top of the feed hopper of the initial granular phase and the transport liquid phase inlet pipe into this pipe at the level of the liquid phase outflow from the drainage cartridges of a cylindrical body.
На фиг. 1 изображен аппарат для противоточного контактирования зернистой и жидкой фаз, а на фиг. 2 - 5 - его сечения. In FIG. 1 shows an apparatus for countercurrent contacting of granular and liquid phases, and FIG. 2 - 5 - its section.
Он состоит из цилиндрического корпуса 1 с днищем 2 и дренажными кассетами 3, в верхней части которого установлен переливной карман 4 с циркулятором 5, соединенный с загрузочным бункером 6, и с патрубком 7 вывода отработанной жидкой фазы из него. Загрузочный бункер 6 соединен с корпусом аппарата 1 через запорное устройство 8. It consists of a cylindrical body 1 with a bottom 2 and drainage cassettes 3, in the upper part of which there is an overflow pocket 4 with a circulator 5 connected to a loading hopper 6, and with a pipe 7 for withdrawing the spent liquid phase from it. The loading hopper 6 is connected to the housing of the apparatus 1 through the locking device 8.
К днищу 2 приварен патрубок 9 и распределитель 10 исходной жидкой фазы с отверстиями 11, над которыми установлены подвижные и подпружиненные тангенциальные направляющие 12, а во внутрь заведена газоотводящая труба 13. A pipe 9 and a
Нижний конец разгрузочной трубы 14 отработанной зернистой фазы заканчивается раструбом 15, в который заведена труба 16 для дополнительной подачи жидкой фазы, и расположен над распределителем 10, а верхний конец разгрузочной трубы 14 выведен наружу корпуса и через запорное устройство 17 соединен с разгрузочно-разделительно-транспортным устройством 18. Над распределителем 10 и выше раструба 15 установлен стабилизатор 19, выполненный в виде решетки с размерами ячеек 20 и высотой ребер 21, равными диаметрам D патрубка ввода 22 и трубы вывода 14 зернистой фазы. Разгрузочно-разделительно-транспортное устройство 17 содержит камеру 23, дренаж 24 с патрубком вывода жидкости фазы 25, патрубки ввода 26 и вывода 27 зернистой фазы и воздушную трубу 28 с патрубком подачи транспортной жидкой фазы 29. The lower end of the discharge pipe 14 of the spent granular phase ends with a bell 15, into which the pipe 16 is inserted for additional supply of the liquid phase, and is located above the
Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.
В рабочем положении, в период фильтр-цикла, цилиндрический корпус 1 загружен плотным слоем зернистой фазы. Запорные устройства 8 и 17 закрыты. Исходная жидкая фаза из напорной линии через патрубки 9 и 16 вводится в распределитель 10, а меньшая ее часть непосредственно в реакционную зону аппарата. Газы, поступающие с исходной жидкой фазой, отводятся из распределителя 10 по трубе 13. Жидкая фаза, пройдя через отверстия 11 распределителя 10, закручивается подвижными и подпружиненными тангенциальными направляющими 12 (см. фиг. 4) в горизонтальной плоскости кольцевого пространства между распределителем 10 и днищем 2 и затем, изменив направление движения в стабилизаторе 19 с вращательного на поступательное снизу вверх, равномерно распределяется по сечению корпуса 1 аппарата. Жидкая фаза, пройдя через плотный слой зернистой фазы в аппарате, через дренажные кассеты 3, кольцевой карман 4 и патрубок 7 выводится из аппарата. Так как патрубок 7 расположен выше верхнего уровня дренажных кассет 3, в кольцевом кармане 4 образуется над дренажными кассетами 3 запас отработанной жидкой фазы, который необходим для операций промывки дренажных кассет 3 после фильтр-цикла и загрузки исходной зернистой фазы из бункера 6 в верхнюю зону корпуса 1. In the working position, during the filter cycle, the cylindrical body 1 is loaded with a dense layer of the granular phase. Locking devices 8 and 17 are closed. The initial liquid phase from the pressure line through the nozzles 9 and 16 is introduced into the
В течение этого цикла исходная зернистая фаза гидравлически транспортируется отработанной жидкой фазой из разрузочно-разделительно-транспортного устройства предыдущего аппаратa в загрузочный бункер 6, а излишек транспортной жидкой фазы через дренажную кассету загрузочного бункера 6 возвращается в кольцевой карман 4. During this cycle, the initial granular phase is hydraulically transported by the spent liquid phase from the unloading and separation-transport device of the previous apparatus to the loading hopper 6, and the excess transporting liquid phase through the drainage cassette of the loading hopper 6 is returned to the annular pocket 4.
После отработки очередной порции в лобовом слое зернистой фазы производится открытие запорного устройства 17 и одновременно прекращается подача исходной жидкой фазы в патрубок 9. Прекращение подачи исходной жидкой фазы в распределитель 10 приводит к падению скоростного напора в его отверстиях и, следовательно, к прикрытию подвижных подпружиненных тангенциальных направляющих в направлении наружной поверхности распределителя 10 (см. фиг. 5). After working off the next portion in the frontal layer of the granular phase, the locking device 17 is opened and the supply of the initial liquid phase to the nozzle 9 is simultaneously stopped. The supply of the initial liquid phase to the
В этот момент в корпусе 1 через стабилизатор 19 происходит равномерное и плавное опускание плотного слоя зернистой фазы в направлении раструба 15 разгрузочной трубы 14, по которой отработанная порция перегружается в разгрузочно-разделительно-транспортное устройство 18, где происходит отделение зернистой фазы от исходной жидкой фазы с помощью дренажа 24 и вывод ее через патрубок 25. При опускании плотного слоя при еще закрытом запорном устройстве 8 осуществляется промывка дренажных кассет 3 объемом отработанной жидкой фазы, запасенным еще во время фильтр-цикла. После промывки кассет 3 открывается запорное устройство 8 и включается в работу циркулятор 5, который обеспечивает в загрузочном бункере 6 постоянный залив исходной зернистой фазы отработанной жидкой фазой, что способствует более равномерной загрузке и распределению зернистой фазы в верхней части корпуса 1. Излишки отработанной жидкой фазы из загрузочного бункера 6 через его дренаж возвращаются в переливной карман 4. По окончании загрузки исходной зернистой фазы из загрузочного бункера 6 в верхнюю часть корпуса 1 запорные устройства 8 и 17 закрываются и возобновляется подача исходной жидкой фазы в распределитель 10 через патрубок 9. В распределителе 10 возрастает давление, которое открывает подвижные и подпружиненные тангенциальные направляющие 12. Вихревой поток жидкой фазы псевдоожижает зернистую фазу, а стабилизирующая решетка 19 упорядочивает формирование плотного слоя зернистой фазы по высоте и сечению корпуса 1. Возобновляется фильтр-цикл. At this moment, in the housing 1, through the stabilizer 19, the dense layer of the granular phase is uniformly and smoothly lowered in the direction of the bell 15 of the discharge pipe 14, through which the spent portion is loaded into the unloading-separation and transport device 18, where the separation of the granular phase from the initial liquid phase occurs using drainage 24 and its output through the nozzle 25. When lowering the dense layer with the shut-off device 8 still closed, the drainage cassettes 3 are flushed with the volume of the spent liquid phase stored in Remy filter cycle. After washing the cassettes 3, the locking device 8 is opened and the circulator 5 is turned on, which ensures a constant filling of the initial granular phase with the spent liquid phase in the hopper 6, which contributes to a more uniform loading and distribution of the granular phase in the upper part of the housing 1. Excess spent liquid phase from loading hopper 6 through its drainage is returned to the overflow pocket 4. At the end of loading the initial granular phase from the loading hopper 6 to the upper part of the housing 1 locking device 8 and 17 the feed of the initial liquid phase into the
После отделения зернистой фазы от исходной жидкой фазы в разгрузочно-разделительно-транспортном устройстве 18 патрубок слива 25 закрывается, и в его камеру 23 через патрубок 29 и воздушную трубу 28 подается под избыточным давлением транспортная жидкая фаза из слива отработанной жидкой фазы последующего аппарата. Так как верхний срез воздушной трубы 28 находится выше уровня верха загрузочного бункера 6 на величину, немного большую, чем необходимое избыточное давление для гидротранспорта, из нее не происходит излива транспортной жидкой фазы, а весь поток вместе с зернистой фазой из камеры 23 устремляется через патрубок 27 в загрузочный бункер последующего аппарата. В конце цикла гидротранспорта зернистой фазы отключается подача транспортной жидкой фазы в патрубок 29 и открывается выход из патрубка 25 дренажа 24. Транспортная жидкая фаза из разгрузочно-разделительно-транспортного устройства 18 сливается в соответствующую емкость, после чего слив из патрубка 25 перекачивается на исходную емкость жидкой фазы. After the separation of the granular phase from the initial liquid phase in the unloading-separation and transport device 18, the discharge pipe 25 is closed, and the transported liquid phase from the discharge of the spent liquid phase of the subsequent apparatus is supplied under overpressure to its chamber 23 through the pipe 29 and the air pipe 28. Since the upper section of the air pipe 28 is higher than the top of the loading hopper 6 by an amount slightly larger than the necessary overpressure for hydraulic transport, the transport liquid phase does not spill out of it, and the entire stream together with the granular phase from the chamber 23 rushes through the pipe 27 into the hopper of the subsequent apparatus. At the end of the hydrotransport cycle of the granular phase, the supply of the transport liquid phase to the pipe 29 is turned off and the outlet from the pipe 25 of the drain 24 opens. The transport liquid phase from the unloading and separation and transport device 18 is discharged into an appropriate tank, after which the drain from the pipe 25 is pumped to the original liquid tank phase.
Заявляемые отличительные признаки аппарата для противоточного контактирования зернистой и жидких фаз способствует достижению поставленной цели следующим образом. The claimed distinctive features of the apparatus for countercurrent contacting of granular and liquid phases contributes to the achievement of the goal as follows.
1. Установка в корпусе аппарата над распределителем исходной жидкой фазы стабилизатора нисходящего потока зернистой фазы, выполненного в виде решетки, размер ячейки которой сопоставим с диаметрами патрубков для ввода и вывода зернистой фазы в цилиндрический корпус и из него, позволяет в период цикла загрузки-выгрузки не только предотвращать обрушение и перекос плотного слоя зернистой фазы, но и организовать его равномерное продвижение по сечению корпуса аппарата за счет выравнивания поля скоростей нисходящего потока в каналах решетки, размер которых выбран из условия свободного прохождения зернистой фазы и инородных тел, случайно попавших в реакционную зону аппарата. 1. The installation in the apparatus body above the distributor of the initial liquid phase of the stabilizer of the downward flow of the granular phase, made in the form of a lattice, the cell size of which is comparable with the diameters of the nozzles for input and output of the granular phase into and out of the cylindrical body, during the loading and unloading cycle not only to prevent collapse and skew of the dense layer of the granular phase, but also to organize its uniform progress along the cross section of the apparatus body due to the equalization of the velocity field of the downward flow in the channels of the grating, the size of which is selected from the condition of free passage of the granular phase and foreign bodies that accidentally fall into the reaction zone of the apparatus.
2. Присоединение к аппарату через запорное устройство разгрузочно-разделительно-транспортного устройства, выполненного в виде камеры с нижним дренажем, патрубками для ввода и вывода зернистой фазы, и трубой, соединяющей камеру с атмосферой и снабженной патрубком для подачи транспортной жидкой фазы, позволяет более точно, даже при отказе автоматики, вручную поддерживать величину потока зернистой фазы и cоответственно соотношение потоков зернистой и жидкой фаз по цепочке аналогичных аппаратов, и обеспечивает загрузку зернистой фазы в последующий по цепочке аппарат на фоне жидкой фазы соответствующей технологической операции, что позволяет существенно снизить высоту защитного слоя зернистой фазы в верхней части аппарата за счет отсутствия эффекта разбавления технологического раствора иной транспортной жидкостью, могущего привести к ухудшению массообмена фаз. 2. The connection to the apparatus through the locking device of the unloading and separation-transport device, made in the form of a chamber with lower drainage, nozzles for input and output of the granular phase, and a pipe connecting the chamber with the atmosphere and equipped with a nozzle for supplying the transport liquid phase, allows more accurately , even if automation fails, manually maintain the size of the flow of the granular phase and, accordingly, the ratio of the flows of granular and liquid phases along a chain of similar devices, and ensures the loading of the granular phase into o the next unit in the chain of the liquid phase corresponding to the background of technological operations, which can significantly reduce the height of the protective layer of granular phase in the upper portion of the apparatus due to lack of effect dilution process solution a transport liquid which may lead to deterioration of the phase mass transfer.
Это достигается путем периодической разгрузки зернистой фазы на фоне исходной (рабочей) жидкой фазы из корпуса аппарата через запорное устройство в камеру постоянного объема, где через дренаж и патрубок отделяется исходный раствор, а затем осушенная зернистая фракция гидравлически транспортируется из камеры через нижний патрубок в загрузочный бункер последующего аппарата отработанной жидкой фазой, выводимой из этого аппарата, после чего камера опустошается. This is achieved by periodically unloading the granular phase against the background of the initial (working) liquid phase from the apparatus body through a shut-off device into a constant-volume chamber, where the initial solution is separated through a drain and a nozzle, and then the dried granular fraction is hydraulically transported from the chamber through the lower nozzle to the loading hopper the subsequent apparatus of the spent liquid phase removed from this apparatus, after which the chamber is emptied.
Для предотвращения переливов жидкой и твердой фаз конец трубы камеры разгрузочно-разделительно-транспортного устройства поднят выше уровня верха загрузочного бункера на величину, определяемую расчетным путем из условия гидродинимического сопротивления жидкой фазы в период транспорта отработанной зернистой фазы из камеры, а патрубок для ввода транспортной жидкой фазы в трубу камеры расположен на уровне излива жидкой фазы из дренажных кассет цилиндрического корпуса аппарата. To prevent overflow of liquid and solid phases, the end of the chamber pipe of the unloading and separation-transport device is raised above the top of the loading hopper by an amount determined by calculation from the condition of hydrodynamic resistance of the liquid phase during the transport of the spent granular phase from the chamber, and a pipe for introducing the transport liquid phase into the tube of the chamber is located at the level of the outflow of the liquid phase from the drainage cassettes of the cylindrical body of the apparatus.
3. Выполнение тангенциальных направляющих над отверстиями распределителя исходной жидкой фазы в виде подвижных элементов, подпружиненных в направлении наружной поверхности распределителя, например из резины, армированной упругим материалом, позволяет уменьшить разрушение зернистой фазы благодаря пред отвращению многократной циркуляции ее через отверстия распределителя из низа корпуса аппарата во внутреннюю полость распределителя и обратно при циклическом переключении циклов разгрузка-загрузка-фильтрация. 3. The implementation of the tangential guides above the holes of the distributor of the initial liquid phase in the form of movable elements, spring-loaded in the direction of the outer surface of the distributor, for example from rubber reinforced with elastic material, allows to reduce the destruction of the granular phase due to the prevention of its repeated circulation through the holes of the distributor from the bottom of the apparatus the internal cavity of the distributor and vice versa during cyclic switching of the unloading-loading-filtering cycles.
Это обеспечивается путем открытия или перекрытия тангенциальных направляющих в зависимости от скоростного напора исходной жидкой фазы, что дает возможность поддерживать на выходе из отверстий распределителя поле скоростей на уровне скорости псевдоожижения зернистой фазы, которое препятствует проникновению последней во внутреннюю полость распределителя. This is achieved by opening or closing the tangential guides depending on the pressure head of the initial liquid phase, which makes it possible to maintain a velocity field at the outlet of the distributor openings at the level of the fluidization velocity of the granular phase, which prevents the latter from penetrating into the internal cavity of the distributor.
4. Расположение патрубка вывода отработанной жидкой фазы выше верхнего уровня дренажных кассет аппарата в период цикла выгрузки зернистой фазы в разгрузочно-рзделительно-транспортное устройство позволяет восстановить фильтрационные свойства дренажных кассет корпуса, что приводит к стабилизации потока жидкой фазы в период фильтр-цикла. Это достигается путем создания дополнительного уровня отработанной жидкой фазы в кольцевом кармане аппарата над дренажными кассетами корпуса в период цикла фильтрации за счет указанного расположения патрубка вывода отработанной жидкой фазы и создания обратного потока в кассетах при цикле перегрузки зернистой фазы из корпуса в разгрузочно-разделительно-транспортное устройство. 4. The location of the outlet pipe of the spent liquid phase above the upper level of the drainage cartridges of the apparatus during the cycle of unloading the granular phase into the unloading-separation-transport device allows you to restore the filtration properties of the drainage cartridges of the housing, which leads to stabilization of the flow of the liquid phase during the filter cycle. This is achieved by creating an additional level of the spent liquid phase in the annular pocket of the device above the cassette drainage cassettes during the filtration cycle due to the specified location of the outlet of the spent liquid phase and creating a backflow in the cassettes during the cycle of overloading the granular phase from the casing to the unloading and separation transport device .
Пример. Проведены сравнительные пилотные испытания предлагаемого согласно изобретению аппарата и аппарата-прототипа в аналогичных условиях. В качестве зернистой фазы в аппаратах использовали анионит АМП класса "А", а исходной жидкой фазы - никелевый электролит с содержанием цинка 0,025 г/дм3, от которого нужно было очистить электролит. Испытания показали, что при одинаковой высоте рабочего слоя аппаратов 4 м необходимая степень очистки электролита от цинка до концентрации 0,2 мг/дм3 была достигнута в предлагаемом аппарате на высоте слоя зернистой фазы 1,5 м, а в аппарате-прототипе - на высоте слоя 3,2 м. Это выявляется убедительным доказательством лучших масообменных свойств предлагаемого аппарата по сравнению с прототипом, что в свою очередь позволит значительно снизить единовременную загрузку аппрарата сорбентом и одновременно увеличить скорость фильтрации жидкой фазы через плотный слой зернистой фазы. Это стало возможным благодаря стабилизатору потока зернистой фазы и оснащению аппарата разгрузочно-разделительно-транспортным устройством, которое обеспечило подготовку зернистой фазы перед ее дозированной передачей на другую технологическую операцию и вместе с этим снизило потери реагентов.Example. Comparative pilot tests of the apparatus and apparatus of the prototype proposed according to the invention were carried out under similar conditions. AMP class “A” anion exchange resin was used as a granular phase in the apparatus, and a nickel electrolyte with zinc content of 0.025 g / dm 3 was used from the initial liquid phase, from which it was necessary to clean the electrolyte. Tests showed that with the same height of the working layer of the apparatus of 4 m, the required degree of purification of the electrolyte from zinc to a concentration of 0.2 mg / dm 3 was achieved in the proposed apparatus at a height of the granular phase layer of 1.5 m, and in the prototype apparatus at a height a layer of 3.2 m. This is revealed by convincing proof of the best mass transfer properties of the proposed apparatus compared to the prototype, which in turn will significantly reduce the lump-sum loading of the appliance with a sorbent and at the same time increase the rate of filtration of the liquid phase through a dense layer of granular phase. This was made possible thanks to the stabilizer of the flow of the granular phase and the equipping of the apparatus with a discharge-separation and transport device, which ensured the preparation of the granular phase before its metered transfer to another technological operation and at the same time reduced the loss of reagents.
Циклические испытания аппаратов подтвердили правильность принятых конструктивных решений по оснащению распределителя потока жидкой фазы подвижными и подпружиненными тангенциальными направляющими, которые препятствуют проникновению зернистой фазы во внутреннюю полость распределителя и, следовательно, истиранию ее при многократном возаратно-поступательном прохождении через отверстия распределителя при смене направления потока жидкой фазы. Удельный расход анионита в аппарате по предлагаемому изобретению снизился до 1,2 г на 1 м3 жидкой фазы в сравнении с 1,5 г/м3 в аппарате-прототипе.Cyclical tests of the apparatuses confirmed the correctness of the design decisions made to equip the liquid phase flow distributor with movable and spring-loaded tangential guides that prevent the granular phase from penetrating the internal cavity of the distributor and, therefore, abrasing it during repeated reciprocal passage through the distributor holes when changing the direction of the liquid phase flow . The specific consumption of anion exchange resin in the apparatus according to the invention decreased to 1.2 g per 1 m 3 of the liquid phase in comparison with 1.5 g / m 3 in the prototype apparatus.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109782/25A RU2121874C1 (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109782/25A RU2121874C1 (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2121874C1 true RU2121874C1 (en) | 1998-11-20 |
| RU97109782A RU97109782A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20194066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97109782/25A RU2121874C1 (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121874C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2259860C1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-09-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Device for counterflow contacting of liquid and grain phases |
| RU2389551C1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-05-20 | Лидия Алексеевна Воропанова | Sorption extraction of zinc ions from acidic chloride solutions |
| RU2462300C2 (en) * | 2007-11-16 | 2012-09-27 | Корн Продактс Девелопмент, Инк. | Continuous-action reactor with fluidised bed |
-
1997
- 1997-06-17 RU RU97109782/25A patent/RU2121874C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU 1662674, авторское свидетельство, кл. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2259860C1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-09-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Device for counterflow contacting of liquid and grain phases |
| RU2462300C2 (en) * | 2007-11-16 | 2012-09-27 | Корн Продактс Девелопмент, Инк. | Continuous-action reactor with fluidised bed |
| RU2389551C1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-05-20 | Лидия Алексеевна Воропанова | Sorption extraction of zinc ions from acidic chloride solutions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4564457A (en) | Upflow gas eductor induced air floatation separator | |
| KR100232762B1 (en) | Sedimentation apparatus for fluids containing liquids, gases and particulates, wastewater purification apparatus and method for purification | |
| RU2455049C2 (en) | Method and device for cleaning filters with loose packing | |
| BR112013000208B1 (en) | PURIFIER FOR THE PURIFICATION OF A FLUID AS EFFLUENTS AND METHOD FOR THE AEROBIC OR ANAEROBIC PURIFICATION OF AN EFFLUENT FLUID USING A PURIFIER | |
| KR102153224B1 (en) | Wastewater treatment system with improved treating efficiency | |
| JP5111757B2 (en) | Filtration unit | |
| MX2007006451A (en) | Filtering system for water and waste water. | |
| CN108622997A (en) | Pressure-bearing type purifier | |
| JPH046415B2 (en) | ||
| KR102348752B1 (en) | non-point source contaminant reduction | |
| RU2121874C1 (en) | Apparatus for counter-flow contacting of grainy and liquid phases | |
| JP4814619B2 (en) | Activated carbon adsorption device | |
| KR101772913B1 (en) | Mobile apparatus for water treatment | |
| US5169607A (en) | Moving-bed reactor, in particular for the treatment of flue gases | |
| US4446030A (en) | Liquid circulation and pressure tanks | |
| CN101952015B (en) | Wastewater treatment system and method for the treatment of wastewater | |
| KR20210002060A (en) | Wastewater treatment system with improved treating efficiency | |
| RU1836301C (en) | Installation for waste-water-cleaning | |
| US4623466A (en) | Method and apparatus for the counter-current mass exchange between two phases having different densities | |
| KR101944605B1 (en) | Hydrogen sulfide removal apparatus using the liquidphase-catalyst | |
| US4257896A (en) | Countercurrent liquid-solid contacting apparatus | |
| EP0211982A1 (en) | Upflow gas eductor induced air flotation separator | |
| WO2021076013A1 (en) | Sorption apparatus | |
| CA1143294A (en) | Countercurrent liquid-solid contacting apparatus | |
| JPH10216412A (en) | filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040618 |