PL61507B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 21.XII.1970 61507 KI. 12 g, 1/01 MKP B 01 j, 1/06 UK Wspóltwórcy wynalazku: Harry Piechowiak, Romuald Bogoczek Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska w Gliwicach (Katedra Chemii Or- gamicznej), Gliwice (Polska) Kolumna jonitowa o dzialaniu ciaglym Przedmiotem wynalazku jest kolumna jonitowa o •dzialaniu ciaglym.Kolumny jonitowe stosuje sie do przeprowadze¬ nia wymiany jonowej a mianowicie w celach demi- neralizacji wody, oczyszczania roztworów zwiazków chemicznych, wydobywania cennych substancji z bezwartosciowych cieczy, do stezania roztworów niektórych zdysocjowanych zwiazków chemicznych oraz do przeprowadzania syntezy chemicznej opar¬ tej o wymiane jonowa. Znana z polskiego opisu pa¬ tentowego nr 53012 kolumna jonitowa, w której pro¬ ces wymiany jonowej prowadzi sie w sposób ciagly ma ksztalt walca o dnie stozkowym. U góry kolum¬ ny zainstalowany jest lejowaty pojemnik, stano¬ wiacy zbiornik jonitu i który to pojemnik polaczo¬ ny jest z kolumna za posrednictwem zwrotnego za¬ woru kulkowego. W dolnej czesci kolumna posiada przewód z otworami, przez które wprowadzana jest pod cisnieniem ciecz przeznaczona do oczyszczania.W górnej czesci kolumny znajduje sie przewód odprowadzajacy ciecz po przejsciu jej przez zloze, jak równiez zainstalowana jest przegroda sitowa, na której nastepuje odsaczenie cieczy od zywicy. Zy¬ cica, po przewrowadzeniu na niej wymiany jonowej jest usuwana przewodem, zainstalowanym w dole kolumny.Ponadto kolumna jest wyposazona w uklad cyr- kulacyjny do przemieszczania zywicy, który ma za¬ wory elektromagnetyczne, sterowane programowym przekaznikiem czasowym. Zasilanie kolumny swieza 15 20 25 30 porcja jonitu dokonuje sie samoczynnie przez wyla¬ czenie doplywu cieczy za pomoca programowego wskaznika czasowego 1 obnizenie cisnienia w kolum¬ nie.Kilka tego typu kolumn polaczone jest ze soba funkcjonalnie w system — strefa reakcji wymiany, strefa regeneracji i strefa przemywania.Wada tych kolumn jest fakt, ze zawory, zainsta¬ lowane w kolumnie rozgniataja i znieksztalcaja ziarna jonitu, co powoduje ich nieszczelnosc. System tych kolumn polaczony szeregowo i pracujacy w sposób ciagly wymaga zainstalowania specjalnego urzadzenia transportujacego zuzyty jonit z dna je¬ dnej kolumny do dozownika kolumny nastepnej.Przy przemieszczaniu sie jonitu nastepuje scieranie sie granulek tego jonitu i powstajaca drobna za¬ wiesina drobnych ziarn jonitu zatyka otwory w si¬ tach. System kolum wymaga ponadto programowe¬ go sterowania elektronicznego co bardzo podraza koszty budowy.Stwierdzono, ze wszystkich tych niedogodnosci mozna uniknac odpowiednio instalujac w kolumnie jonitowej pompe mamutowa. Kolumna jonitowa wedlug wynalazku ma postac otwartego u góry wal¬ ca, wewnatrz którego umieszczona jest koncentrycz¬ nie pompa mamutowa. Pompa swym ramieniem sie¬ ga ponad górna krawedz kolumny nad potrzasane sito, pod którym znajduje sie lej zakonczony prze¬ wodem, wprowadzonym do dolnej czesci kolumny.Kolumna wedlug wynalazku uwidoczniona jest £15073 61507 4 na fig. 1. W obudowie kolumny 1 znajduje sie zloze jonitowe 2. Na dnie kolumny znajduje sie porowa¬ ta przegroda 3 przepuszczalna jedynie dla cieczy a zatrzymujaca zloze jonitowe.W srodku tej przegrody 3 umieszczona jest lita plytka 4. Wewnatrz kolumny, otoczona zlozem jo¬ nitowym 2 znajduje sie pompa mamutowa 5. Do jej wnetrza jest wprowadzony na stale przewód 6 do¬ prowadzajacy sprezone powietrze.Wlot pompy mamutowej usytuowany jest bezpo¬ srednio nad plytka 4, a wylot pompy ponad kolum¬ ne i siega swoim ramieniem 15 nad potrzasane sito 7. Pod potrzasanym sitem znajduje sie lej 8, zakon¬ czony przewodem 9, który wprowadzony jest do dolnej czesci kolumny 1 poprzez plytke 10 przepu¬ szczajaca ciecz a zatrzymujaca jonit. W dnie kolum¬ ny 1 znajduje sie wlot cieczy 11. W górnej czesci kolumny znajduje sie wylot cieczy 13 osloniety od wnetrza kolumny plytka 12 przepuszczajaca jedy¬ nie ciecz, zatrzymujaca zloze jonitowe.Dzialanie kolumny jest nastepujace. Po urucho¬ mieniu sita potrzasanego 7, wlacza sie pompe ma¬ mutowa przez otworzenie zaworu na przewodzie sprezonego powietrza. Na skutek otwarcia zaworu na przewodzie doprowadzania cieczy 11 roztwór ko¬ lejno przechodzi przez przegrode 3 i zloze 2 a na^ stepnie opuszcza kolumne przewodem 13. Równo¬ czesnie pompa mamutowa wydobywa z dna kolum¬ ny zuzyty jonit i przenosi go na potrzasane sito 7, gdzie ulega on czesciowemu osuszeniu. Ciecz scieka przez sito i przewodem 9 leja 8 jest zawracana do kolumny, powyzej wlotu pompy mamutowej.W kolumnie o dzialaniu ciaglym wedlug wyna¬ lazku moze sie odbywac tylko jedna z kilku ope¬ racji niezbednych dla przeprowadzenia kolumno¬ wych procesów jonitacyjnych. W celu przeprowa¬ dzenia procesu jonowymiennego konieczne jest rów¬ noczesne zastosowanie kilku takich kolumn, które wspóldzialaja w systemie. Poniewaz kazdy proces jonitacyjny sklada sie z kilku, to jest z dwóch, czterech a nawet szesciu róznych operacji, cykli a mianowicie strefa wymiany jonowej, strefa prze¬ mycia, strefa regeneracji jonitu i strefa przemycia jonitu po regeneracji, system tych kolumn jest zam¬ kniety pod wzgledem obiegu zloza jonitowego.System o dzialaniu ciaglym, kolumn wedlug wy¬ nalazku przedstawiony jest na fig. 2. Przed urucho¬ mieniem systemu kolumn, kolumny sa zapelnione zlozem jonitowym, na przyklad kationitem z woda.Z chwila uruchomienia systemu uruchamia sie sita potrzasane a nastepnie wlacza sie pompy mamuto¬ we przez otworzenie zaworów na przewodach spre¬ zonego powietrza. Nastepnie otwiera sie zawory na przewodach prowadzacych ze zbiorników podaw- czych do kolumn.Na skutek otwarcia zaworu 2 wyplywa ze zbior¬ nika podawczego 1 roztwór majacy byc kationito- wany i przedostaje sie poprzez porowata plytke 3 do kolumny 25, gdzie napotyka na uaktywniony ka- tionit. Ciecz wedruje W góre kolumny a napotyka¬ jac po drodze wciaz swiezy jonit ulega calkowite¬ mu kationitowaniu, po czym opuszcza kolumne przez sito 6 i przedostaje sie przewodem 7 do zbiornika odbierajacego.Jednoczesnie na skutek uruchomienia pompy ma¬ mutowej wydobywa ona zuzyty kationit #z dna ko¬ lumny 25 do góry na zewnatrz^ przelioatac go na po¬ trzasane sito 8, gdzie na skutek wstrzasów ulega czesciowemu osuszeniu. Ciecz wytrzasftieta z jonitu 5 przecieka przez sito i dostaje sie do leja, a nastep¬ nie przewodem 9 powraca do dolnej czesci' kolumny 25, lecz powyzej wlotu pompy mamutowej. Tymcza¬ sem kationit spada z potrzasanego sita 8 do górnej przestrzeni kolumny 11, w której przesuwa sie w 10 dól.Jednoczesnie od dolu kolumny 11 dostaje sie wo¬ da ze zbiornika 12 majaca za zadanie odmyc katio¬ nit od resztek przyczepionego don roztworu pocho¬ dzacego z kolumny 25. Operacja odmycia odbywa 15 sie w kolumnie 11 w ten sposób, ze woda myjaca wedruje w góre kolumny uchodzac z niej przez si¬ to na szczycie, podczas gdy kationit przesuwa sie w dól az do wlotu pompy mamutowej.Poniewaz uprzednio otworzono zawór na przewo- 20 dzie sprezonego powietrza dochodzacego do wnetrza pompy mamutowej, pompa ta wypompowuje ciagle calkowicie odmyty kationit, przerzucajac go wylo¬ tem 14 na potrzasane sito 15, z którego resztki cie¬ czy przechodza przewodem do dolnej czesci kolum- 25 ny 11, a czesciowo osuszony kationit spada do ko¬ lumny 16, w której nastepuje jego uaktywnienie.Jonit ten przesuwa sie w dól kolumny, napotyka¬ jac na swej drodze strumien rozcienczonego kwasu mineralnego jaki wyplywa ze zbiornika 17 do dna 30 kolumny 16, skad podnosi sie w góre uaktywniajac w przeciwpradzie posuwajacy sie w dól kationit.Poniewaz pompa mamutowa pracuje ciagle, uakty¬ wniony kationit przedostaje sie z dna tej kolumny na potrzasane sito 19, gdzie zostaje czesciowo poz- 35 bawiony przyczepionego kwasu mineralnego, który powraca na dól kolumny 16. Tymczasem uaktyw¬ niony kationit przedostaje sie z potrzasanego sita do kolumny 20, której podlega przeciwpradowemu pro¬ cesowi odmycia woda jaka doplywa do spodu ko- 4a lumny 20 ze zbiornika 21.Ciecz ta przechodzac przez cala kolumne 20 wy¬ dostaje sie w jej górnej czesci i odplywa przewodem 22. Uaktywniony i odmyty kationit z chwila gdy znajdzie sie na spodzie kolumny 20 zostaje pompa 45 mamutowa wyrzucony w góre na potrzasane sito 24, gdzie ulega czesciowemu obezwodnieniu. Ciecz powstala z obezwodnienia jonitu przedostaje sie przewodem 23 na spód kolumny 20, podczas gdy uaktywniony, przemyty i czesciowo osuszony J^atio- 50 nit spada z potrzasanego sita do kolumny 25, gdzie przesuwajac sie w dól uczestniczy w kationitowa¬ niu roztworu wyplywajacego ze zbiornika 1 a wzno¬ szacego sie w góre kolumny 25.Dla sprawnego przerzucania jonitu z potrzasane- 55 go sita poprzedniej kolumny do wnetrza kolumny nastepnej a zwlaszcza z sita 24 do kolumny 25 ko¬ nieczne jest, aby kolumny byly ustawione w czwo¬ rokacie dostatecznie blisko siebie.Sposób w jaki sa ustawione kolumny w systemie 60 wedlug wynalazku i sposób ich wspóldzialania przedstawiony jest w rzucie poziomym na fig. 3. W kolumnach 1, 2, 3, 4 umieszczone sa koncentrycznie pompy mamutowe 5, 6, 7, 8 wystajace ponad górne krawedzie kolumny i siegajace swoimi ramionami g5 poza te kolumny nad sita potrzasane 9, 10, 11, 12,61507 które z kolei siegaja swoimi koncami nad nastepne kolumny. Pod potrzasanymi sitami, w przestrzeni miedzy kolumnami znajduja sie leje nie uwidocz¬ nione na fig. 3. Tak wiec jonit z sit potrzasanych z poprzedniej kolumny spacla do otwartych u góry nastepnych kolumn, w których opada stopniowo w dól, skad zostaje wypompowany pompa mamutowa w góre i wyrzucony na nastepne sito, z którego spa¬ da do kolejnej kolumny. Przewodem 13 doprowa¬ dza sie sprezone powietrze do pomp mamutowych, co jest wymagane dla ich jednostajnego dzialania.System kolumn jonitowych wedlug wynalazku umozliwia maksymalne wykorzystanie zdolnosci wymienne jonitów przy minimalnym zuzyciu su¬ rowców pomocniczych sluzacych do ich regeneracji. 15 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Kolumna jonitowa o dzialaniu ciaglym majaca postac walca, w której ciecz poddawana wymianie jonowej przeplywa z dolu do góry w przeciwpradzie do jonitu zawartego w kolumnie, znamienna tym, ze posiada umieszczona koncentrycznie wewnatrz pompe mamutowa (5), której wlot (14) usytuowany jest bezposrednio nad lita plytka (4) umieszczona na perforowanej przegrodzie (3), znajdujacej sie na dnie kolumny, a której wylot (15) usytuowany jest ponad kolumna nad potrzasanym sitem (7), pod któ¬ rym znajduje sie lej (8) zakonczony przewodem (9), wprowadzonym do dolnej czesci kolumny. /&// KI. 12 g, 1/01 61507 MKP B 01 j, 1/06 Fig. 2 12 i 2 & 10 Rg.s WDA-l. Zam. 5966. Naklad 240 egz. PL PL