АДСОРБЕР
ADSORBENT

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионообменной адсорбции.
Известен адсорбер с неподвижным слоем ионита, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, крышку, днище, верхнее и нижнее распределительные устройства, штуцер для подачи исходной воды на очистки и штуцер для удаления очищенной воды из аппарата [Иониты в химической технологии / Под ред. Б.П. Никольского и П.Г. Романкова. - Л.: Химия, 1982.-416 с.].
Недостатком известного аппарата является то, что в нем невозможно использовать зернистые и волокнистые иониты, плотность которых меньше, чем плотность очищаемой воды, поскольку данные иониты не образуют в нижней части аппарата плотный неподвижный слой, а всплывают вверх аппарата.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является кольцевой адсорбер, содержащий цилиндрический корпус, который закреплен в по меньшей мере трех установочных лапах, с крышкой и днищем, выполненными эллиптической формы, причем в крышке смонтированы загрузочный и смотровой люки, причем загрузочный люк соединен с бункером-компенсатором, расположенным в крышке, а штуцер для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха расположен в нижней части корпуса, в которой закреплены опоры для базы под внешний и внутренний перфорированные цилиндры и установлен разгрузочный люк для выгрузки отработанного адсорбента, а штуцер для отвода паров и конденсата при десорбции и для подачи воды расположен в днище, в котором закреплен штуцер для отвода очищенного газа и отработанного воздуха и для подачи водяного пара, а штуцер для предохранительного клапана установлен в верхней части корпуса. Барботер выполнен тороидальной формы по всей высоте перфорированных цилиндров, а адсорбент выполнен по форме в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде тороидальных колец [патент РФ 2354440, МПК B01F 53/02. Кольцевой адсорбер. // Кочетков О.С, Кочеткова М.О.; заявитель и патентообладатель Кочетков О.С.- №2007144012/15; заявл. 29.11.2007; опубл. 10.05.09. Бюл. N 13. - с. 7.: ил.].
Недостатком известного аппарата является то, что в нем невозможно использовать ионообменные материалы, например, на основе целлюлозы (модифицированные древесные опилки, хлопковую целлюлозу и др.), плотность которых меньше, чем плотность очищаемой воды.
Техническим результатом изобретения является возможность проведения ионообменной очистки воды с помощью ионообменных материалов с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды.
Указанный результат достигается тем, что в адсорбере, содержащем цилиндрический корпус, который закреплен по меньшей мере в трех установочных лапах, с днищем, выполненным эллиптической формы, крышку, перфорированный цилиндр и штуцер для подачи исходной воды, расположенный в нижней части корпуса, согласно изобретению в днище расположен штуцер для опорожнения аппарата от воды после окончания процесса ионообменной очистки, крышка выполнена плоской формы, в которой расположены штуцер для удаления очищенной воды из аппарата и стакан, а к нижней части крышки присоединен перфорированный цилиндр с крючками, расположенными по высоте этого цилиндра, в нижней части которого имеется горизонтальный диск, причем на краю диска имеется сквозное отверстие, расположенное соосно с несквозным отверстием стакана, находящимся на крышке, причем в отверстие на диске и в отверстие в стакане установлен пруток с крючками, расположенными по высоте этого прутка, и в нижней части прутка над горизонтальным диском имеется отверстие, в которое вставлена шпонка для предотвращения падения прутка вниз в отверстие диска, причем крючки на перфорированном цилиндре и прутке установлены с возможностью удержания ленты из ионообменной ткани с нанесенным на ней слоем частиц ионита свернутой в рулон на перфорированном цилиндре.
Технический результат достигается за счет удержания слоя частиц ионита в неподвижном состоянии между двумя слоями ионообменной ткани, закрепления одного края этой ткани на перфорированном цилиндре с помощью крючков, тугой намотки ленты ткани со слоем частиц ионита в рулон на перфорированном цилиндре и закрепления другого края ткани на прутке с помощью крючков.
На фиг. 1 изображен адсорбер, фронтальный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - выносной элемент I, на фиг. 4 - выносной элемент II, на фиг. 5 - выносной элемент III, на фиг. 6 - схема наматывания ионообменной ткани со слоем частиц ионита.
Адсорбер содержит цилиндрический корпус 1, эллиптическое днище 2, плоскую крышку 3, опоры 4. В нижней части цилиндрического корпуса 1 расположен штуцер 12 для подачи исходной воды в аппарат. В днище 2 расположен штуцер 14 для опорожнения аппарата от воды после окончания процесса ионообменной очистки. В крышке 3 расположен штуцер 13 для удаления очищенной воды из аппарата и стакан 10, а к нижней части крышки 2 присоединен перфорированный цилиндр 5 с крючками 7, расположенными по высоте этого цилиндра, в нижней части которого имеется горизонтальный диск 6, причем на краю диска имеется сквозное отверстие, расположенное соосно с несквозным отверстием в стакане 10, находящимся на крышке 3. В отверстие на диске 6 и в отверстие в стакане 10 установлен пруток 8 с крючками 9, расположенными по высоте этого прутка. В нижней части прутка 8 над горизонтальным диском 6 имеется отверстие, в которое вставлена шпонка 11. Крючки на перфорированном цилиндре 5 и прутке 8 установлены с возможностью удержания ленты из ионообменной ткани 15 с нанесенным на ней слоем частиц ионита 16 свернутой в рулон на перфорированном цилиндре 5.
Адсорбер работает следующим образом.
Перед началом работы в адсорбер помещают ионообменные материалы. Для этого с корпуса 1 снимают крышку 3, к которой присоединен перфорированный цилиндр 5 с диском 6. Перфорированный цилиндр 5 устанавливают в горизонтальное положение (фиг. 6). На крючки 7 перфорированного цилиндра 5 надевают ионообменную ткань, которую затем натягивают. Поверх ионообменной ткани 15 укладывают слой частиц ионита 16. Ионообменную ткань 15 вместе со слоем частиц ионита 16 наматывают на перфорированный цилиндр 5 при его вращении. Усилие наматывания ионообменной ткани и толщина слоя частиц ионита определяется свойствами данных материалов с учетом, что во время работы адсорбера слой частиц ионита между слоями ионообменной ткани должен находиться в неподвижном состоянии. При достижении заданной толщины слоя ионообменных материалов вращение перфорированного цилиндра 5 прекращают, ионообменную ткань обрезают, а ее край надевают на крючки 9 прутка 8. Один конец прутка 8 вставляют в отверстие на диске 6, а другой конец этого прутка вставляют в отверстие стакана 10, находящегося на крышке 3. В отверстие в прутке 8 вставляют шпонку 11 (фиг. 3), которая препятствует выпадению прутка 8 из отверстия стакана 10. Крышку 3 с присоединенным к ней перфорированным цилиндром 5, на котором намотана в рулон ионообменная ткань со слоем частиц ионита, помещают в корпус 1. Корпус 1 и крышку 3 соединяют с помощью болтового соединения. Аппарат готов к работе.
Исходная вода подается в нижней части аппарата через штуцер 12 и, проходя через кольцевые слои ионообменной ткани 15 и частиц ионита 16, очищается, а затем очищенная вода проходит через отверстия перфорированного цилиндра 5 и удаляется в верхней части аппарата через штуцер 13. После отработки ионита подачу воды в аппарат прекращают и остатки воды сливаются в нижней части аппарата через штуцер 14.
Предлагаемый аппарат позволяет проводить процесс ионообменной очистки воды через слой частиц ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, за счет удержания слоя частиц ионита в неподвижном состоянии между двумя слоями ионообменной ткани, закрепления одного края этой ткани на перфорированном цилиндре с помощью крючков, тугой намотки ленты ткани со слоем частиц ионита в рулон на перфорированном цилиндре и закрепления другого края ткани на прутке с помощью крючков.