2.4.3 Колонна напорная с плотным движущимся слоем сорбента (кнпдс)
Колонна типа КНПДС представлена на рис. 5. В этой колонне выгрузка сорбента идет также одновременно с его загрузкой под напором столба сорбента с жидкостью. Подача исходного раствора и вывод отработанного сорбента производится поочередно через один патрубок. Откачка сорбента производится эрлифтом при прекращении подачи исходного раствора.
Примененное в КНПДС постоянное орошение бункера сбросным раствором улучшает условия загрузки колонны свежим сорбентом.
Рис. 5. КНПДС.
2.4.4 Ионообменная противоточная колонна (ипк)
В этой аппарате (рис. 6) загрузочный бункер соединен с колонной через сужение, над которым установлен дополнительный дренаж, препятствующий вытеснению влажного сорбента в бункер. Во время сорбции скорость подаваемого раствора больше скорости осаждения частиц сорбента и они не проваливаются в нижний бункер. Для транспортировки сорбента подача исходного раствора прекращается, и часть его из нижней зоны сливается через дренаж. Нижняя зона полностью заполняется сорбентом и служит его мерником.
Рис. 6. ИПК.
2.5 Аппарат непрерывного действия со взвешенным слоем сорбента и смешанным движением фаз – сорбционный пачук
Устройство:
Сорбционный пачук (рис. 7) представляет собой вертикальный аппарат, снабженный эрлифтами для перемешивания смеси сорбента и пульпы и для подачи этой смеси на встроенный дренаж, в количестве, зависящем от часового потока пульпы и величины загрузки сорбента в аппарате.
Рис. 7. Сорбционный пачук.
Дренаж служит для отделения сорбента от пульпы и вывода части его в предыдущий по ходу пульпы пачук. Пульпа из под дренажа передается в последующий по ходу пульпы пачук.
Принцип действия:
Пульпа поступает в аппарат с ионитом (прямотоком), который, насыщаясь, оседает вниз. На дренажные сетки с помощью аэролифтов подается смесь смолы и пульпы. Раствор с твердыми частицами пульпы проходит через сетки в емкости, откуда самотеком перемещается в следующий аппарат. Частички смолы скатываются с сетки обратно в аппарат или в желоб, откуда перемещаются в другой аппарат навстречу потоку пульпы. Для ее вывода сорбента из аппарата служит эрлифт. Для распределения потока пульпы по сеткам используются или трубный, или щелевой делители пульпы.
2.6 Аппараты непрерывного действия со сплошным движущимся (подвижным) слоем сорбента
Сорбционные аппараты непрерывного действия работают в каскаде из нескольких аппаратов (минимум трех). В каждом аппарате каскада проводится только один процесс (или сорбция, или промывка, или регенерация), а в каскаде весь цикл сорбции – десорбции. Сорбент непрерывно циркулирует через аппараты (рис. 8). Число аппаратов зависит от числа технологических операций, необходимой глубины извлечения и эффективности аппаратов на этих операциях. Единичная производительность установок непрерывного ионного обмена 300 – 500 м3/ч.
Рис. 8. Схема установки непрерывного действия: 1 – сорбционный аппарат;
2 – промывочный аппарат; 3 – регенерационный аппарат.
В перспективных аппаратах непрерывного действия движение смолы осуществляется противотоком к жидкости, а также обеспечивается вывод смолы из аппарата без обрабатываемого раствора, разделение смолы и пульпы.
В аппаратах со сплошным движущимся слоем сорбента (обычно колонны) рабочий объём полностью заполнен сорбентом. Сорбент движется вдоль оси колонны, раствор фильтруется через движущийся слой и выводится из аппарата. Движение сорбента осуществляется за счет гравитационных сил или принудительно.
Преимущества:
- высокоэффективны и производительны,
- обеспечена транспортировка ионита внутри аппарата без нарушения структуры слоя,
- непрерывная подача и выгрузка смолы из аппарата,
- равномерное распределение фаз по сечению,
- предотвращение псевдоожижения слоя.
Недостатки:
- происходит интенсивное перемешивание смолы, что вызывает ее истирание и потери.
- из-за перемешивания смолы ВЭТС в них больше, чем в сорбционных фильтрах.
- сложная и объемная загрузка смолы по сравнению с аппаратами со взвешенным слоем.
- ограниченная область применения этих аппаратов вследствие возможности переработки только растворов содержащих незначительное количество взвесей, т.е. практически чистых.