2.6.1 Колонна непрерывной сорбции с пневматической разгрузкой (кнспр)
Устройство и принцип действия:
Смола из бункера периодически подается в нижнюю часть колонны, в верхнюю часть колонны через кольцевой распределитель подается регенерирующий раствор. В колонне (рис. 9) организуется противоточное движение смолы и регенерирующего раствора. Через заданный промежуток времени под конусное днище подается определенный объем воздуха. Воздух вытесняет часть раствора вверх. Раствор поднимает слой смолы, часть его вместе с регенерирующим раствором переливается через порожек и подается на грохот, где регенерирующий раствор отделяется от смолы и возвращается в колонну, а смола направляется на "сорбцию" или в следующую колонну, если регенерация осуществляется в каскаде из нескольких колонн КНСПР. В каскаде сохраняется противоточное движение смолы и регенерирующего раствора.
Рис 9. Колонна КНСПР.
2.7 Аппараты непрерывного действия со взвешенным слоем сорбента
Аппарат со взвешенным слоем (псевдоожиженным) слоем сорбента (ПОС) характеризуется тем, что его частицы находятся в непрерывном движении относительно друг друга.
Взвешенный слой создаётся двумя способами:
I способ – подачей раствора под слой сорбента со скоростью, превышающей скорость псевдоожижения. Скорость псевдоожижения зависит от разности плотностей сорбента и раствора, его вязкости, размеров частиц смолы и т.п. Максимальная скорость раствора не может превышать скорости уноса мелких частиц смолы из слоя.
II способ – принудительно пневматическим и механическим путём, перемешивая жидкость с сорбентом с помощью воздуха, мешалок, вибрации. В этих случаях раствор может двигаться через слой, либо оставаться неподвижным.
Интенсивное перемешивание слоя смолы устраняет застойные зоны между частицами смолы и делает всю поверхность частиц доступной для массообмена, а также приводит к уменьшению толщины неподвижной плёнки вокруг зерна и в некоторых случаях к увеличению скорости процесса сорбции.
Аппараты непрерывного действия со взвешенным слоем сорбента обладают следующими достоинствами:
- высокая скорость процесса сорбции (десорбции);
- возможность переработки мутных растворов и пульп;
- сочетание работы аппарата с транспортировкой сорбента внутри аппарата и из аппарата в аппарат.
- они просты в конструкции, удобны в обслуживании, более эффективны и экономичны для переработки мутных растворов и пульп.
Большинство аппаратов этого типа – колонны. Принцип их работы основан на движении частиц сорбента в жидкости под действием разности их плотностей.
Их эффективность зависит: от времени пребывания сорбента в аппарате, равномерности распределения фаз по сечению и их минимального продольного перемешивания.
Производительность аппаратов определяется:
- скоростью падения (всплывания) зерна сорбента в неподвижном исходном растворе или пульпе,
- задержкой сорбента – объемным содержанием (долей) сорбента в рабочей зоне колонны и соотношением потоков фаз.
2.7.1 Колонна с движущимся слоем (кдс)
Устройство и принцип действия:
Снизу колонны (рис. 10) расположены дренаж для ввода исходного раствора и эрлифт для откачки отработанного сорбента. Сверху штуцер подачи исходного сорбента и желоб для слива выводного раствора.
Рис. 10. КДС.
Смола поступает в колонну сверху через штуцер и свободно падает в аппарате. Раствор из колонны выводится через сливной желоб, защищенный сеткой для предотвращения уноса смолы.
В колоннах КДС происходит сильное поперечное и продольное перемешивание, каналообразования, поэтому ВЭТС в них достигает 10 м. Низкие показатели обуславливают необходимость создания каскада из двух-шести последовательно работающих аппаратов. Тогда необходимо поддерживать в каждой из этих колонн постоянный уровень слоя «кипящей смолы». Управление ими становится сложным.