2.7.2 Пульсационные сорбционные колонны (пск)
В них действует пневмопульсационная система, которая с помощью провальных распределительных тарелок КРИМЗ (живым сечением 40 – 60 %) обеспечивает интенсивное радиальное перемешивание и равномерное распределение потоков в колоннах сечением до 9 м2. Продольное перемешивание при этом не значительно.
Преимущества ПСК:
- эффективные, надежные и экономичные аппараты.
- загрузка смолы сокращается по сравнению с традиционными аппаратами в 5 – 10 раз, значительно уменьшается и необходимый объём (так,одна колонна ПСК заменяет на регенерации каскад из 3 – 4 колонн КДС, при этом её диаметр в меньше 1,5 – 2 раза).
- большая удельная производительность по сравнению с фильтрами и пачуками.
Имеется несколько модификаций ПСК. Колонны могут эксплуатироваться в двух гидродинамических режимах, различающихся объёмным содержанием смолы (задержкой) в реакционной зоне:
- в режиме свободного осаждения,
- в режиме стеснённого осаждения.
2.7.2.1 Колонна с нерегулируемой задержкой ионита (пск-р)
ПСК-Р работает в режиме свободного осаждения ионита (рис. 11). Ионит подается в колонну сверху и свободно осаждается в восходящем потоке раствора. Скорость движения частиц ионита равна 0,4 – 0,6 от скорости осаждения ионита в спокойном растворе. Ионит выводится из нижней части колонны с помощью аэролифта. Объемная доля ионита (задержка ионита) в колонне не превышает 20 %. Частота пульсаций 60 – 120 мин-1. Время пребывания ионита составляет 2 – 3 минуты на погонный метр, высота, эквивалентная теоретической ступени обмена составляет 2 – 4 м. Колонна пригодна для осуществления быстротекущих процессов сорбционно-десорбционного цикла со временем установления равновесия 30 – 60 мин.
Рис. 11. Колонна ПСК-Р: 1 – корпус; 2 – взвешенный слой сорбента; 3 – аэролифт;
4 – зона распределения сорбента; 5 – тарелка КРИМЗ; 6 – подача пульсации;
7 – пульсационная камера.
2.7.2.2 Колонны, работающие в режиме стесненного осаждения частиц ионита (пск-с)
б) Для процессов со временем установления равновесия более 2 часов разработаны колонны ПСК-С. Такой режим соответствует режиму движущегося псевдоожиженного слоя, секционированного тарелками. Это достигается уменьшением живого сечения тарелок КРИМЗ и снижением производительности аэролифта. Объемная доля ионита(задержка смолы) увеличивается до 60 – 80%, больше и время пребывания. Увеличивается также и продольное перемешивание.
2.7.2.3 Пульсационная сорбционная прямоточная колонка (пск-п)
В прямоточной колонне с взвешенным слоем обе фазы подаются вместе с одного конца аппарата, а выводятся раздельно с другого после их гравитационного разделения или выводятся вместе и подаются на механический разделитель. Скорость раствора в таких колоннах может быть очень большой, так при подаче сорбента и раствора снизу (рис. 12) его скорость может достигать 70 – 100 м/ч. Прямоточные колонны могут быть эффективно использованы для малоступенчатых и медленных сорбционных процессов с очень большой производительностью.
Рис. 12. ПСК-П (прямоточная).
2.7.2.4 ПСК-Т для тяжелых пульп
Для тяжелых пульп, в которых сорбент всплывает, конструкция колонн модифицируется так, чтобы организовать подачу сорбента вниз колонны, а выгрузку сверху (рис. 13).
Рис. 13. ПСК-Т для тяжелых пульп.
2.7.2.5 ПСК-Л для легкого ионита
Е
сли
плотность ионита меньше плотности
раствора, то тогда ионит подается сверху.
Раствор (пульпа) движется со скоростью
несколько меньше, чем скорость всплытия
ионита (рис 14).
Рис. 14. Колонна ПСК для легкого ионита: 1 – зона отмывки; 2 – корпус; 3 – тарелка КРИМЗ;
4 – пульсационная камера; 5 – напорная емкость.