Способы ионного обмена вообще; устройства для их проведения – B01J 47/00

Группа изобретений относится к катионообменной мембране, электролизеру с катионообменной мембраной и способу изготовления мембраны. Катионообменная мембрана включает: тело мембраны, содержащее фтористый полимер, имеющий ионообменную группу; и два или более армирующих заполнителя, расположенных параллельно внутри тела мембраны. Тело мембраны снабжено двумя или более отверстиями для элюирования, образованными между смежными друг другу армирующими заполнителями. Если расстояние между смежными друг другу армирующими заполнителями представлено как a, расстояние между армирующими заполнителями и отверстиями для элюирования, смежными друг другу, представлено как b, расстояние между смежными друг другу отверстиями для элюирования представлено как c, и число отверстий для элюирования, образованных между смежными друг другу армирующими заполнителями, представлено как n, то a, b, c и n, удовлетворяют соотношению, представленному выражением (1) или выражением (2):

b>a/(n+1) (1),

c>a/(n+1) (2), где n составляет от 2 до 4. Группа изобретений обеспечивает получение ме6мбраны, обладающей механической прочностью в отношении сгибания и обеспечивающей устойчивые электролитические характеристики в течение продолжительного времени. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил., 4 табл., 9 пр.

Изобретение относится к конструкциям аппаратов ионообменной очистки сточных вод и может быть использовано в гальванических, химических производствах, системах водоподготовки. Ионообменный рукавный фильтр представляет собой цилиндрический корпус 1 с перфорированными верхним 7 и нижним 11 днищами. Внутри корпуса 1 имеется ротор 2 с двухзаходным перфорированным шнеком 3, выполненный с возможностью вращения. Ионитная засыпка 13 помещается в сетчатые рукава (отдельно для анионита и для катионита), образующие бесконечную кольцевую ленту. Каждый сетчатый рукав проходит по винтовому пространству шнека 3, оборудован системой подвижных роликов и имеет привод в виде ведущего ролика в паре с обжимным роликом. В магистрали каждого рукава 14 имеется ванна регенерации соответственно с кислым раствором для катионита и щелочным раствором для анионита, а перед входом в ротор имеется диффузор-рассекатель. Таким образом, в одном аппарате происходит одновременная очистка загрязненной жидкости от растворенных анионов и катионов в непрерывном режиме. Технический результат: высокая надежность, повышение качества очистки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных и промывных вод гальванических производств. Для осуществления способа разделение ионов меди(II) и никеля(II) осуществляют в три стадии с использованием одного вида ионообменной смолы в ОН^- форме. На первой стадии проводят сорбцию смеси ионов металлов с обогащением ими фазы сорбента. Предварительно готовят полиамфолит Purolite S950 в ОН^- форме и проводят сорбцию смеси ионов двух металлов в противоточной колонне с неподвижным слоем сорбента, для этого снизу пропускают раствор, содержащий исходную смесь. Сорбцию останавливают при появлении в элюате смеси ионов, при этом процесс сорбции контролируют отбором проб, определяя суммарную концентрацию меди(II) и никеля(II) комплексонометрическим методом. На второй стадии проводят элюирование ионов меди(II) раствором глицина, который подают сверху. Элюат, содержащий комплекс глицина и ионов меди(II), собирают в приемник. Полученное комплексное соединение в дальнейшем может быть использовано в качестве пищевой добавки в животных кормах. На третьей стадии проводят полную десорбцию ионов никеля(II) раствором КОН, обеспечивающим регенерацию в исходную форму и готовность полиамфолита к работе. Способ обеспечивает упрощение способа при 100%-ном разделении ионов меди(II) и никеля(II), уменьшение объемов и степени загрязнения сточных вод. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к массообмену и может быть использовано в массообменной аппаратуре при проведении различных химических, технологических, фармацевтических и других процессов. Способ подачи гранулированного материала в рабочий объем аппарата осуществляют путем введения материала в циркуляционный поток. Циркуляционный поток выполняют с переменной площадью течения и направляют его зигзагообразно, а свежий гранулированный материал подают в верхнюю ветвь зигзага, угол наклона которой превышает угол естественного откоса материала в жидкости. Технический результат: уменьшение расхода газа, увеличение производительности спутного потока, а также устранение пробкообразования в нем. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для глубокой деминерализации вод, предпочтительно природного, промышленного или бытового происхождения. В способе используют комбинацию из катионного фильтра, работающего как многокамерный восходящий слой и содержащего монодисперсный сильнокислый катионообменник, а также, по меньшей мере, одного анионного фильтра, работающего в прямотоке и содержащего монодисперсный сильноосновный анионообменник. Монодисперсные ионообменники получают по способу введения затравки или путем инжекции. При этом сильнокислый катионообменник имеет общую емкость от 1,8 до 2,5 моль/л, сильноосновный анионообменник - от 1,2 до 1,5 моль/л. Устройство для деминерализации воды включает катионный фильтр, работающий как многокамерный восходящий слой и содержащий монодисперсный сильнокислый катионообменник, а также, по меньшей мере, один анионный фильтр, работающий в прямотоке и содержащий монодисперсный сильноосновный анионообменник. После прямоточного фильтра или прямоточных фильтров подсоединен фильтр со смешанным слоем. Кроме того, дополнительно между многокамерным восходящим слоем и прямоточным фильтром или прямоточными фильтрами расположен ороситель-дегазатор. Изобретения обеспечивают оптимизацию процесса очистки и получение деминерализованной воды с электропроводностью менее 1 мкСименс/см. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано на предприятиях электронной, химической и нефте-газоперерабатывающей промышленности, на тепловых и атомных электростанциях. Способ включает фильтрование очищаемой воды сверху вниз через смешанный слой катионитов в Н-форме и анионитов в ОН-форме и регенерацию ионитов с послойным их разделением восходящим потоком воды. Регенерацию осуществляют подачей раствора щелочи сверху через слой анионита и раствора кислоты снизу через слой катионита с одновременным отводом отработанных растворов через среднее распределительное устройство, расположенное между разделенными слоями. Отмывку слоев ионитов проводят водой в направлении регенерационных растворов с последующим перемешиванием разделенных слоев катионита и анионита и доотмывкой полученного смешанного слоя ионитов водой, подаваемой сверху вниз. Очищаемую воду и воду доотмывки после прохождения смешанного слоя ионитов фильтруют через дополнительный нижележащий слой катионита в Н-форме, причем при регенерации через этот слой предварительно пропускают взрыхляющую воду для разделения слоев ионитов и раствор кислоты для регенерации катионита. Устройство содержит корпус фильтра с загрузкой из смешанного слоя анионита и катионита и дополнительного нижележащего слоя катионита, а также верхнее, среднее, нижнее и дополнительное, размещенное между нижним и средним, распределительные устройства. Изобретение позволяет получить глубокодеминерализованную воду высокого качества с одновременным снижением расхода воды. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение может быть использовано при извлечении металлов, получении веществ высокой чистоты, в водоподготовке, очистке промышленных и бытовых стоков. Для осуществления способа исходный сорбент - анионит ВП-1 An, делят по крупности на две фракции, при этом границы деления выбирают таким образом, чтобы эффективные массы крупной и мелкой фракций были равны друг другу. Затем обрабатываемый поток молибденового раствора пропускают сначала через неподвижный слой крупной фракции, а затем обедненный по целевому компоненту поток - через неподвижный слой мелкой фракции. Изобретение позволяет повысить эффективность сорбционного процесса и сократить его продолжительность на 15-40%. 4 табл.

Изобретение относится к средствам для проведения массообменных сорбционных процессов разделения компонентов водных растворов неорганических веществ. Способ проведения массообменных сорбционных процессов включает пропускание водного раствора через слой гранулированного сорбционного материала с уменьшенным объемом доступного для водного раствора пространства между гранулами в этом слое. При этом слой гранулированного сорбционного материала заполняют органическим жидким веществом или смесью таких веществ, не смешивающихся ни с водой, ни с перерабатываемым водным раствором и химически не взаимодействующих ни с компонентами перерабатываемого водного раствора, ни с сорбционным материалом, не допуская псевдоожижения гранулированного сорбционного материала. Способ осуществляется с помощью промышленной установки для разделения компонентов водных растворов, содержащей аппарат для проведения массообменных сорбционных процессов и аппарат для отделения органических жидких веществ от водных растворов. Изобретение обеспечивает высокое качество разделения при переработке растворов. 4 н. и 37 з.п. ф-лы, 24 ил., 3 табл.

Изобретение предназначено для фильтрования воды. Фильтр содержит фильтрующий элемент, установленный в герметичном корпусе с входным и выходным патрубками. Корпус выполнен разъемным из нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки. На верхней крышке снаружи установлены упомянутые патрубки, а внутри - держатель фильтрующего элемента, выполненный в виде тяг, закрепленных в крышке, на свободных концах которых размещена опора для фильтрующего элемента. Последний выполнен в виде полого цилиндра, состоящего из цилиндрического несущего каркаса, на котором закреплен фильтрующий материал. Каркас верхним торцом установлен в посадочном месте верхней крышки, а в нижнем его торце установлена пробка в полости каркаса. Коэффициент линейного расширения материала каркаса больше коэффициента линейного расширения тяги держателя. Герметичный разъем нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки изготовлен в виде выполненных на сопрягаемых кромках обеих деталей встречных расширяющихся конических буртиков, охваченных сегментами с V-образным профилем, сопрягаемым с коническими буртиками, сегменты наружной цилиндрической поверхностью в своей средней части соединены с внутренней поверхностью разъемного ленточного хомута, снабженного замковым устройством, верхняя крышка снабжена направляющим пояском, между которым и коническим буртиком крышки размещена герметизирующая эластичная прокладка. Технический результат: высокое качество очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологии получения глубоко обессоленной воды и может быть использовано в теплоэнергетике, черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности. Для осуществления способа проводят предварительное обессоливание исходной воды путем последовательного пропускания воды через Н-катионитный фильтр с сильнокислотным катионитом и ОН-анионитный фильтр с сильноосновным анионитом до достижения значения карбонатного индекса воды И_к ^ио менее 2 (мг-экв/дм³)² , последующее дополнительное глубокое обессоливание полученной на первой стадии воды, которую последовательно пропускают через ОН-анионитный фильтр с сильноосновным анионитом и Н-катионитный фильтр с сильнокислотным катионитом. Способ обеспечивает получение воды с удельным электрическим сопротивлением до 18 МОм·см (при 20°С) без использования декарбонизатора и фильтра смешанного действия, снижение за счет этого капитальных и эксплуатационных затрат на получение глубоко обессоленной воды. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сорбционной технологии обработки жидкостей методом непрерывного ионообмена. Ионообменный аппарат содержит корпус, в котором размещены: устройство для подвода и равномерного распределения обрабатываемой воды по площадям поперечного сечения заключенного в аппарате слоя ионита, гидравлический привод этого слоя, в качестве которого используют поток обработанной в аппарате воды, принудительно циркулирующий через верхнюю часть заключенного в аппарате слоя ионита и обеспечивающий его непрерывное поступательное движение в направлении, противоположном движению в аппарате фронта ионообменной обработки воды и устройство для сбора и отвода из аппарата обработанной воды. Устройство для подвода и равномерного распределения обрабатываемой воды выполнено в виде расположенного в плоскости поперечного сечения аппарата пучка взаимно дистанционированных фильтрующих элементов, объединенных образующей с корпусом аппарата полость, нижней кольцевой камерой. Устройство для сбора и отвода из аппарата обработанной воды выполнено в виде аксиального боковым стенкам аппарата пучка взаимно дистанционированных фильтрующих элементов, которые частично погружены в слой ионита, а над слоем ионита объединены образующей с корпусом аппарата полость, верхней кольцевой камерой. Технический результат: высокая эффективность процесса при минимуме потребности в ионите и высокой удельной производительности по конечному продукту, простота конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом ионообменной сорбции аминокислот из сточных вод и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Способ автоматического управления процессом ионообменной сорбции аминокислот из сточных вод включает контроль концентраций ингредиентов сточных вод, измерение расхода жидких растворов и их уровня в резервуарах. Информация о протекании процесса ионообменной сорбции аминокислот из сточных вод передается с датчиков контроля уровня в емкостях исходной воды, дистиллята и десорбирующего раствора, кислотности исходной воды и при ее подаче в ионообменные колонны, температуры дистиллята и десорбирующего раствора, концентрации целевого компонента в исходной воде и воде на выходе из ионообменных колонн и расхода через вторичные приборы, микропроцессор и цифроаналоговые преобразователи исполнительным механизмам для изменения параметров работы оборудования в зависимости от выбранных критериев. Изобретение позволяет повысить точность управления и минимизировать энергетические и материальные издержки. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в процессе десорбции веществ из ионообменной смолы. В изобретении предлагаются аппараты и способы для непрерывной противоточной десорбции целевых материалов. Аппарат для десорбции веществ из ионообменной смолы, имеющей сорбированные на ней примеси и целевые материалы, включает в себя первую и вторую камеры. Смолу подают в первую камеру, и она перемещается из первой камеры во вторую камеру, а десорбирующий раствор подают во вторую камеру, и он перемещается из второй камеры в первую камеру. Примеси, имеющие меньшее сродство к смоле, чем целевой материал, могут десорбироваться из смолы, а целевой материал может сорбироваться на смолу из десорбирующего раствора в первой камере. Поток примесей, имеющий высокую концентрацию примесей и относительно низкую концентрацию целевого материала, выпускают из первой камеры через первый выход. Целевой материал десорбируется из смолы во второй камере, и обогащенный поток, имеющий низкую концентрацию примесей и относительно высокую концентрацию целевого материала, выпускают из нижних частей первой и/или второй камер через второй выход. Изобретение позволяет расширить арсенал средств для десорбции веществ из ионообменной смолы. 4 н. и 37 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу регенерации основных анионитных катализаторов процесса получения алкиленгликолей гидратацией соответствующих оксидов алкилена. Описан способ регенерации, который осуществляют путем обработки отработанного катализатора водным раствором неорганических солей йода и неорганических кислот или водным раствором йодистоводородной кислоты. Технический результат - полное восстановление первоначального объема, активности и селективности катализатора и, как следствие, увеличение срока службы дорогостоящего катализатора - анионообменной смолы. 1 табл.

Изобретение относится к аппаратам для очистки сточных вод путем ионного обмена. Аппараты могут быть использованы в гальваническом, химическом производстве для очистки сточных вод и технологических жидкостей. Колонный противоточный ионитный фильтр содержит цилиндрический корпус с впускными и выпускными окнами для подвода и отвода ионитной засыпки, верхнее и нижнее днища, штуцеры подвода обрабатываемой и отвода очищенной воды, магистрали подвода свежего и отвода отработанного ионита, ионитную засыпку. Внутри корпуса расположен ротор, на котором закреплен шнек, образованный двухзаходными перфорированными непровальными перегородками и имеющий по наружному диаметру перфорированный непровальный кожух. В кожухе на уровне впускных и выпускных окон корпуса для подвода и отвода ионитной засыпки выполнены окна. В одном аппарате непрерывно протекает процесс очистки загрязненной воды одновременно анионитными и катионитными поглотителями и непрерывно производится замена ионита. Технический результат - повышение производительности фильтра и уменьшение стоимости очистки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике ионообменной очистки воды и может быть использовано в теплоэнергетике и других отраслях промышленности. Для осуществления способа очищаемую воду пропускают в направлении сверху вниз через плавающий слой инертного материала и отделенный от него зоной свободного пространства слой слабодиссоциируемого полидисперсного ионита с расположенным непосредственно на нем слоем крупнозернистого фильтрующего инертного материала. Последний имеет высокую механическую прочность и плотность больше 1 г/см ³, но меньше плотности используемого ионита. Периодически осуществляют послойную взрыхляющую промывку всего ионита с крупнозернистым фильтрующим инертным материалом при скорости восходящего потока 15-20 м/час и последующую нисходящую подачу регенерационного раствора через все слои материалов. Способ обеспечивает расширение области применения полидисперсных слабодиссоциированных ионитов, повышает производительность очистки воды и позволяет произвести эффективную регенерацию ионитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сорбционной очистки вод как поверхностных, так и артезианских источников водоснабжения. Сорбционно-фильтрующая загрузка для комплексной очистки воды содержит низкоосновной анионит, импрегнированный гумусовыми веществами, уголь или песок, инертный полимерный материал с плотностью, не выше плотности других компонентов загрузки, сильнокислотный катионит в Na- и/или К-форме, а также низкоосновной анионит, импрегнированный железом, и высокоосновной анионит. Содержание компонентов в загрузке составляет, мас.%: песок - 4-6, инертный полимерный материал - 4-6, низкоосновной анионит - 0,2-15, низкоосновной анионит, импрегнированный гумусовыми веществами - 0,2-15, высокоосновной анионит - 0,2-15, низкоосновной анионит, импрегнированный железом - 0,2-15, сильнокислотный катионит - остальное. Изобретение обеспечивает высокую степень очистки от ионов металлов, особенно Fe и Mn, солей жесткости, алюминия, органических загрязнений и сероводорода. Загрузка может быть использована для очистки не менее 50000 удельных объемов воды. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии адсорбционных и ионообменных процессов для извлечения и разделения компонентов из текучих дисперсных или жидких сред. Установка содержит соединенные в контур циркуляции суспензии сорбента реактор смешения, аппараты вытеснения, двухсекционный массообменник и пульсационную систему. Секции массообменника выполнены в виде протяженных каналов, разделенных конвективно проницаемой перегородкой. Пульсационная система создает знакопеременные перепады давления между каналами. Один канал массообменника включен в контур, другой - к линии противоточной подачи обрабатываемой среды. С контуром соединены источник свежего и сборник отработанного сорбента. С линией обрабатываемой среды соединены источник и сборник транспортной жидкости. Секции массообменника могут быть выполнены кожухотрубными или контактно-пластинными. Предложены способы фазоселективной адсорбции или ионообмена. Свежий сорбент содержат в источнике и вводят в контур в виде концентрированной текучей суспензии в транспортной консервирующей жидкости. Отработанный сорбент выводят из контура также в виде концентрированной суспензии. Используют адсорбенты, иониты и обрабатываемые среды с размером дисперсных частиц в пределах 0,03-0,7 мм. Процессы адсорбции или ионообмена проводят в циклическом, непрерывно-циклическом и полностью непрерывном режимах. Технический результат - повышение производительности единицы объема оборудования по извлекаемому компоненту в 5-10 раз, сокращение числа технологических операций и единиц используемого оборудования. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в химической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус, в нижней части которого размещен дренажный узел с обтекателем потоков, центральную трубу, которая в верхней части снабжена бункером для загрузки зернистой фазы. Верх цилиндрического корпуса соединен с бункером центральной трубы герметично, а в верхней части кольцевой зоны, образованной корпусом и центральной трубой, дополнительно установлен распределитель зернистой и жидкой фаз, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса и образующий кольцевой зазор с центральной трубой. Патрубок вывода отработанной зернистой фазы оснащен запорным устройством, а в верхней части бункера выше уровня зернистой фазы дополнительно установлен патрубок с дренажом для слива жидкой фазы, поступающей из центральной трубы и бункера, и патрубок тангенциального ввода исходной зернистой фазы. Кольцевой зазор между распределителем и центральной трубой равен или больше диаметра патрубка вывода отработанной зернистой фазы. Изобретение обеспечивает улучшение гидродинамических характеристик устройства, более полное использование общего объема аппарата в противоточном контактировании, возможность совмещения в одном аппарате нескольких противоточных процессов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.