Гидрометаллургия

Сильфонные пульсаторы (рис. 2, б) более надежны, чем мембранные, однако крупногабаритные сильфоны сложны в изготовлении, срок их работы ограничен, что приводит к необходимости их частой замены.
Комбинированные пульсаторы (рис. 2, г), в которых используются и поршень, и мембрана, характеризуются меньшим износом мембран, чем мембранные, поскольку динамическая нагрузка воспринимается поршнем; последний же не испытывает разрушающего влияния реагентов, так как погружен в нейтральную жидкость. Однако такой пульсатор сложен в эксплуатации вследствие того, что необходимо и обслуживать механизм пульсатора, и следить за постоянством объема жидкости и состоянием мембран.
Общим недостатком всех перечисленных пульсаторов является то, что при нарушении их герметичности неизбежна утечка реагентов из аппарата, а для замены рабочего органа необходимо полностью опорожнить аппарат. Кроме того, все динамические нагрузки воспринимаются самим пульсатором, что приводит к резкому увеличению его размеров с ростом габаритов колонны.
Возможен способ создания пульсации любым механическим пульсатором через газовый буфер (рис. 2,д). Такая схема прогрессивна: улучшаются условия работы пульсатора и появляется возможность отнести его на некоторое расстояние от аппарата. Недостатками ее являются большие энергетические затраты и необходимость постоянного контроля за объемом газового буфера.
Перечисленные недостатки механических пульсаторов ограничили их применение опытными установками, особенно после появления системы пневматической пульсации.


СИСТЕМЫ ПУЛЬСАЦИИ
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПУЛЬСАЦИИ
Пневматическая система пульсации характеризуется тем, что колебательное возвратно-поступательное движение производится в пульсационной камере газовым (воздушным) поршнем и повторяется столбом реагентов в реакционной зоне. Пульсатор в этом случае является лишь преобразователем энергии сжатого компрессором газа (в большинстве случаев воздуха) в колебания сначала газа, а затем с его помощью—жидкости в аппарате.
Сложности применения поршневых пульсаторов в условиях радиохимического производства привели к разработке системы пневматической пульсации с золотниково-распределительным механизмом (ЗРМ).
Р
ис 3
В «классическом» варианте (рис. 3а) она состоит из пневматического пульсатора 5, пульсационной камеры 2, являющейся частью реакционного аппарата /, пульсопровода 4 и ресивера 9.
Пульсатор 5 поочередно соединяет пульсопровод 4 и пульскамеру 2 с линией сжатого воздуха и атмосферой.
Сжатый воздух поступает от компрессора в ресивер 9 через вентиль 3, регулирующий в нем давление. При подаче сжатого воздуха через пульсопровод в пульскамеру жидкость в последней движется вниз, а в аппарате соответственно вверх. Затем, когда пульскамера соединяется с атмосферой, под действием перепада высот между реакционным объемом и пульскамерой жидкость в ней движется вверх, вытесняя поступивший в предыдущий момент воздух. Затем цикл повторяется. Таким образом, жидкость в пульскамере аппарата постоянно колеблется.
Уровень колеблющейся жидкости в пульскамере определяется давлением воздуха в ресивере, которое регулируется вентилем 10. Амплитуда (размах) колебаний задается проходным сечением вентиля 6 на линии сдувки из аппарата в атмосферу.
П
невматический пульсатор представляет собой золотниково-распределительный механизм, работающий от электродвигателя 8 с редуктором 7 и соединяющий пульсопровод 4 и пульсационную камеру 2 поочередно с линией сжатого воздуха и с атмосферой. Он состоит из корпуса 1 (рис. 3) с неподвижным распределителем, снабженным патрубками 5, 3 для подачи в пульскамеру и выхлопа из нее воздуха, и вращающегося золот­ника 2 с отверстием 6.
Рис 4
При совмещении отверстия 6 золотника 2 с патрубком сжатого воздуха 5, последний поступает в пульсопровод. Затем золотник соединяет полость пульсатора, пульсопровод и пульскамеру с линией сдувки в атмосферу. Частота пульсации регулируется скоростью вращения золотника.
Главным достоинством такой пульсационной системы является то, что золотниково-распределительный механизм (пульсатор) и источник энергии сжатого воздуха конструктивно не связаны. Размеры пульсатора невелики, он не испытывает заметных механических нагрузок и не подвергается воздействию агрессивных жидкостей. Его можно размещать на расстоянии до нескольких десятков метров от аппарата, в зоне, удобной для ремонта.
Пневматическая система позволяет создавать в аппаратах колебания разнообразной формы—синусоидальные, пилообразные, прямоугольные и т. д. К одному пульсатору может быть подключено несколько аппаратов при условии равенства в них плотности жидкости и высоты налива. Расход энергии на вращение составляет не более 0,5 кВт.
Пульсаторы легко дублируются и могут ремонтироваться без остановки аппарата.
Недостатком пневматической системы пульсации является возможность загрязнения использованного воздуха парами легколетучих органических жидкостей вследствие испарения их в пульскамере. В этих случаях применяют специальные меры— очистку воздуха или использование его в замкнутой системе. Однако в большинстве случаев воздух контактирует с водными растворами и при сбросе в вентиляцию не содержит аэрозолей и паров.