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Verfahren und Apparat zum kontinuierlichen Enthärten von Wasser.
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Durchleitung durch Zeolithsehichten. Als Zeolithmaterial wird im Nachstehenden ein solches bezeichnet, welches Almminiumhydratsilikate oder andere Stoffe mit austauschbaren Basen enthält. Diese Silikate mit austauschbaren Basen können natürliche oder synthetische sein.
Es ist bereits bekannt, die Enthärtung von Wasser kontinuierlich in der Weise durchzuführen, dass man es durch Zeolithmaterialleitet, welches der Reihe nach die Enthärtung des Wassers bewirkt, hierauf regeneriert und schliesslich gewaschen wird und diesen Prozess zu wiederholtenmalen durchmacht. Hiebei bewegt sich das zeolithische Material in einem Behälter durch mehrere Zonen nach abwärts und kommt in der obersten Zone mit dem zu enthärtenden Wasser und sodann mit der die Regenerierung bewirkenden Flüssigkeit in Berührung. Das regenerierte Material wird mittels einer mechanisch angetriebenen Förderschnecke durch ein zentrales Rohr zurück und in die Höhe gefördert, indem es mittels entgegenströmendem harten Wasser gewaschen wird.
Von dieser bekannten Vorrichtung unterscheidet sieh der Erfindungsgegenstand im wesentlichen dadurch, dass die Bückforderung des zu Boden gesunkenen Zeolithen in die Höhe durch das zu enthärtende Wasser selbst bewirkt wird. Ferner werden auch in Gegensatz zum bekannten Verfahren der Zufluss von Wasser in das Solegefäss und von Sole in die Regenerierzone des Zeolithen sowie der Abfluss der bei der Regenerierung verbrauchten Flüssigkeit und des Waschwassers für das Zeolithmaterial durch den Druck des der Enthärtung unterworfenen Wassers geregelt.
In der Zeichnung ist ein die Erfindung verkörpernder Apparat zum Enthärten von Wasser mit Hilfe von Zeolithen als Ausführungsbeispiel schematiseh dargestellt. In dem dargestellten Falle finden
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des Wassers, in der mittleren Zone die Regenerierung des Zeolithmaterials und in der unteren Zone das Auswaschen statt. Das Zeolithmaterial wird in verhältnismässig kleinen Teilmengen von der oberen Zone in die mittlere, von dieser in die untere Zone und von dem unteren Teile dieser Zone zurück zum oberen Teil der oberen Zone geführt. Dieser Kreislauf wiederholt sich ohne Unterbrechung.
In der Zeichnung bezeichnet 1 einen fast vollständig mit kornigem Zeolithmaterial 2 gefüllten
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dem Namen BorroI11it bekannte Material Verwendung. Die Enthärtungszone ist mit 3, die Regenerierungszone mit 4 und die Wasch- oder Spülzone mit 5 bezeichnet.
Gemäss der Erfindung wird die Energie des einströmenden Rohwassers dazu benutzt, um das Zeolithmaterial nach oben zu fördern, während die Abwärtsbewegung unter dem Einfluss der Schwere sowie, wenigstens in gewissem Grade, auch unter der Wirkung eines verschiedenartigen Flüssigkeitsdruckes erfolgt. Dabei sinkt die Masse als Ganzes in dem Masse nach unten, wie das Material am unteren Ende
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stossen. In das untere Ende des betreffenden Rohrabschnittes ragt eine Düse 8 hinein, durch die das zu enthärtende Rohwasser zugeführt wird.
Da das Wasser unter Druck durch die Düse austritt, entsteht eine Saugwirkung, die zur Folge hat, dass die das untere Rohrende umgebende körnige Zeolithmasse angesaugt und zusammen mit dem einströmenden Wasser aufwärts durch Rohre geführt wird, wo es sich auf der
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wird, senkt sich die letztere in ihrer Gesamtheit.
Am unteren Ende der Enthärtungszone, d. h. etwa auf ein Drittel der Länge vom oberen Ende des Behälters ist ein Auslass für das enthärtete Wasser vorgesehen. Dieser Auslass ist dadurch gebildet, dass ein kurzer Abschnitt 9 des Behälters an der betreffenden Stelle als feinmaschige Siebfäche ausgebildet ist, durch die das Zeolithmaterial nicht hindurchdringen kann, die aber dem Wasser freien Durchgang gewährt. Durch ein ringförmiges, den Behälter an der betreffenden Stelle umgebendes Gehäuse 10 wird eine Kammer gebildet, in der das enthärtete Wasser sich sammeln kann. Das aus dem oberen Ende des Rohres 6 ausströmende Wasser sickert durch das Zeolithmaterial in diese Kammer, aus der es durch ein geeignetes Rohr 11 abgeführt wird.
Der Druck innerhalb der Enthärtungszone muss grösser sein als der in der benach-
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statt in den Sammler für das Enthärtungswasser.
Die Geschwindigkeit des Umlaufes des Zeolithmaterials wird so gewählt, dass die enthärtenden Eigenschaften einer gegebenen Materialmenge auf dem Wege von der Oberfläche der Masse bis zu der Stelle, wo das enthärtete Wasser austritt, nicht vollständig verloren gehen. Unterhalb dieser Austrittstelle beginnt dann die Regenerierungszone 4, in die die Regenerierungssole eingeführt wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Sole durch ein Rohr 12 in den oberen Teil der Regenerierungszone eingeführt. Um zu verhindern, dass die Sole sich an der Eintrittsstelle mit dem enthärteten Wasser mischt, kann im Behälter eine Ablenkplatte 13 angebracht werden, die zweckmässig die Form eines Ringes besitzt, dessen äusserer Durchmesser gleich dem inneren Durchmesser des Behälters und dessen innerer Durchmesser grösser als der Durchmesser des Rohres 6 ist. Die Ablenkplatte ist zweckmässig von der äusseren Kante nach der Mitte zu geneigt ausgebildet. Im Betriebe fliesst die Sole zusammen mit einem Teil des enthärteten Wassers durch das die mittlere oder Regenerierungszone einnehmende Zeolithmaterial'herab, bis sie als erschöpfte Ablauge am unteren Ende dieser Zone abgeführt wird.
Der Austritt der erschöpften Sole erfolgt zweckmässig durch einen durchbrochenen Reifen 1d, der entsprechend dem Siebauslass 9 für das weiche Wasser in der Behälterwand vorgesehen und von einer den Behälter an der betreffenden Stelle einschliessenden Sammelkammer 15 umgeben ist. Ans der Sammelkammer fliesst die verbrauchte Sole durch ein Abflussrohr 16, das mit einem geeigneten Überwachungsventil versehen hein kann.
Die Zufuhr der Sole zum Behälter kann durch irgendwelche geeigneten Mittel überwacht werden.
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Ende des Hauptbehälters in den oberen Teil des Salzgefässes 17. Der Zufluss der Sole zum Hauptbehälter hängt deshalb von dem Bestehen eines Druckunterschiedes zwischen dem oberen Teil des Behälters 1 und der Regenerierungszone ab. In dem Masse, wie dieser Druckunterschied sich ändert, ändert sich auch der Zufluss der Sole. Dieser Zufluss wird also automatisch geregelt.
Nachdem das Zeolithmaterial in der zweiten Zone regeneriert ist, muss es ausgewaschen werden. um die in ihm verbliebene Sole zu entfernen. Das Auswaschen oder Ausspülen erfolgt in der dritten oder untersten Zone. Das Spülwasser wird der Zuleitung für das Rohwasser entnommen. Zu diesem Zwecke ist die Düse 8 im unteren Teil mit mehreren seitlich mündenden Öffnungen 21 versehen, die das Wasser seit-
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Boden und trennt im äussersten unteren Teil des Behälters einen von Zeolithmaterial freien Raum ab. Das seitlich aus den Öffnungen 21 austretende Wasser steigt durch das Sieb 22 und die darüber befindliche Zeolithmasse, bis es einen Abflüssmslass erreicht. Dabei wird das Zeolithmaterial durch das aufwärtssteigende Wasser ausgewaschen.
Als Auslass für das Spülwasser kann der auch zur Abführung der erschöpften Regenerierungssole dienende Auslass Verwendung finden. Das aufwärts strömende Spoilwasser trifft dann in der Höhe des durch die Siebfläche abgedeckten Auslasses 14 mit der abwärtsströmenden Ablauge zusammmen.
In den meisten Fällen ist es erwünscht, den Spülwasserzufluss entsprechend der Strömung und dem Drucke des zu behandelnden Wassers selbsttätig zu regeln, da Strömung und Druck des Rohwassers veränderlich sind. Bei der dargestellten Einrichtung ist zu diesem Zwecke die Leitung 16 für die Ablauge bis zu einem Zylinder 23 geführt, der eine Einlassöffnung 24 und'eine Auslassöffnung 25 besitzt. Die Einlassöffnung 24 wird durch ein schweres Kugelventil 26 kontrolliert, dessen Kugel sich von unten nach oben auf die Ventilöffnung aufsetzt. Im Zylinder 23 ist ein Kolben 27 verschiebbar, dessen Stange 28 in einen zweiten Zylinder 2. 9 ragt. Der Zylinder 29 ist an beiden Enden mit. Öfffnungen versehen und im Durchmesser kleiner gehalten als der Zylinder 23.
Im Zylinder 29 spielt ein Kolben 30. der an der Kolbenstange 28 befestigt ist. Das Zuführungsrohr 31 für das Rohwasser enthält einen Abschnitt 32, der eine
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und damit auch der Kolben 27 abwärts gedrängt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Lage der Teile wird, sobald das Wasser in der Leitung 31 strömt, durch den auf den Kolben 30 wirkenden Differentialdruck dieser Kolben sowie der Kolben 27
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treibt der abwärts gerichtete Differentialdruck im Zylinde. 29 den Kolben 30 und damit auch den Kolben 27 nach und nach wieder abwärts, wobei das Wasser aus dem Zylinder 23 ausgetrieben wird, wenn es nicht schon schneller als nötig ausfliessen sollte, um die freie Abwärtsbewegung des Kolbens 27 zu gestatten.
Das Einlassventil wird dann in der oben beschriebenen Weise geöffnet und das Spiel beginnt von neuem.
Die Abführung des Spülwassers findet also intermittierend und unter automatischer Kontrolle statt.
Es ergibt sich, dass sowohl die Sole wie auch das Spülwasser durch die selbsttätige Uberwachungs- einrichtung kontrolliert wird.
Natürlich erstreckt sich das Verfahren auch auf die Behandlung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten in entsprechender Weise und mit Hilfe ähnlicher Apparate zum Entfernen anderer als hartMachender Stoffe, die darin in Lösung gehalten werden.
PATENT-AN SPRÜCHE :
1. Verfahren zur Enthärtung von Wasser mittels Durchleitung desselben durch Zeolithmaterial,
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des regenerierten Materials wiederholt zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückförderung des Zeolithen in die Höhe durch das zu enthärtende Wasser selbst bewirkt wird.