<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum Vollentsalzen von Wasser
Im Stammpatent Nr. 228136 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vollentsalzen von Wasser in einem Mischbettionenaustauscher beschrieben, bei dem zur Regenerierung Säuren bzw. Alkalien mit Wasser benutzt werden und wobei die Säure und die Lauge gleichzeitig mittels Vakuum eingezogen und gleichzeitig abgeführt werden. Dabei wird eine Vorrichtung verwendet, die im wesentlichen aus einem Zylinder besteht, der die Austauscherharze enthält, wobei etwa in jener Zone, in der die Trennlinie der beiden Harze nach der Entmischung liegt, zwei ineinandergeschachtelte, mit Bohrungen versehene Hohlkörper angeordnet sind und der innere Hohlkörper mit einer nach aussen führenden Leitung versehen ist.
Es wurde nun gefunden, dass es eine ganz wesentliche und vorteilhafte weitere Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäss dieser älteren Erfindung darstellt, wenn man dem Behälter, der die Austauscherharze enthält, die Form eines sich von unten nach oben erweiternden Kegelstumpfes gibt.
Eine weitere erfindungsgemässe Bauform sieht vor, dass die Mantellinie des Kegelstumpfes mit der senkrechten Mittelachse des Kegelstumpfes einen Winkel zwischen 2 und 60 einschliesst.
Erfindungsgemäss kann man dabei auch so vorgehen, dass die Volumina des Kegelstumpfes unterhalb und oberhalb der Trennlinie der beiden Harze nach der Entmischung sich zueinander verhalten, wie etwa 2 : 8.
Gegenüber einer Vorrichtung zum Vollentsalzen von Wasser, bei der ein Zylinder zur Aufnahme von Austauscherharzen dient, hat die Vorrichtung gemäss der Erfindung den Vorteil, dass die Entmischung der Austauscher rascher und besser erfolgt. Durch die besondere Formgebung des Behälters, der Austauscherharze enthält, verringert sich langsam die Rückspülgeschwindigkeit und man kann mit einer wesentlich geringeren Bauhöhe auskommen. Die Rückspülhöhe wird infolge des nach oben zunehmenden Behältervolumens niedriger.
Die Ausbildung des die Austauscherharze enthaltenden Behälters, in der Form eines sich nach oben erweiternden Kegelstumpfes, hat den weiteren sehr wesentlichen Vorteil, dass sich bei der Regenerierung die schwereren Kationenaustauscherharze im unteren Teil beim Rückspülen des Behälters höher absetzen und auf diese Art eine grössere Schütthöhe gegeben ist. Schliesslich ist zu beachten, dass sich die Austauscherharze besser ausdehnen können und dass nicht der bei zylindrischen Behältern sehr unangenehme hohe Druck auf die Behälterwandungen auftreten kann. Dieser Druck breitet sich asymptotisch entlang der Kegelwand aus. Im übrigen wird dadurch eine die Wirkung vermindernde Kanalbildung vermieden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen.
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemässen Vollentsalzungsanlage und besteht aus einem innen gummierten und sich nach oben erweiternden Kegelstumpf 1 aus Stahl, der die Austauscherharze enthält und einem Gehäuse 2, in dem alle Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsanschlüsse und Armaturen sowie eine Wasserstrahlpumpe 3 übersichtlich angeordnet sind. Das zu behandelnde
<Desc/Clms Page number 2>
Rohwasser gelangt über ein Ventil 6, wobei man einen Druckminderer 4 und einen Wasser- messer 5 vorschalten kann, in den Behälter 1. Das entsalzte Wasser verlässt den kegelstumpf- förmigen Behälter 1 unten und wird über ein Ventil 7 abgeführt.
Zur laufenden Kontrolle des ent- salzten Wassers befindet sich in der Reinwasserleitung ein Elektrodenpaar 8, das bei Stromdurchgang die Leitfähigkeit des entsalzten Wassers misst und auf einem Messgerät 16 anzeigt.
Ist die Austauscherkapazität erschöpft, werden die Ventile 6 und 7 geschlossen. Zum Regenerie- ren der Anlage werden die während des Betriebes vermischten Kationen- und Anionenharze getrennt.
Dies ist möglich, da beide Harze unterschiedliche Schüttgewichte haben. Zunächst wird der Kegel- stumpf durch Öffnen der Ventile 9 und 10 entleert, sodann das Ventil 9 geschlossen und das Ventil 11 geöffnet. Durch den Auftrieb des von unten einströmenden Rohwassers werden die Harze ge- trennt. Das schwere Kationenharz kommt unten, das leichte Anionenharz oben zu liegen. Nun werden die Ventile 10 und 11 geschlossen. Die für die Regenerierung erforderliche Salzsäure und Natron- lauge wird durch Vakuum eingezogen. Man öffnet die Ventile 12 und 13, bis das Mano-Vakuum- meter 14 ungefähr 0, 4-0, 5 ata anzeigt.
Nun wird über das Ventil 9 verdünnte Salzsäure bis zur Phasengrenze eingezogen, worauf die Ventile 9 und 13 geschlossen werden. Über das Ventil 10 wird jetzt Natronlauge bis etwa 15 cm über die Harzoberkante eingezogen, worauf das Ventil 13 geöffnet wird. Durch das Ventil 13 wird die durch das Ventil 9 angesaugte Säure und durch das
Ventil 10 angesaugte Lauge gemeinsam abgesaugt. Ein eventuell vom Regenerieren noch im Kegel- stumpfbehälter 1 befindlicher Säurerest wird beim anschliessenden Spülen entfernt.
Die Spülung der Harze erfolgt gleichzeitig von oben und von unten. Durch Öffnen der Ventile 12 und 13 wird im Zylinder 1 ein Vakuum von ungefähr 0, 4-0, 5 ata erzeugt. Das Ventil 15 dient zum Vakuumziehen von oben. Jetzt wird das Ventil 13 geschlossen und durch das Ventil 10 wird
Spülwasser bis etwa 20 cm über die Harzoberkante eingezogen und dann werden die Ventile 13 und 9 geöffnet. Nach Beendigung des Spülvorganges werden alle Ventile geschlossen.
Um die Harze nach dem Spülen wieder zu mischen, schliesst man an das Ventil 9 eine Pressluft- flasche oder ein Gebläse an. Die Ventile 9 und 10 werden geöffnet, so dass die eintretende Druckluft die Harze mischen kann. Sind die Harze gut gemischt, so wird das Ventil 9 geschlossen und das
Ventil 6 geöffnet. Tritt durch das Ventil 10 Wasser aus, werden die Ventile 6 und 10 ge- schlossen. Die Anlage ist jetzt wieder betriebsbereit.
Bei der Regenerierung werden die Säure und die Lauge gleichzeitig durch einen in der Trennlinie der Harze angeordneten Hohlkörper 18 abgeführt, so dass das hier abgeführte Abwasser neutralisiert ist ; dieser Hohlkörper 18 kann verschiedene Formen haben, z. B. auch die Form eines Ringes.
Gegebenenfalls kann das entsalzte Wasser vor dem Austritt aus der Vorrichtung aufgefangen werden, um innerhalb der Entsalzungsanlage nochmals umgewälzt zu werden, wie dies im Stammpatent be- schieben wurde.
Die Mantellinien 17 des Kegelstumpfes verengen sich gegen die Bodenfläche 19 des Behäl- ters 1. Sie schliessen mit der Behälterachse, einen Winkel ein, der etwa zwischen 2 und 6 liegt. Das
Volumen des kegelstumpfförmigen Behälters 1 unterhalb der Trennlinie der beiden Harze, also etwa unterhalb des Hohlkörpers 18, steht zu dem Volumen oberhalb dieser Trennlinie in einem Verhältnis von etwa 2 zu 8.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Vollentsalzen von Wasser, in der ein Mischbettionenaustauscher vorgesehen ist, bei dem zur Regenerierung Säuren bzw. Alkalien mit Wasser benutzt werden, wobei beim Regenerieren
Säure und Lauge gleichzeitig mittels Vakuum eingezogen und gleichzeitig abgeführt werden, nach
Stammpatent Nr. 228136, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter, der die Austauscher- harze enthält, die Form eines sich von unten nach oben erweiternden Kegelstumpfes hat.