CH119727A - Verfahren zur Ausführung von Austauschreaktionen, insbesondere zur Enthärtung von Wasser. - Google Patents

Verfahren zur Ausführung von Austauschreaktionen, insbesondere zur Enthärtung von Wasser.

Info

Publication number
CH119727A
CH119727A CH119727DA CH119727A CH 119727 A CH119727 A CH 119727A CH 119727D A CH119727D A CH 119727DA CH 119727 A CH119727 A CH 119727A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
liquid
speed
exchange material
water
particles
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Limited United Water Softeners
Original Assignee
Limited United Water Softeners
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Limited United Water Softeners filed Critical Limited United Water Softeners
Publication of CH119727A publication Critical patent/CH119727A/de

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description


      Verfahren    zur     Ausführung    von     Austauschreaktionen,    insbesondere zur     Enthärtung     von Wasser.    Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver  fahren zur Ausführung von Austausch  reaktionen. Bei Austauschreaktionen wird  ein Austauschmaterial verwendet, um eine  Substanz aufzunehmen, und nachher durch  eine Umkehr des Verfahrens, gewöhnlich  als     Regenerierverfahren    bekannt, dieses Aus  tauschmaterial wieder in seine frühere aktive  Form zurückzuführen.

   Ein Beispiel     einer     solchen Reaktionen, auf welche sich die vor  liegende Erfindung insbesondere bezieht, ist  die     Enthärtung    von Wasser durch basische  Austauschmaterialien, wobei ein Austausch  von Basen zwischen dem festen Austausch  material und der Flüssigkeit stattfindet.  Solche Reaktionen werden entweder als völ  lig chemische Reaktionen betrachtet oder  als auf     Adsorption    beruhend oder als die.  charakteristischen Merkmale beider besitzend,  je nach den Bedingungen, unter welchen das  Verfahren ausgeführt wird.

   Allgemein ge  sprochen, wurde das Austauschmaterial, zum  Beispiel das     Enthärtungsmaterial    für Was  ser, bisher in der Praxis in Gestalt eines    Filterbettes verwendet, dessen Integrität  während dem Verfahren aufrecht erhalten  wurde. Es wurde bereits der Vorschlag ge  macht, mit diesem Material in Wasser sus  pendiert zu arbeiten; aber dieser Vorschlag  ist nicht zur praktischen Ausführung ge  langt. Es haften jedoch dem Verfahren, das  Austauschmaterial in Gestalt eines Filter  bettes zu verwenden, verschiedene Nachteile  an. Zunächst kann das Verfahren nicht  vollkommen kontinuierlich sein, da die     Ent-          härtungsreaktion    nach einer gewissen Zeit  dauer unterbrochen werden und das Aus  tauschmaterial regeneriert werden muss, um  es wieder vollkommen aktiv zu machen.

    Ferner können Teilchen des Austausch  materials, welche einen gewissen Grad der  Feinheit überschreiten, nicht in einem Filter  verwendet werden, da. sie die Bildung von  Schmutz begünstigen, welcher die Zwischen  räume im Filterbett ausfüllt und letzteres  undurchlässig macht. Aus diesem Grunde  gibt es eine beträchtliche Menge von Ma  terialien, wie     Glaukonit,    die wegen der Fein-           heit    ihrer Bestandteile nicht zur     Enthärtung     von Wasser verwendet werden können.

    Wenn jedoch verhältnismässig grobe Teil  chen in einem     Filterbette    sich befinden, so  ist der Kontakt derart, dass wesentliche Teile  der Oberflächen solcher Teilchen, die aktiv  sein könnten und an der Reaktion teilnehmen  könnten, daran verhindert werden" da sie  nicht in Kontakt mit dem Wasser kommen  können. Es hat sich als richtig heraus  gestellt, dass zur Erhöhung der     Adsorption     es von grösserer Bedeutung ist, die freie  Oberfläche des Austauschmaterials zu ver  grössern, als die Reaktionszeit zu verlängern.

    Hauptzweck vorliegender Erfindung ist es  nun, die Ausführung solcher Austausch  reaktionen derart zu ermöglichen, dass die  freie aktive Oberfläche des     Austauschkörpers     so viel als möglich vergrössert wird, um     züi     ermöglichen, dass Austauschmaterial, gleich  gültig, in was für einem feinen Zustande es  sich befindet, verwendet werden kann und       -ich,    soweit als möglich, diese Reaktion in  <B>i</B> al  einem vollkommen kontinuierlichen Kreislauf  auszuführen.

   Ferner wird durch vorliegende  Erfindung angestrebt, die Grösse der benötig  ten     Anlage,    im Vergleich     züi    den bei den  jetzigen Verfahren benützten Anlagen, so  weit als möglich zu reduzieren, und endlich  die Menge     Austauschmaterial,    welche nötig  ist, für eine bestimmte Menge des zu be  handelnden Materials zu reduzieren.  



  Gemäss dem Verfahren nach vorliegender  Erfindung wird das Austauschmaterial wäh  rend der Reaktion in Suspension in der  Flüssigkeit, welche an der Reaktion teil  nimmt, gehalten, welche Flüssigkeit gezwun  gen wird, nach aufwärts zu strömen, das  heisst entgegen der natürlichen Fallrichtung  des Austauschmaterials.

   Bei der     Enthärtung     von 'Wasser kann auf diese Weise das Aus  tauschmaterial durch das aufwärts fliessende  harte Nasser in Suspension gehalten wer  den, oder es kann während des Regenerier  verfahrens durch den aufwärts gerichteten  Strom der     Regenerierlösung,    welche gewöhn  lich eine Lösung von Kochsalz ist, in Sus  pension gehalten werden, oder beide Teile des    Verfahrens können ausgeführt werden, wo  bei     das        Austausclimateria.l    in Suspension  durch die     Aufwärtsströmung    der betreffen  den Flüssigkeit gehalten wird.

   Beim vor  liegenden Verfahren ist der tatsächliche Be  trag, um welchen das     Austauschmaterial     fällt oder sinkt,     gleicb    der Differenz zwi  schen seiner natürlichen     Siiil@gescliwindigl@eit     und der Geschwindigkeit der betreffenden  nach oben strömenden     Flüssigkeit.    Die in  der Praxis möglichen drei Fälle sind fol  gende: 1.

   Wenn die     Geschwindigkeit    der Auf  wärtsströmung der Flüssigkeit gleich ist  der natürlichen     Sinkgeschwindigkeit    des       Austauschmaterials,    so ist die tatsächliche       Sinkbewegung    des Austauschmaterials = 0,       lind    theoretisch bleibt das     Austauschmaterial     stationär im Raum;

   diese Bedingung kann  in der Praxis mit genügender Genauigkeit  erreicht werden, obwohl es tatsächlich un  möglich ist,     eine    Strömung der     züi    behan  delnden     Flüssigkeit    oder der     Regenerier-          flüssigkeit        züi    erzeugen, welche wirbel  frei ist.     ?.    Die     Aufwärtsströmung    des  -Wassers kann mit einer     Geschwindigkeit     stattfinden, welche grösser ist als die natür  liche     Sinlzguschwindigkeit        des    Austausch  materials.

   Die tatsächliche     Sinhbcwcgttng     ist negativ,     d;is    heisst.     das        Material    bewegt  sich     naeli        @nifwiirts    mit einer Geschwindig  keit,     welche        gleich    ist der Differenz zwi  schen der     Geschwindigkeit    der sich nach  oben     bewegenden    Flüssigkeit und der natür  lichen     @inhgcschwindighcit;

      des Austausch  material.     ).    Endlich     tann    die Geschwindig  keit der     Aufwärtsströniun-    der     Flüssigkeit          kleiner    sein. als die     natürliche        Sink-          gescIiwindigl@cit    des     Miitcri@lls:

      dann fällt  das letztere mit einer     Geschwindigkeit,    wel  che kleiner ist als die     natürliche        Sink-          geschwindigheit    und     welche        gleich    ist der Dif  ferenz der     natürlichen        Sinlzgescliwindigkeit     und der     CTcschwindi@@@heit    der     Aufwärtsströ-          mung    der     Flüssigkeit.    Die Zeitdauer des  Kontaktes     zwischen    dem     Ausgaiig,smatcrial     und der     Fliissigkeit,

          welche    behandelt wer  den soll, oder der     Regenerierflüssigkeit    kann  in     gewünschter        Weise    durch Wahl der Ge-           schwindigkeit    der Flüssigkeit     und    der Länge  des Gefässes oder der Säule, in welcher die  Reaktion stattfindet, erhalten werden.

   Falls  erwünscht, kann das ganze Verfahren, zum  Beispiel im Falle der     Enthärtung    von Was  ser, als geschlossener     Kreisprozess    ausgeführt  werden, indem dafür Sorge getragen wird,  dass das Austauschmaterial nacheinander  mit den zu enthärtenden Wasserteilchen und  dann mit der     Regenerierflüssigkeit    in Kon  takt kommt.  



  Auf beiliegender Zeichnung sind Aus  führungsbeispiele von Einrichtungen zur  Ausführung des Verfahrens nach vorliegen  der Erfindung dargestellt, in welcher:       Fig.    1 schematisch im Aufriss eine erste       Ausführungsform    der Einrichtung darge  stellt;       Fig.    2 ist eine     Fig.    1 entsprechende,  aber . teilweise abgeänderte,     Ausführungs-      form;

         Fig.    3 zeigt ein weiteres abgeändertes       Ausführungsbeispiel;          Fig.    4 zeigt ein der     Fig.    2 ähnliches Aus  führungsbeispiel, durch welches das Ver  fahren annähernd als geschlossener Kreis  prozess     durchgeführt    werden kann;       Fig.    5 zeigt ein Ausführungsbeispiel,  bei welchem eine tatsächliche Bewegung des  Austauschmaterials nach oben stattfindet;       Fig.    6 zeigt eine Einrichtung, bei wel  cher bei verschiedenen Teilen des Kreis  prozesses verschiedene Teile der Einrichtung  verwendet werden, und       Fig.    7 zeigt ein Detail im Schnitt.  



  In den Ausführungsbeispielen nach den       Fig.    1 bis 4 ist angenommen,     dass    das Ver  fahren derart ausgeführt wird,     da.ss    die Ge  schwindigkeit *der Aufwärtsströmung der  Flüssigkeit so nahe als möglich gleich der  natürlichen     Sinkgeschwindigkeit    des Aus  tauschmaterials     ist.     



  Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach       Fig.    1 wird ein Reaktionsbehälter 1 verwen  det,, dessen Querschnitt ständig von oben  nach unten abnimmt; in andern Worten,    stumpften Kegels, dessen Spitze unten lie  gen würde. Als spezieller Fall kann der  jenige betrachtet werden, in welchem ein  basisches Austauschmaterial, zum Beispiel       Glaukonit,    der     zweckmässigerweise    stabili  siert     wurde,    beispielsweise durch Brennen,  und durch Schlemmen oder auf eine andere  Art derart aufgeteilt wurde, dass keines der  Teilchen in einem Wasserstrom, der mit  einer Geschwindigkeit von 2,5 cm pro Sek.

    nach aufwärts sich bewegt, mitgerissen wird  und in einem Wasserstrom, der mit einer  Geschwindigkeit von 5 cm pro Sek. nach auf  wärts sich bewegt, nicht nach abwärts sinkt.  Dieser Bedingung entspricht     Glaukonit,    des  sen Teilchen ein     40-Maschensieb    passieren,  aber von einem     60-Maschensieb        @urüchgehal-          ten    werden. Die     Einrichtung    ist so angeord  net, dass hartes Wasser durch das Rohr 2 ein  strömen kann und eine 10      /aige    gewöhnliche  Salzlösung für     Regenerierzwecke    durch das  Rohr B.

   Das Rohr 2 besitzt ein     Abschluss-          ventil    4 und das Rohr 3 ein     Abschlussventil     5, so dass jede der beiden oder beide Zufuhr  leitungen ganz abgesperrt werden können.  Die Geschwindigkeit der     Aufwärtsstriimuuug     jeder der beiden Flüssigkeiten durch den  Behälter 1 wird durch ein Regulierventil 6  geregelt, und es kann angenommen werden,  dass das Ventil 6 so eingestellt ist, dass Was  ser oder Salzlösung in einer Menge von etwa  neun Liter_ pro Minute durch den Behälter  strömen.  



  Unter diesen Bedingungen ist der Innen  durchmesser des Gefässes 1 'am obern Rand  bei 7 76 mm, wodurch sich ein     Querscshulitt     ergibt, dem eine Geschwindigkeit von 2,5 ein  pro     Sekunde    für die oben angegebenen Men  gen entspricht. Am untern Ende bei 8 be  trägt der Innendurchmesser des Gefässes 1  62 mm, der so berechnet ist; dass bei den  Mengenverhältnissen eine Geschwindigkeit  von 5 cm/Sek. entsteht. Die Höhe des Ge  fässes 1 zwischen den Punkten 7 und 8 kann  1,83 m betragen, und das Gefäss besitzt am  obern Ende eine Erweiterung 9, die vom  Punkt 7 aus gemessen 203 mm hoch ist und      Weiterung 9 ist mit einem     Abflussrohr    10  versehen.  



  Mit dieser Einrichtung kann folgende  Reihenfolge von Operationen ausgeführt       werden:    Das Ventil 4 wird geschlossen und  das Ventil 5, zum Beispiel 30 Sekunden  lang, offen gehalten, während welcher Zeit  genügend Salzlösung einströmt, um das Ma  terial zu regenerieren; dann wird Wasser  drei Minuten lang eingelassen, durch Öffnen  von Ventil     .l    und Schliessen von Ventil 5,  welches Wasser man ablaufen     lässt.    Es dient  nur, um die Salzlösung aus dem     Glaukonit     im Behälter 1 auszuwaschen.

   Der letztere  kann etwa 8 kg des basischen Austausch  materials enthalten, Nach Ablauf der drei  Minuten wird das Wasser, zum Beispiel  nach einem Reservoir, abfliessen gelassen,  und es hat sich herausgestellt, dass das Aus  tauschmaterial Wasser, das mit dieser ver  hältnismässig hohen Geschwindigkeit zu  strömt, enthärten kann" was einer mittleren  Stundengeschwindigkeit von 135 m entspricht.  Mit einer derartigen Einrichtung können,  zum     Beispel    bei Behandlung von Wasser  von einer Härte von 13 Teilen     Kalk    in       1f)0,000    Teilen. Wasser 128 bis 136 Liter       weiehes    Wasser in etwa 15 Minuten     erzP"igt     werden, bevor eine Regenerierung nötig  wird.  



       @,#'enn    gröberes     basisches    Austausch  material verwendet wird, zum Beispiel ein  Material, dessen Teilchen in einem nach auf  wärts gerichteten Wasserstrom von 5     em,\Sek.     Geschwindigkeit nicht mitgerissen werden  und welche in einem nach aufwärts gerich  teten     )Wasserstrom    von 10     ein/Sek.    sich nicht  nach abwärts bewegen, so besteht die einzige  Änderung, der Einrichtung darin, dass es  nötig wird,, die Durchmesser an den     Stellen     7 und 8 auf 81 mm     bezw.    57 mm abzu  ändern.

   Eine derartige Einrichtung wirkt  wie die     vorbeschriebene,    und die     Enthärtung     geht mit einer mittleren Stundengeschwindig  keit von 270 m vor sich; sie liefert die volle  Menge enthärteten Wassers in etwa acht Mi  nuten und die Zufuhr des Wassers     muss'    ent-    sprechend auf 15,8 Liter pro Minute er  höht werden.  



  Die Einrichtung kann offen oder ge  schlossen unter     Druck        verwendet    werden;  im letzteren Falle muss die     Salzlösung    zu  geführt und     das        basische        Austauschmaterial     gewaschen werden, wenn die Einrichtung  nicht mit der     Drucl@wasserzufulir    verbunden  ist. Die Anordnung der in diesem Falle  nötigen Rohranschlüsse ist in den     Zeieli-          nungen    nicht dargestellt; da sie selbstver  ständlich ist und keinen Teil der Erfindung  bildet.  



  Es ist natürlich     nicht    nötig, dass der  für den Punkt 7 angegebene Durchmesser  tatsächlich am     obern    Ende sich befindet.  vorausgesetzt, dass dann der Durchmesser  bei 7 nicht weniger beträgt als der für die  besonderen Bedingungen angegebene. Falls  der Durchmesser am     obern    Ende grösser ist,  so bedeutet dies nur, dass während des Ar-:       beitens    der Einrichtung das basische Aus  tauschmaterial nicht bis ganz zum obern  Ende des Gefässes 1. steigen wird.  



  Ferner ist klar. dass' basisches     Austauseli-          ma.terial,    das     eine    grössere Verschiedenheit  in den Dimensionen seiner Teilchen     und    in  seinen natürlichen     Sinkgeschwindigkeiten     zeigt, verwendet werden kann, wenn der  Anzug des konischen     Gefässes    1 vergrössert  wird. Ein     derarli-es    Ausführungsbeispiel  ist in     Fig.    2 gezeigt, in welchem die gleichen  Bezugszeichen     wie    in     Fig.    1     'verwendet    sind.

    Es ist nur nötig, dass die Flüssigkeit in einer  solchen Menge zugeführt wird, dass im     Punkt     8 eine     CTesehwindigheit    herrscht, welche grö  sser als diejenige ist, bei welcher die grössten  Teilchen' des     basischen    Austauschmaterials  sinken können, und dass an einem andern  Punkt 7 die Geschwindigkeit derart ist,  dass die kleinsten Teilchen des basischen  Austauschmaterials sinken werden.  



  Es ist ferner auch unnötig, dass der Be  hälter 1 auf seiner ganzen Länge gleich  mässig     koniseh    ist.     Beispielsweise    ist der  Behälter 1 nach     Fig.    3 zylindrischer     Forin     und die Erweiterung 9 ist an den Behälter I  durch Vermittlung eines konischen Teils 11      angefügt; ferner ist die Zuleitung 12     mit-          telst    eines weiteren konischen Teils 13 an  den Behälter 1 angeschlossen.

   Die Durch  messer sind derart, dass die Geschwindigkeit  der im Behälter 1 nach oben fliessenden  Flüssigkeit kleiner ist, als dass das     Aus.     tauschmaterial mitgenommen würde; die  Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Er  weiterung 9 ist derart, dass das Material  sinkt, während im konischen Teil 13 die  Geschwindigkeit der Flüssigkeit grösser ist  als diejenige,. mit welcher die gröbsten Teil  chen des Materials sinken.

   Daher wird alles  Austauschmaterial über ein gewisses Niveau  im Teil 13 gehoben, kann aber nicht über  den konischen Teil 11 hinaus steigen, und  der grösste Teil des Materials wird im Be  hälter 1     zurückgehlaten.    Zum Beispiel muss,  wenn das basische Austauschmaterial die  im ersten Ausführungsbeispiel erwähnte  Feinheit besitzt, die     Geschwindigkeit    der  Aufwärtsströmung der Flüssigkeit im Teil  13 mehr als 5     ein/Sek,    betragen und die  Geschwindigkeit im Teil 9 muss weniger als  2,5     cm/Sek.    sein, während die Geschwindig  keit im Behälter 1 zwischen     diesen    beiden  Werten sein muss.  



  In der in     Fig.    4 abgeänderten Ausfüh  rungsform der Einrichtung besitzt der  Hauptteil der letzteren einen Behälter 1  und eine Erweiterung 9 mit einer     Abfluss-          leitung    10, im wesentlichen, wie in den       Fig.    1 und 2 gezeigt. Unter dem Behälter 1.  ist jedoch ein Paar von Aufnehmern 14  und 15 vorgesehen, deren Durchmesser klei  ner ist als der Durchmesser des Behälters 1  am untern Ende bei B. Die Aufnehmer oder  Gefässe 14, 15 sind über Ventile 16     bezw.    17  mit dem Behälter 1 in Verbindung, und das  harte Wasser wird abwechselnd dem einen  oder andern der Gefässe 14, 15 von der  Leitung 12 aus zugeführt, je nach der Be  tätigung der Ventile 6a und 6b.

   Wenn der  Wasserstrom ganz abgestellt wird, so wird  das basische Austauschmaterial im Behälter  1 infolge seines Gewichtes in das eine oder  andere der beiden Gefässe 14     bezw.    1.5 sin  ken, je nachdem das Ventil 16 oder 17 offen    ist, und dann kann durch Schliessen des be  treffenden Ventils das Material in dem Ge  fäss 14 oder 15 isoliert werden, das es an  füllt, um darin der Regenerier- oder einer  andern Behandlung unterworfen zu werden.  Die Gefässe 14 und 15 sind mit einem Ab  lauf vermittelst der Ventile 18 und 19 ver  bunden, sowie mit einer     Zufuhrleitung    für  die     Regenerierflüssigkeit    unter Kontrolle  der Ventile 20 und 21.

   Wenn mit der in       Fig.    4 gezeigten Einrichtung Wasser ent  härtet werden soll, so kann das Wasser durch  Ventil 6b, Gefäss 15, Ventil 17 in den Be  hälter 1 eingelassen werden, in welchem die       Enthärtung    stattfindet, und das enthärtete  Wasser wird durch das Rohr 1,0 abfliessen.  Die Geschwindigkeit des fliessenden Was  sers ist derart, dass das basische Austausch  material während der Reaktion oberhalb  dem Ende 8 gehalten wird. Wenn das Ma  terial erschöpft ist, so wird das Ventil 6b  beschlossen, worauf das Material sofort in  das Gefäss 15 sinkt.

   Dann     wird    das Ventil  17 geschlossen und die Ventile 6a und 16  geöffnet, worauf eine weitere Ladung von  basischem Austauschmaterial, die vorher im  Gefäss 14 sich befunden hat, in den Behäl  ter 1 geschwemmt wird, so     dass'    die     Enthär-          tung    wieder vor sich geht. In der Zwischen  zeit wird Salzlösung bei 21 eingelassen, wel  che das Material im Gefäss 15 regeneriert  und bei 19 abfliesst. Dann wird das Ventil  21 geschlossen und Wasser durch das Ventil  6b eingelassen, um die Salzlösung aus dem  basischen Austauschmaterial im- Gefäss 15  auszuwaschen, wobei das Waschwasser bei  19 abfliesst.

   Die regenerierte Charge im Ge  fäss 15 ist dann wieder bereit, in den Be  hälter 1 gebracht zu werden, wenn die dort       befiüdliche    Charge in das Gefäss 14 hinab  gesunken ist. Auf diese Weise können die       Enthärtungs-    und     Regenerierprozesse    mit  der in     Fig.    4 gezeigten Einrichtung in einem  nahezu kontinuierlichen     Kreisprozess    aus  geführt werden.  



  Wie bereits erwähnt, stellt     Fig.    5 eine  Einrichtung dar" mit welcher das Verfahren  in einer Säule ausgeführt werden-kann, in           %velcher    die Geschwindigkeit der Aufwärts  strömung in allen Punkten grösser ist als  die     Sinkgeschwindigkeit    der grössten Teil  chen des basischen Austauschmaterials.  Letzteres ist in einem Gefäss 22 enthalten,  und zwar in seinem     aktiven    oder regenerier  ten Zustande.

   Der     Reaktionsbehälter    1 be  steht aus einem Rohr von konstantem Quer  schnitt; letzterer kann aber auch gegen das  untere oder obere Ende zu sich     vergrössJn,     je nachdem eine gleichförmige Geschwindig  keit in der ganzen Säule gewünscht wird  oder eine Zunahme     bezw.    Abnahme der Ge  schwindigkeit. Das zu enthärtende Wasser  wird durch eine Leitung 12 zugeführt, pas  siert einen     Injektor    13 und fliesst durch eine  Leitung 23, wobei eine Menge des basischen  Austauschmaterials aus dem Gefäss 22 mit  reisst.

   Das Wasser tritt in den Behandlungs  behälter 1, welcher es an seinem     obern    Ende  verlässt, und fliesst zusammen mit dem ba  sischen Austauschmaterial in den Aufneh  mer 24; es ist vollkommen enthärtet, und  das basische Austauschmaterial sammelt sich  im Aufnehmer 24 an, während das     entliä.rtete          Wasser    bei 25 abfliesst. Als Beispiel der  Bedingungen, unter welchen die nötige Ent  <B>e,</B> in dem Rohr 1,. welches den Be  handlungsbehälter darstellt, ausgeführt wer  den kann, mag erwähnt werden, dass das  Rohr 1 einen Durchmesser von 50 mm und  eine Höhe von<B>2,70</B> m, vom     Einlasspunkt    des       In,jehtors    13 an bis zum obern Ende des  Rohres 1 gemessen, besitzen kann.

   Das  Wasser wird durch das Rohr 12 in einer       'itlenge    von 7,3 Liter pro Minute zugeführt  und der     Injektor    ist derart konstruiert, dass  ein Teil von basischem Austauschmaterial  für je vier Teile Wasser in das Rohr 1 ge  langt, wenn das basische Austauschmaterial       Glauhonit,    wie im ersten Ausführungsbei  spiel beschrieben, ist, dessen natürliche       Sinkgesehwindigkeit    zwischen 2,5 und  5     cmrSek.    liegt.

   Es mag darauf aufmerk  sam gemacht werden, dass gemäss der vor  liegenden Erfindung die Bedingungen so  gewählt sind, dass die Reaktion ganz im  Rohr 1 während des     Aufwärtsfliessens    des    Wassers stattfindet,     ini        (TCgensatz    zu be  kannten Apparaten, in welchen das     harteWas-          ser    nur benützt wird, um das basische Aus  tauschmaterial durch ein Rohr nach oben  zu transportieren, zum     Zwecke,    es auf ein  Filterbett in der Zone abzulagern,

   in wel  cher die tatsächliche     Enthärtung        satttfindet.     Die in     Fig.    5 gezeigte Einrichtung mit den  erwähnten Abmessungen liefert Wasser von  der Härte 0 mit einer mittleren metrischen       Strömung    von 217 m pro Stunde.  



  Bei der Einrichtung nach den F     i".    6  und 7 wird die Kombination von     vorbesehrie-          benen    Arbeitsweisen verwendet und in den  verschiedenen Teilen der     Einrichtung    wer  den verschiedene Arbeitsweisen vorgenom  men.

   In     Fig.    6 ist da.,     basische    Austausch  material, als welches     (llaukonit    angenom  men werden kann.. dessen Teilchen eine  natürliche     Sinkgescliwindigkeit        zwischen     2,5 und 5 cm.

       Seh.    besitzen, im aktiven oder  regenerierten Zustande in dem Gefäss 22 ent  halten und wird, in     gleielicr    Weise, wie beim  Ausführungsbeispiel nach     Fig.    5     gezeigt,    in  den     Beliandlungsbeliä.lter    oder das     Rolir    1  vermittelst des harten Wassers, das durch  Leitung 12 zugeführt und einen     Injektor    13  durchfliesst, gefördert.

   Es kann     wieder,    wie  früher, angenommen werden, dass die zu  fliessende Wassermenge mittelst des Ventils 6  auf 7,3 Liter pro     :Minute    einreguliert wird  und dass' auf vier Teile hartes Nasser ein  Teil basisches     Kontaktmaterial    in das Rohr 1  gelangt. Ferner soll das Rohr 1 einen Innen  durchmesser von 50 mm besitzen und seine  Höhe zwischen dem     Punkt    26 und dem obern  Ende bei 27 soll 3,6 m betragen. Das Rohr 1  ragt in ein erweitertes Gefäss 9 hinein, des  sen Innendurchmesser 0,157 m und dessen  Höhe vom Punkt 28 bis zum obern Ende  0,609 m betragen soll.

   Der Punkt 28 soll  0,304 m unterhalb     dein    Punkt 2 7 sich be  finden, so dass das Rohr 1 auf<B>0,301</B> m Länge  in das 'erweiterte Gefäss     ,9    Hineinragt.  10 ist der Ablauf für das enthärtete Wasser.  Das     ZVasser    hat, wenn es unter den vor  genannten Bedingungen 27 erreicht hat, die  Härte 0 erreicht und fliesst, zusammen mit      dem bei 29 angedeuteten basischen Aus  tauschmaterial in das erweiterte Gefäss 9  und von dort durch das Ablaufrohr 10. Das  basische Austauschmaterial fliesst langsam  durch ein Schieberventil 30 ab.

   Das letztere  ist im Detail in     Fig.    7 gezeigt, in welcher  9a und 9b die Wandung des erweiterten  Gefässes 9 zu jeder Seite der     Ausflussöffnung     bezeichnen, wobei die Kanten der     Offnung     nach innen zu abgeschrägt sind, und der  Schieber 30 ist ebenfalls abgeschrägt, wie  an seinem untern Ende gezeigt ist, um den  Widerstand, welchen er dem Durchfliessen  des nassen     Glaukonits    bietet, auf ein Mi  nimum zu reduzieren. Ohne dieses Abschrä  gen kann der     Glaukonit    nicht zum     Durch-          #;trömen    des Ventils gebracht werden.

   Der       Glaukonit    fällt in die weitere Flüssigkeits  säule des Regenerier- oder     Waschgefässes    31,  dessen Durchmesser in dem gewählten Bei  spiel 38 mm sein soll. Die Höhe des Ge  fässes 31 vom obern Ende des Gefässes 22  bis zur höchsten Kante soll     2,.1    m betragen.  In der Mitte dieser Höhe befindet sich eine  Leitung angeschlossen zur Zufuhr von  10     Xöiger    gewöhnlicher Salzlösung für     Re-          generierzwecke,    welche das Ventil 5 durch  strömt.

   Das Wasser zum Auswaschen des  Salzes aus dem regenerierten Material tritt  durch ein Ventil 32 ein; die in der Zeit  einheit zugeführte Menge Waschwasser ist  ungefähr die gleiche wie diejenige der Salz  lösung und soll 45 Liter pro Stunde be  tragen. Die Geschwindigkeit des im untern  Teil des Gefässes 31 aufwärtsfliessenden  Waschwassers wird somit 1 cm     \Sek.    und  die Geschwindigkeit der Mischung von Salz  lösung und Waschwasser im obern Teil  des Gefässes 31 wird etwa 2 cm/Sek. be  tragen.

   Daher wird das erschöpfte basische       Austauschmaterial    beständig im Gefäss 31  sinken, und zwar in der obern Hälfte lang  sam und in der untern Hälfte etwas schnel  ler, und wird in das Gefäss 22 zurückkehren,  welches annähernd gefüllt gehalten wird,  so dass kein     Wasser    durchsickern und zum       Injektor    13 gelangen kann. Es hat sich er  geben, dass eine Einrichtung von den oben    angegebenen Dimensionen Wasser von 13  Härte auf 0   Härte in einer Menge von  7,35 Liter pro Minute bringt, was einer  mittleren metrischen Strömung von 217     m     pro Stunde entspricht.  



  Obgleich vorstehend in den speziellen  Beispielen das Verfahren nach der Erfindung  in Verbindung mit seiner Anwendung auf  das Enthärten von Wasser und das Re  generieren des Austauschmaterials beschrie  ben wurde, ist es nicht auf diese     speziellen;     Anwendungsgebiete beschränkt. Es kann  auch in andern Fällen angewendet werden,  in welchen reversible     Adsorption    stattfindet.  Zum Beispiel besteht ein bekanntes Ver  fahren zum Entfernen von in Wasser ge  löstem Eisen darin,     da.ss    man,     Zeolith    oder  eines seiner Äquivalente verwendet, welche  als Fördermittel für die höheren Mangan  oxyde wirken.

   Es ergeben sich bei einem  Filter aus diesem Material sehr grosse  Schwierigkeiten, da das vom Wasser be  freite Eisenoxyd sich an die Teilchen des       Mangan-Zeoliths    anheftet und- das Filter  rasch verstopft. Falls ein derartiges     Manga.n-          Zeolith,    zum Beispiel in der in     Fig.    1 dar  gestellten Einrichtung, verwendet wird, so  vollzieht sich die Reaktion sehr gut.

   Die  Teilchen des Austauschmaterials sind stän  dig in leichter     Bewegung,,    und anscheinend  als Folge dieser Bewegung wird das Eisen  oxyd von der Oberfläche dieser Teilchen ab  gerieben, und da es sehr leicht ist, wird es  von dem nach oben strömenden Wasser mit  gerissen, fliesst über das obere Ende der Vor  richtung ab und kann durch     Filtrieren    leicht  getrennt werden.  



  Die Erfindung eignet sich auch insbeson  dere für Fälle, in welchen reversible polare       Adsorption    stattfindet; zum Beispiel kann  sie verwendet werden, wenn das Austausch  material ein     Adsorptiv,    wie Blutkohle, das  behandelte     Material    eine wässerige Lösung,  wie eine Lösung von     Pikrinsäure,    und die       Regenerierlösung    ein weniger aktives Lö  sungsmittel,. wie Äthylalkohol, ist.

   Ferner  kann auch die Erfindung auf Verfahren an  gewendet werden, welche die reversible Ad-           sorption    von radioaktiven Materialien, wie       Uranium    X', durch Holzkohle aus einer       wässerigen    Lösung betreffen, wobei Lösun  gen von     Thoriumsalzen    und dergleichen, als       Regenerieragentien    verwendet werden kön  nen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Ausführung von Aus tauschreaktionen, bei welchen ein Austausch von Basen zwischen einem festen Austausch inaterial und einer Flüssigkeit stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Austausch material während dem Austauschvorgang in der zu behandelnden Flüssigkeit durch eine Aufwärtsströmung dieser letzteren suspen diert gehalten wird. UNTERANSPItüCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des Austauschmaterials dadurch in Suspen sion gehalten werden, dass man die Ge schwindigkeit der Aufwärtsströmung der Flüssigkeit am untern Ende einer Flüs sigkeitssäule, in welcher die Suspension stattfindet, derart reguliert, dass die grössten Teilchen am Niedersinken ver hindert werden und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im obern Teil der Säule derart reguliert, dass die feinsten Teil chen des Austauschmaterials am Fort- 9 etra(Yenwerden durch die Flüssigkeits- t' Zn strömung verhindert werden. ?.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Geschwindig keit der Aufwärtsströmung der Flüssig keit in einem Reaktionsbehälter derart bemisst, dass sie an verschiedenen Stellen des Behälters gleich ist der natürlichen Geschwindigkeit, mit welcher Teilchen von verschiedener Grösse des Austausch materials in der Flüssigkeit unter dem Einfluss ihrer Schwere sinken, wodurch da.s Austauschmaterial in der Flüssig keit im Behälter suspendiert bleibt, bis jene Geschwindigkeit geändert wird. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gescliwin- digkeit der Aufwärtsströmung der Flüs sigkeit im Reaktionsbehälter kleiner wählt als die natürliche Geschwindigkeit, mit welcher die kleinsten Teilchen des Austauschmaterials in der Flüssigkeit sinken, wodurch die letzteren langsam in der Flüssigkeit sinken mit einei Ge schwindigkeit, die kleiner ist als ihre natürliche Sinkgeschwindigkeit in der Flüssigkeit. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Geschwin- digkeit der Aufwärtsströmung der Flüs sigkeit im Reaktionsgefäss grösser wählt als die natürliche C-rescliwindigkeit, mit welcher die gröbsten Teilchen des Aus tauschmaterials in der Flüssigkeit sinken, so dass die letzteren sich in der Flüssig keit nach aufwärts bewegen, mit einer Geschwindigkeit, die kleiner ist als die jenige der Flüssigkeit, und dass die Aus tauschreaktion vor sich geht, während die Flüssigkeit im Kontakt mit dem Aus tauschmaterial aufwärts strömt.
CH119727D 1924-10-01 1925-09-30 Verfahren zur Ausführung von Austauschreaktionen, insbesondere zur Enthärtung von Wasser. CH119727A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB119727X 1924-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH119727A true CH119727A (de) 1927-04-16

Family

ID=9996051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH119727D CH119727A (de) 1924-10-01 1925-09-30 Verfahren zur Ausführung von Austauschreaktionen, insbesondere zur Enthärtung von Wasser.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH119727A (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1018402B (de) * 1952-12-10 1957-10-31 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Gaswaessern
DE1025386B (de) * 1954-11-12 1958-03-06 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von geloesten Stoffen verschiedenen Dissozationsgrades
DE1076624B (de) * 1958-11-28 1960-03-03 Bayer Ag Zylindrisches Mischbettfilter fuer den Ionenaustausch
DE1092446B (de) * 1956-12-20 1960-11-10 Infilco Inc Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ionenaustausch
DE1253234B (de) * 1960-11-10 1967-11-02 Leuna Werke Veb Vorrichtung zur Gleichstromextraktion loeslicher Bestandteile aus Feststoffen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1018402B (de) * 1952-12-10 1957-10-31 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Gaswaessern
DE1025386B (de) * 1954-11-12 1958-03-06 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von geloesten Stoffen verschiedenen Dissozationsgrades
DE1092446B (de) * 1956-12-20 1960-11-10 Infilco Inc Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ionenaustausch
DE1076624B (de) * 1958-11-28 1960-03-03 Bayer Ag Zylindrisches Mischbettfilter fuer den Ionenaustausch
DE1253234B (de) * 1960-11-10 1967-11-02 Leuna Werke Veb Vorrichtung zur Gleichstromextraktion loeslicher Bestandteile aus Feststoffen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE860195C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer fluessigen Loesung
DE546115C (de) Verfahren zur Durchfuehrung von Basenaustauschreaktionen mittels zeolithartiger Stoffe, insbesondere zur Enthaertung von Wasser
DE1642432C3 (de) Klär- und Filteranlage
DE2015981B2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Druckfilters unter Verwendung eines Filterhilfsmittels und danach arbeitendes Filter
DE2102780A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ent fernen suspendierter Feststoffe aus einer diese enthaltenden Flüssigkeiten (Trübe)
DE2950875A1 (de) Gegenstromverfahren zur behandlung von fluessigkeiten mit adsorptionsmitteln und vorrichtung zur durchfuehrung das verfahrens
DE2702972A1 (de) Verfahren zum reinigen einer filtriereinrichtung
DE2601859A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines membranfilters
DE3422860A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von fluessigkeiten mit kationenaustauschern und anionenaustauschern
CH119727A (de) Verfahren zur Ausführung von Austauschreaktionen, insbesondere zur Enthärtung von Wasser.
DE2616492A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von oel aus einem gemisch von oel und wasser
DE2155414A1 (de) Mit einem körnigen Filterhilfsmittel überziehbare Filterkerze
DE2310038A1 (de) Verfahren und anordnung zum reinigen von filterelementen
DE1943999A1 (de) Filtriervorrichtung
DE1958191A1 (de) Verbesserungen von Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen Regenerierung von Ionenaustauscherharzen im Wirbelbett
CH452487A (de) Verfahren zum Reinigen von Filterelementen
DE2107760A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Filtern
DE2356793A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines kontaktes zwischen medien und feststoffen
AT118739B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Austauschreaktionen, insbesondere zum Weichmachen von Wasser mittels Zeolithen.
DE1536826A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Filtern
DE3326419A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abscheiden von in waschlaugen geloesten schadstoffen
DE2411828B2 (de) Verfahren zum Adsorbieren von in einer wäßrigen Flüssigkeit enthaltenen Fremdstoffen an körniger Aktivkohle
DE1411722A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur wirksamen kontinuierlichen Filtration
AT360443B (de) Verfahren und vorrichtung zur reinigung von verschmutztem wasser
CH276404A (de) Filterbehälter.