DE1022190B

DE1022190B - Liquid distributor for mixed bed filter

Info

Publication number: DE1022190B
Application number: DEB39864A
Authority: DE
Inventors: Kurt Ladendorf
Original assignee: BRAN and LUEBBE
Current assignee: BRAN and LUEBBE
Priority date: 1956-04-14
Filing date: 1956-04-14
Publication date: 1958-01-09

Description

Flüssigkeitsverteiler für Mischbettfilter Zur Entfernung von gelösten dissoziierbaren Substanzen, wie Salzen, Säuren und Basen, aus Flüssigkeiten, beispielsweise zur Vollentsalzung von. Wasser, haben sich in den letzten jahren in großem Umfange Filtereinrichtungen eingeführt, die mit ionenaustauschfähigen Massen, zumeist auf Kunstharzbasis, gefüllt werden und mit denen es in einem einfachen Filtrationsvorgang möglich ist, Anionen und Kationen aus Flüssigkeiten völlig zu entfernen.Liquid distributor for mixed bed filters For the removal of dissolved Dissociable substances, such as salts, acids and bases, from liquids, for example for the complete demineralization of. Water have grown in large volumes over the past few years Filter devices introduced with ion-exchangeable masses, mostly on Resin-based, can be filled and with which it is in a simple filtration process is possible to completely remove anions and cations from liquids.

Je nach Art der gestellten Aufgabe, d. h. je nachdem, ob starke oder schwache, ein; oder mehrwertige Kationen und bzw. oder Anionen entfernt werden sollen, werden, die verschiedensten Austauschstoffe einzeln oder in Kombination und in verschiedenster Hintereinanderschaltung verwendet. Daneben wurden Filter entwickelt, die es gestatten, Anionen und Kationen in einem Arbeitsgang aus der betreffenden Flüssigkeit zu entfernen. Diese Filter werden als Mischbett- oder Einbettfilter bezeichnet. Sie enthalten ein Gemisch von Ausatauschstoffen, wovon der eine Teil Kationen, der andere Anionen austauscht. Depending on the type of task, d. H. depending on whether strong or weak, one; or multivalent cations and / or anions are to be removed, the most varied of substitutes individually or in combination and in the most varied of ways Series connection used. In addition, filters have been developed that allow To remove anions and cations from the liquid in question in one operation. These filters are known as mixed-bed or single-bed filters. They contain a mixture of exchange substances, one part cations, the other anions exchanges.

Kennzeichnend für die Mischbettfilter ist, daß die beiden Austauschmassen verschiedene spezifische Gewichte besitzen, um sie für den notwendigen Regenerationsvorgang mit einfachen technischen Hilfsmitteln trennen und später wider mischen zu können ; Der Entmi schungsvorgang erfolgt durch eine einfache Spülung der Filter von unten her, z. B. mit Wasser, wobei sich die beiden Austauschstoffe entsprechend ihrer spezifischen Gewichte unter Ausbildung einer scharfen Trennfläche übereinanderlagern.It is characteristic of the mixed-bed filter that the two exchange masses Have different specific weights to help them for the necessary regeneration process to be able to separate them with simple technical aids and mix them again later ; The demixing process is carried out by simply rinsing the filters from below heart. B. with water, the two substitutes according to their superimpose specific weights to form a sharp interface.

Neben. dem Kationen- und Anionenaustauscher kann man im Mischbettfilter noch ein indifferentes Material verwenden, dessen spezifisches Gewicht und Korngröße so abgestimmt sind, daß es beim Spülen eine Trennschicht zwischen dem Kationen-und Anionen austauscher bildet, die eine bessere Ausnutzung des Regeneriermittels ergibt. Um die beiden Austausch stoffe wieder homogen zu mischen, wird nach der Regeneration ein kräftiger Luftstrom von unten durch das Filterbett geführt.Next to. the cation and anion exchangers can be used in the mixed-bed filter still use an indifferent material, its specific weight and grain size are coordinated so that there is a separating layer between the cation and rinsing Anion exchanger forms, which results in better utilization of the regenerant. In order to mix the two exchange substances homogeneously again, after the regeneration a strong stream of air is passed through the filter bed from below.

Die Regeneration von Kationen- und Anionenaustauschern erfolgt in bekannter Weise zumeist mit Säuren und Laugen. Auch die Mischbettfilter werden mit diesen Chemikalien regeneriert, wobei es bei der Regeneration dieser Filter wesentlich ist, daß der Kationenaustauscher nur mit Säure, der Anionenaustauscher nur mit Lauge in Berührung kommt. The regeneration of cation and anion exchangers takes place in as is known, mostly with acids and alkalis. The mixed-bed filters are also included regenerates these chemicals, it being essential in the regeneration of these filters is that the cation exchanger only with acid, the anion exchanger only with alkali comes into contact.

Mischbettfilter müssen daher neben dem Düsenboden, der die gesamte Filterschicht trägt, eine Einrichtung besitzen, durch die sichergestellt ist, daß der Kationenaustauscher bei der Regeneration nur mit Säure, der Anionenaustauscher nur mit Lauge in Berührung kommt. Als solche Einrichtung dient ein Flüssigkeitsverteiler, auch als » Mischbettverteilersystem « bezeichnet, welcher in der Mischbettfilteranlage an der Stelle angeordnet wird, an der sich nach der Entmischung die Trennfiäche bzw. Trennschicht zwischen Kationen- und Anionenaustauscher befindet, und der möglichst wenig Platz einnehmen soll, damit sowohl der eigentliche Austauschvorgang und vor allem der Entmischungs- und Mischungsvorgang keine Störung erleidet. Dieser Flüssigkeitsverteiler, der unter anderem auch dieAufgabe eines normalenDüsenbodens hat, nämlich den Austritt von Filtermasse mit den Spül- oder Regenerationsflüssigkeiten zu verhindern, und daher mit Düsen, Schlitzen, porösen Platten od. dgl. ausgerüstet wird, dient während der Regeneration dazu, die für die Regeneration des Kationenaustauschers erforderliche Säure nach Durchfluß durch dieses Material aufzunehmen und abzuführen, also den Übertritt in das Anionenmaterial zu vermeiden. Umgekehrt soll bei der Regeneration des Anionenmaterials die notwendige Lauge aufgenommen, abgeführt und der Übertritt in das Kationenmaterial verhindert werden.Mixed-bed filters must therefore be next to the nozzle base, which covers the entire Carrying filter layer, have a device by which it is ensured that the cation exchanger for regeneration only with acid, the anion exchanger only comes into contact with lye. A liquid distributor is used as such a device, also referred to as the »mixed bed distributor system«, which is used in the mixed bed filter system is arranged at the point at which the separating surface after segregation or separating layer between the cation and anion exchangers, and if possible should take up little space so both the actual exchange process and before especially the segregation and mixing process does not suffer any disturbance. This liquid distributor, which, among other things, also has the task of a normal nozzle base, namely the outlet to prevent filter material with the rinsing or regeneration fluids, and is therefore equipped with nozzles, slots, porous plates or the like, is used during the regeneration, the necessary for the regeneration of the cation exchanger Acid after flowing through this material to take up and discharge, so the Avoid transferring into the anion material. Conversely, it should be used for regeneration of the anion material absorbed the necessary alkali, removed and the transfer into the cation material.

Bei gleichzeitiger Regeneration des Kationen- und Anionenmaterials treten die unverbrauchte Säure und die unverbrauchte Lauge gemeinsam in das Mischbettverteilersystem ein und neutralisieren sich hier gegenseitig weitgehend.With simultaneous regeneration of the cation and anion material the unused acid and the unused lye enter the mixed-bed distribution system together one and largely neutralize each other here.

Als Flüssigkeitsverteiler für Mischlbettfilter sind die verschiedensten ring- oder plattenartigen Rohrsysteme entwickelt worden, die in der verschiedensten Weise im Innern des Filters befestigt werden. Dabei ist die Verteilungsleitung, durch welche die Regenerierungsfiüssigkeiten dem im Filterinnern befindliegen, eine gleichmäßige Verteilung dieser Flüssigkeiten über die Austauschmassen gewährleistenden Rohrsysteme zugeführt werden, im Innern des Filters unter. gebracht und mit diesem Rohrsystem verbunden. There are many different types of liquid distributors for mixed-bed filters ring- or plate-like pipe systems have been developed in the most diverse Way to be fixed inside the filter. The distribution line is through which the regeneration fluids are located inside the filter, a ensuring uniform distribution of these liquids over the exchange masses Pipe systems are fed inside the filter below. brought and with this Connected pipe system.

Eine herkömmliche Bauart eines Mi schbettfiüssigkeitsverteilers besteht beispielsweise aus einem von außen in das Filter eingeführten, lediglich an seiner Eintrittsstelle - am Filtergehäusemantel befestigten Zuführungsrohr größeren Durchmessers, das über seine innerhalb des Filters liegende Länge gelocht bzw. mit Schlitzen, Düsen od. dgl. versehen ist und an welches beidseitig, zumeist im rechten Winkel, mehrere gleichfalls mit Ausfluß öffnungen in Form von Düsen, Schlitzen od. dgl. versehene, mit ihm in einer Ebene liegende Rohre kleineren Durchmessers angesetzt sind.A conventional type of mixer fluid distributor exists for example from one introduced into the filter from the outside, only at its Entry point - Supply pipe of larger diameter attached to the filter housing jacket, which is about its length lying within the filter perforated or with slots, nozzles or. Like. Is provided and on which both sides, mostly at right angles, several also provided with outflow openings in the form of nozzles, slots or the like, pipes of smaller diameter lying in one plane are attached with it.

Den bisher verwendeten Flüss igkeitsvertei lern haftet der Nachteil an, daß ß sie eine Kontrolle von außen nicht zulassen und nur nach Entleerung des die Austauschmasse bewahrenden Behälters ausgebaut werden können. Für die Durchführung von Reparaturen, zum Austausch eines schadhaften Rohres des Verteilersystems usw. muß also erst das gesamte Filter auseinandergenommen, d. h. die Austauschmasse ausgetragen und das Rohrsystem innerhalb des Behälters zerlegt und wieder zusammengesetzt werden, was nur unter Inkaufnahme einer längeren Betriebsstillsetzung möglich ist. The liquid distributors used up to now have the disadvantage indicate that they do not allow an external control and only after emptying the the exchange mass preserving container can be expanded. For the implementation repairs, replacing a damaged pipe in the distribution system, etc. so the entire filter must first be dismantled, i. H. the exchange mass discharged and the pipe system within the container are dismantled and reassembled, which is only possible with the acceptance of a longer shutdown.

Beim Betrieb von Mischbettfilteranlagen treten beim Entmischungs-, insbesondere aber beim WIischungsvorgang erhebliche mechanische Beanspruchungen des Verteilersystems auf. Bei Filtern mit kleineren, etwa unter 1000 mm liegenden Durchmessern besitzen die bisher verwendeten Flüssigkeitsverteiler immerhin noch eine solche mechanische Festigkeit, daß sie den erwahnten Beanspruchungen im allgemeinen standzuhalten vermögen, obgleich auch in diesen Fällen Beschädigungen des Rohrsystems nicht ausbleiben und zu unerwünschten Betriebsunterbrechungen Anlaß geben. Bei Anlagen größerer Durchmesser ist aber das Auftreten größerer Bruchschäden an den herköm. mlichen Flüs, sigkeitsverteilern schon kurz nach der Inbetriebnahme des Filters und damit dessen Ausfall unvermeidlich. Zusätzliche Verankerungen und Verstärkungen im Innern der Filter, bei denen außerdem auf die besonderen Eigenschaften der zum Säureschutz der zumeist aus Stahl bestehenden Verteilerrohre verwendeten Kunststoffe oder Hartgummierungen Rücksicht genommen werden muß. sind nicht geeignet, hier ausreichende Abhlilfe zu schaffen. When operating mixed-bed filter systems, segregation, but especially during the wiping process there is considerable mechanical stress of the distribution system. For filters with smaller ones, about less than 1000 mm The liquid distributors used up to now still have diameters such a mechanical strength that it can withstand the stresses mentioned in general able to withstand, although in these cases, too, damage to the pipe system do not fail to occur and give rise to undesirable business interruptions. With plants larger diameter is the occurrence of larger breakage damage to the herköm. possible liquid distributors shortly after commissioning the filter and thus its failure inevitably. Additional anchorages and reinforcements inside the filter, which also draws on the special properties of the Acid protection of the mostly steel distribution pipes used plastics or hard rubber linings must be taken into account. are not suitable, sufficient here To provide remedial action.

Die Erfindung schlägt nun einen aus gelochten oder mit Schlitzen versehenen Rohren bestehenden Flüssigkeitsverteiler für Mischbettfilter vor, welcher eine Mehrzahl von. im Innern des Filters nelneinander angeordneten Einzel rohren aufweist, die beidseitig mit im Filtermantel angebrachten Flanschstutzen lösbar und auswechselbar verbunden und außerhalb des Filters an eine gemeinsame Verteilungsleitung angeschlossen sind. Diese Leitung kann um das ganze Filter geführt sein, derart, daß jedes Einzelrohr mit seinen beiden Enden an sie angeschlossen ist, oder es können nur die auf der gleichen Seite liegenden Enden der Einzelrohre an die gemeinsame Verteilungsleitung angeschlossen sein. The invention now proposes a perforated or slotted provided pipes for existing liquid distributors for mixed-bed filters, which a plurality of. single tubes arranged in a row inside the filter has, which are detachable on both sides with flange nozzles attached in the filter jacket and removably connected and external to the filter to a common distribution line are connected. This line can be routed around the entire filter in such a way that that each individual pipe is connected to it at both ends, or it can only the ends of the individual tubes lying on the same side to the common Be connected to the distribution line.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler vermeidet die geschilderten Nachteile der bisherigen Systeme, indem er einerseits auf sehr einfache Weise eine Überprüfung der einzelnen Rohre des Systems auf ihre Brauchbarkeit und einen sehr leichten Ein-und Ausbau derselben gestattet, ohne daß das Austauschermaterial aus dem Filter entfernt werden müßte, andererseits zufolge der beidseitigen Lagerung jedes der für sich austauschbaren Einzelrohre in zwei einander gegenüberliegenden Fl anschstutzen auch besonders widerstandsfähig gegen die mechanischen Beanspruchungen ist, wie sie in Filtern der in Frage stehenden Art biem Entmischungs- und Mischungsvorrgang auftreten. Die Auflösung des Rohrsystems in zweiseitig abgestützte, durch einfache Verschraubung mit dem Filtergehäuse verbindbare und erst außerhalb des Filters zusammengefaßte Einzelrohre ergibt unter voller Ausnutzung der mechanischen Festigkeit von Stahl eine mechanische Stabilität des Flüssigkeitsverteilers. wie sie den bekannten Bauarten nie eigen sein kann, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich, welche ein mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler ausgerüstetes Mischbettfilter in einem senkrechten und einem lvaagerechten Schnitt zeigt. The liquid distributor according to the invention avoids those described Disadvantages of the previous systems in that on the one hand, a Checking the individual pipes of the system for their usability and a very easy installation and removal of the same permitted without removing the exchanger material the filter would have to be removed, on the other hand due to the storage on both sides each of the interchangeable individual tubes in two opposite one another Fl anchors are also particularly resistant to mechanical loads is how they filter in the the type in question in the segregation and mixing process appear. The dissolution of the pipe system in two-sided supported, by simple Screw connection with the filter housing connectable and only combined outside of the filter Single tubes make full use of the mechanical strength of steel mechanical stability of the liquid distributor. like the well-known types can never be own, An embodiment of the invention is from the drawing can be seen which one equipped with the liquid distributor according to the invention Shows mixed bed filter in a vertical and a horizontal section.

In der Zeichnung erkennt man den mantel des Filtergehäuses mit einer NIehrzahl von paarweise einander gegenüberliegend angeordneten Flanschstutzen A. Je zwei dieser Flanschstutzen nehmen ein gelochtes oder mit Schlitzen oder Düsen C versehenes Rohr B auf. Die Rohre B sind außerhalb des Filtergehäuses an auf der gleichen Seite liegenden Enden durch eine gemeinsame Verteilungsleitung D für den Laugenabfluß bzw. Säurezufluß zusammengefaßt. Die äußere Verteilungsleitung kann auch als Ringleitung um dlas ganze Filter geführt, also an alle Flanschstutzen A angeschlossen sein. Es hat sich je doch als zweckmäßiger erwiesen, die Rohre B. wie im dargestellten Beispiel, nur auf einer Seite zusammenzulassen und die Gegenflansclle als Kontrollorgane für die Nachprüfung der Verteilerrohre B auf ihren Zustand zu verwenden. Es ist also möglich, nach Abnahme des Verschlußflnnsches in das Rohr hineinzusehen und die Düsen. bzw. Schlitze darauf zu prüfen, ob sie die feinkörnige Austauschmasse noch einwandfrei zurückhalten. In the drawing you can see the jacket of the filter housing with a N number of flange nozzles A arranged opposite one another in pairs. Two of these flange connections take one perforated or one with slots or nozzles C provided tube B on. The tubes B are outside the filter housing on same side lying ends by a common distribution line D for the Lye outflow and acid inflow combined. The outer distribution line can also routed as a ring line around the entire filter, i.e. to all flange connections A. be connected. However, it has proven to be more appropriate to use the pipes B. as in the example shown, only to merge on one side and the counter flange as control bodies for checking the condition of the manifolds B use. It is therefore possible after removing the closure flange into the tube to look inside and the nozzles. or slots to check whether they are the fine-grained Retain exchange mass still perfectly.

Das Rohrsystem ist im Filtergehäuse in solcher Höhe angeordnet, daß es sich nach Trennung der Austauschermassen in der Trennfläche befindet oder bei Verwendung eines inaktiven, eine Trennschicht zwischen Kationen- und Anionenaustauscher bildenden Materials in dieser Schicht eingebettet ist. The pipe system is arranged in the filter housing at such a height that it is located in the interface after separation of the exchange masses or at Use of an inactive, a separating layer between cation and anion exchangers forming material is embedded in this layer.

Als Verteilerrohre werden am zxveckmäßigsten durch eine Kunststoffauskleidung oder eine Hartgummierung korrosionsgeschützte runde oder sonstige strömungstechnisch günstig geformte Stahlrohre verwendet. Selbstverständlich können die Rohre auch aus säurebeständigen Metallen oder Legierungen bestehen. The most practical way of using the distribution pipes is a plastic lining or a hard rubber lining that is corrosion-protected, round or other aerodynamic cheap shaped steel pipes used. Of course, the tubes can also consist of acid-resistant metals or alloys.

Stellt sich heraus, daß ein Verteilerrohr B nicht in Ordnung ist, wird es nach Lösen der Flanschverbinç dung zwischen Flanschstutzen und gemeinsamer Verteilungsleitung und Entfernung des Verschlußflansches einfach mit einer in Durchmesser und Form dem Rohr entsprechenden Stange oder einem Rohr herausgeschoben und kann dann repariert oder durch ein neues Rohr ersetzt werden. Die zum Herausschieben benutzte Stange oder das Rohr bleibt während der Zeit des Auswechselas bzw. der Reparatur im Filter, damit beim Wiedereinsetzen des Verteilerrohres eine Führung für dieses vorhanden ist. Gegebenenfalls kann ein durch Hartgummi oder Kunststoff geschütztes Stahlrohr Verwendung finden und durch Blindflanschen der zwei spiegelbildlichen Rohrflansche das Mischhettfilter provisorisch wieder in Betrieb genommen werden. If it turns out that a manifold B is not OK, it becomes after loosening the flange connection between the flange connection and the joint Distribution line and removal of the closure flange easily with one in diameter and shape the tube corresponding rod or a tube pushed out and can then repaired or replaced with a new pipe. The ones to slide out used rod or tube remains during the time of replacement or the Repair in the filter so that a guide when reinserting the manifold for this is available. If necessary, one can be made of hard rubber or plastic protected steel pipe use and by blind flanges the two mirror images Pipe flanges, the Mischhett filter can be temporarily put back into operation.

Der beschriebene Mischbettflüssigkeitsverteiler ist unempfindlich gegen die während der Entmischung bzw. Mischung auftretenden unkontrnllierbaren Druck-und Schlagbeanspruchungen, einfacher und wesentlich billiger herzustellen und zufolge der einfachen P rüfungsrnö.glichkeit allen bisher bekanntgewordenen Systemen überlegen. The mixed-bed liquid distributor described is insensitive against the uncontrollable ones that occur during segregation or mixing Pressure and impact loads, easier and much cheaper to manufacture and according to the simple Possibility to take exams for everyone known to date Superior to systems.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid distributor for mixed bed filter, consisting of made of perforated or slotted tubes, characterized by a multiple number of individual tubes (B) arranged side by side inside the filter, the with flange nozzles (A) attached to the filter jacket on both sides detachable and interchangeable and connected to a common distribution line outside the filter are.

2. Liquid distributor according to claim 1, characterized in that that only the ends of the individual tubes (B) lying on the same side are connected to a common Distribution line (D) are connected.

References considered: U.S. Patent No. 2,666 741