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Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten an körniger Masse Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Behandlung von Flüssigkeiten an körniger,
insbesondere dem Ionenaustausch dienender Masse, die auf einem durchlässigen Boden
ruht.
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Das zur Reinigung von Flüssigkeit, z. B. zum Entsalzen von Wasser,
verwendete körnige Ionenaustauschermaterial muß zwecks Wiederverwendung zunächst
einer Rückspülung zur Auflockerung und anschließend der Regeneration mittels geeigneter
Chemikalien unterworfen werden. Erfolgt die Regeneration wie die Beladung im Abwärtsstrom,
so ist ein erheblicher Überschuß an Regenerierlösung erforderlich, der je nach Art
des Austauschermaterials das Mehrfache der theoretisch erforderlichen Chemikalienmenge
ausmacht. Eine Einsparung an Chemikalien kann hierbei nur durch einen nicht unerheblichen
apparativen Mehraufwand erreicht werden.
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Andererseits läßt sich bekanntlich der Regeneriermittelverbrauch
wesentlich herabsetzen, wenn in entgegengesetzter Richtung zur Beladung im Aufwärtsstrom
regeneriert wird, so daß der unbeladene Bereich im unteren Teil des Austauscherbettes
nur von frischem Regeneriermittel durchsetzt wird. Jedoch besteht alsdann die Gefahr,
daß das verhältnismäßig leichte Austauschermaterial durch Aufschwemmen eine Umschichtung
erfährt und die damit verbundenen Nachteile eintreten. Es müßte also beim Regenerieren
im Gegenstrom ein Aufschwemmen des Materials verhindert werden, dagegen beim Rückspülen
eine gewisse Ausdehnung des Materials möglich sein.
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Um dies zu erreichen, ist bei einer bekannten Vorrichtung dieser
Art im Behälter ein Zwischenboden lose angeordnet, der ständig mit seinem Eigengewicht
auf der Masse lastet. Dies führt aber zu keinen befriedigenden Ergebnissen, weil
die Masse beim Regenerieren im Aufwärtsstrom fest geschichtet bleiben und beim Aufwärtsspülen
in den oberen Behälterraum aufwirbeln soll und außerdem der Boden an der Behälterwand
abdichtend anliegen soll, um eine Randgängigkeit der Flüssigkeit durch die Masse
und einen Durchtritt von Masse zwischen Boden und Behälterwand zu vermeiden. Man
hat daher schon versucht, den Zwischenboden mit einem mechanischen Stellwerk zu
versehen, was jedoch konstruktiv Schwierigkeiten macht.
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Die Erfindung geht daher einen anderen Weg.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten
an körniger, insbesondere dem Ionenaustausch dienender Masse, die in einem Behälter
auf einem durchlässigen Boden ruht und mit einem in der Höhe beweglichen durchläs-
sigen
Zwischenboden belastbar ist, der beim Regenerieren oder Beladen der Masse im Aufwärtsstrom
ein Quellen und Schrumpfen der Masse ohne Umschichtung und beim Spülen im Aufwärtsstrom
ein Aufwirbeln der Masse zuläßt. Diese Vorrichtung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenboden hohl ausgebildet und mit beweglichen Leitungen für die Zu-
und Ableitung von Wasser und Luft zum Absinken- bzw. Aufschwimmenlassen des Zwischenbodens
versehen ist. Diese Anordnung ermöglicht, daß der Zwischenboden über die beweglichen
Zu- und Ableitungen für Wasser und Luft geflutet und gelenzt werden kann, so daß
er im einen Fall mit dem erforderlichen Gewicht auf der Masse aufliegt und im anderen
Fall Auftrieb erhält und aufschwimmt. Außerdem ist eine lösbare Abdichtung des Auflagebodens
an der Behälterwand durch einen aufblasbaren Schlauch vorgesehen, die im schlaffen
Zustand das Verschieben des Bodens nicht behindert, andererseits im prallen Zustand
die Volumenänderung der Masse durch Quellen und Schrumpfen ohne weiteres zuläßt.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung sind also die für das Regenerieren und das
Rückspülen der Masse gestellten Forderungen auf einwandfreie Weise zu erfüllen.
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Der Durchtritt der Flüssigkeiten durch den Boden im Abwärts- und
Aufwärtsstrom kann zweckmäßig durch den Hohlraum des Zwischenbodens durchsetzende
Rohre erfolgen, die gleichmäßig über die Fläche des Bodens verteilt sind. Der den
Umfang des Bodens umgehende Schlauch kann auch zur Feststellung des verfahrbaren
Bodens dienen, wobei der Schlauch mit Preßluft aufgeblasen wird, so daß er sich
gegen Rillen in der Behälterwand preßt und so den Boden am inneren Behältermantel
nicht nur
festklemmt, sondern auch abdichtet, während bei entlüftetem
Schlauch der Zwischenboden frei beweglich ist.
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Um das feinkörnige Austauschermaterial von den Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen
in dem beweglichen Zwischenboden fernzuhalten, kann dieser an der Unterseite mit
einer Sieb- oder Lochplatte oder einer mit Filterdüsen versehenen Platte abgedeckt
sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen F i g. 1 und 2 je einen Längsschnitt
des Behälters mit dem verfahrbaren Zwischenboden in der Spülstellung bzw. in der
Regenerierstellung, F i g. 3 im größeren Maßstab einen Ausschnitt des verfahrbaren
Bodens und der Behälterwand mit der Feststellvorrichtung.
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Der Behälter 1 für die Aufnahme von Ionenaustauschermaterial 2 über
einem unteren festen Düsenboden 3, der eine obere Zuführung 4 a und eine untere
Abführung 4 b für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweist, ist außerdem mit unteren
Zuleitungen 5 a und 6 a sowie oberen Ableitungen 5b und 6b für Spülwasser bzw. Regenerierlösung
versehen.
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In dem oberen Teil des Behälters 1 ist z. B. an senkrechten Leitschienen
7 od. dgl. ein loser Zwischenboden 8 geführt. Dieser verfahrbare Zwischenboden wird
von einem flachen Hohlkörper gebildet, der durch bewegliche Anschlüsse 9 a und 10a
mit einer Wasserleitung9b bzw. einer LuftleitunglOb verbunden ist, welche über Umschaltventile
9c und 10 c wahlweise an eine Speisung 9 d bzw. 10 d oder an eine Entleerung 9 e
bzw. 10 e für Wasser bzw.
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Luft angeschlossen werden können.
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Der hohle Boden 8 weist Durchbrüche z. B. in der Form von Rohrstücken
11 auf, die dem Durchtritt von Flüssigkeit und zugleich der Versteifung dienen.
An seiner Unterseite ist der Boden 8 in gewissem Abstand mit einer Sieb-, Loch-
oder Düsenplattel2 abgedeckt, die das körnige Austauschermaterial zurückzuhalten
vermag. Diese zusätzliche Abdeckplatte erübrigt sich, wenn der Boden 8 selbst mit
genügend engen, das Austauschermaterial zurückhaltenden Öffnungen versehen ist.
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An seinem Umfang ist der Boden8 von einem Schlauch 13 umgeben, der
ebenfalls an die Luftspeise- und -entleerungsleitung anschließbar ist und sich im
luftgefüllten Zustand an die Behälterwand preßt, wobei er sich vorzugsweise in eine
von mehreren als Rast wirkenden Rillen 14 zu legen und so den Boden in seiner jeweiligen
Höhenstellung festzuhalten vermag.
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Die Wirkungsweise des Bodens ist folgende: a) Rückspülstellung Der
bewegliche Boden befindet sich beim Ionenaustauschbetrieb, also vor der Rückspülung,
z. B. im gefluteten Zustand auf dem Austauschmaterial lose aufliegend. Zur Vornahme
der Rückspülung wird das im Schwimmboden befindliche Wasser durch Preßluft verdrängt,
wodurch er infolge seines Auftriebes in die obere Stellung gelangt. Das Austausch-
material
kann sich bei der nun folgenden Rückspülung ausdehnen. b) Regenerierstellung Nach
erfolgter Rückspülung wird durch Einleiten von Wasser der schwimmende Boden entlüftet
bzw. geflutet, wobei er infolge seines Eigengewichtes absinkt. In seiner untersten
Stellung wird er durch Aufblasen des Ringschlauchs abgedichtet und verriegelt. Die
Regenerierlösung fließt nun von unten nach oben durch das Austauschmaterial und
durch die Düsen bzw. Löcher des verriegelten Bodens in den abgedichteten Raum oberhalb
desselben und von hier nach außen. Nach erfolgter Regeneration kann die Verriegelung
aufgehoben werden. c) Betriebsstellung Je nach Zweckmäßigkeit befindet sich der
Schwimmboden in seiner unteren Stellung arretiert oder lose auf dem Austauschermaterial,
oder er befindet sich in luftgefülltem Zustand in seiner oberen Stellung. Das Wasser
kann durch die Löcher bzw.
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Düsen von oben nach unten fließen.
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Durch Schaugläser in der Behälterwandung kann die Position des Schwinnnbodens
beobachtet werden.
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Statt dessen kann auch eine andere Anzeigevorrichtung vorgesehen werden.