DE1642849A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Fluessigkeiten mit Adsorptionsmitteln oder Ionenaustauschern - Google Patents

Vorrichtung zum Behandeln von Fluessigkeiten mit Adsorptionsmitteln oder Ionenaustauschern

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DE1642849A1
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inner cylinder
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liquid
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DE19671642849
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Hans Hitzel
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Metallgesellschaft AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/022Column or bed processes characterised by the construction of the column or container

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Adsorptionsmitteln oder oder Ionenaustauschern.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Plüssigkeiten mit Adsorptionsmitteln oder Ionenaustauschern, wobei die Adsorption bzw. Beladung und die Desorption bzw. Regeneration im Gegenstrom erfolgen und die Adsorptionsmittel oder Ionenaustauscher in eine. Behälter angeordnet sind.
  • Adsorptionsmittel und Ionenaustauscher können aus zu behandelnden Flüssigkeiten adsorbierbare Stoffe bzw. austauschbare Ionen bis zu einem Sättigungszustand aufnehmen und können danach durch eine Rerenrat. ionsbehandlung mit geeigneten Lösungsmitteln oder Lösungen wieder in den Ausgangszustand, der eine erneute Beladung erlaubt, verse-tzt werden. Aus der RegenerationsSlüssigkeit können die adsorbierten stoffe bzw. die Salze der ausgetauschten Ionen zurückgèwonnen werden.
  • Bei einer Gegenstrombehandlung wird die zur Regeneration bzw. Desorption benu-tzte Regenerationslüssigkeit in einer zu der Strömungsrichtung der zu behandelnden Lösung entgegengesetzten Richtung durch eine Schicht der; körnigen Adsorptionsmittels oder des Ionenaustauschers geleitet.
  • Im allgemeinen wird die zu behandelnde Flüssigkeit von oben nach unten durch das Adsorptionsmittel bzw. das Ionenaustauschermaterial geleitet. Die Regenerationsflüssigkeit wird dann von unten nach oben durch die Kornschicht geführt.
  • Die Beladung bzw. Adsorption des Ionenaustauschers bzw. Adsorptionsmittels und die Regeneration bzw. Desorp-tion im Gegenstrom besitzt mehere Vorzüge gegenüber dem GleichstromverfahreL, bei dem die Behandlung- und die Regenerationsflüssigkeit in gleicher Richtung durch die Kornschicht geleitet wird. bo wird bei der Behandlung von Flüssigkeiten mit Adsorptionsmitteln oder Ionenaustauschern dem Gegenstromprinzip in einer einzigen Verfahrensstu£e eine wesentlich geringere Restkonzentration der zu entfernenden Komponenten und gleichzeitig eine hohe Ausnutzung der Kapazität des Adsorptionsmittels oder Ionenaustauschers erreicht. Au#erdem ist bei dem Gegenstromverfahren die Desorption bzw. Regeneration des Adsorptionsmittels bzw Ionenaustauschers mit einem erheblich gerinsgeren, nahezu theoretischen Chemikalienaufwand möglich. Gegenüber dem Gleichstromverfahren ergibt sich somit der Vorzug der geringeren Stufenzahl und damit einer geringeren Anlagengrö#e sowie ein geringerer Aufwand an Blutions-bzw. Regeneriermitteln.
  • Die Vorteile des Gegenstromverfahrens können aber nur dann voll ausgenutzt werden, wenn bei der Durchströmung der aus Ionenaustauscher oder Adsorptionsmittel bestehenden Schicht mit Beladungsflüssigkeit bzw. Regenerierflüssigkeit keine Umschichtungen eintreten. Diese Forderung ist nicht leicht zu erfüllen, weil. Ldsorptionsmittel oder Ionenaustauscher zumeist Produkte sind, die bereits bei geringer Aufwärtsströmung in Flüssigkeiten zu schweben beginnen, so daß dadurch eine Durchwirbelung und Umschichtung entstehen kann. Lurch diesen Umstand ist die technische Realisierung des Gegenstromverfahrens sehr erschwert. Die bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen sehen beispielsweise vor, bei der Behandlung des Adsorptionsmittels oder Ionenaustauschers im Aufwärtsstrom das Material gegen eine obere Entnahmevorrichtung zu drücken und auf diese Weise das Bett festzulegen. Bei der anschließenden Behandlung von oben nach unten wird das Bett wieder abgesenkt Eine Durchwirbelung des Bettes will man vor allem dadurch verhindern, daB entsprechende Einbauten, z. B. Lochplatten, vorgesehen werden. Diese Ma#nahmen sind nur bei relativ kleinen Behälterdurchmessern durchführbar, jedoch ergeben sich auch hier noch gewisse Nachteile, wie z. B. die Möglichkeit der Gasabscheidung unterhalb des in Gegenstrom beaufschlagten Bettes, sowie die ltotwendigkeit, daß ds Adsorptionsmittel oder der Ionenaustauscher in einem Raum mit nur sehr geringem Totvolumen, das im allgemeinen nur n1ch den Quellungseigenschaften des Materials bemessen ist, festgelegt werden mu#. Es besteht somit keine Möglichkeit, das Material erforderlichenfalls in diesen Raum durch Rückspülung von Verschmutzungen und Abrieben zu befreien, so da# separate Behälter für die Rückspülung des Materials vorgesehen werden müssen. Abgeehen davon, daß eine Umschichtung des Bettes bei Erzeugung des Gegenstromes und bei anschließender äderung der Stromrichtung insbesondere bei größerem Kolonnendurchmesser, z. B. über 2 m und mehr und auch durch Einbauten kaum zu vermeiden ist, entsteht durch die separaten Rückspüleinrichtungen bei größeren Behältern ein erheblicher apparativer Aufwand.
  • Die Anordnung einer Schicht eines Adsörptionsmittels oder eines Ionenaustauschers zwischen zwei flüssigkeitsdurchlässigen Böden ist auch nur dann anwendbar, wenn die Schicht ihr Volumen in Abhängigkeit vom Bei den meisten Adsorptionsmitteln und Ionenaustauschern tritt jedoch mit jeder iXnderung des Beladungszustandes auch eine nderung des Schüttvoluens ein. Bei manchen Ionenaustauschern kann diese Volumenänderung bis zu 20 Vo betragen.
  • In der deutschen Patentschrift 832 596 ist ein Behälter für körnige Filtermassen, Adsorptionsmittel und Ionenaustauscher in ruhender Schicht beschrieben, in welcher das Kornbett auf einer flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage liegt und an der Oberfläche durch einen in Führungen am Gehäusemantel gleitenden, in der Höhe verschiebbareb Siebboden zusammengehalten wird. Auch dieser Siebboden hat den Mangel des hohen Strömungswiderstandes. Hinzu kommt, daß diese Siebböden recht genau im Gehäusemantel geführt sein müssen , um einen iurchschlupf von Filtermaterial an der Peripherie zu vermeiden. Deshalb bleiben diese Böden durch Verkantung leicht hängen und erfüllen die ihnen zugedachte Aufgabe nicht.
  • Im übrigen ist auch bei dieser Vorrichtung eine Rückspülung des Materials ausgeschlossen.
  • Ionenaustauscher haben im allgemeinen Kugelform und sind in Mischung mit Flüssigkeiten fließfähig. Gleiches gilt auch für körnige Adsorptionsmittel mit Korngrößen von 0,5 bis 2 mm. Diese Eigenschaft der Ionenaustauscher bzw. Adsorptionsmittel gestattet es, sie in Form eines kompaktes Bettes mit Hilfe von lplüssigkeiten zu: bewegen.
  • In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird diese Eigenschaft der Ionenaustauscher und Adsorptionsmittel benu-tzt, um sie nach dem Gegenstromverfahren beladen und regenerieren zu können.
  • Anhand er beispielsweisen und schematischen Figuren wird die erfindung weiter erläutert.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Vertikalschnitt.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Lage des Bettes in der Vorrichtung nach Figur 1 bei verschiedenen Betriebszuständen.
  • Figur 5 zeigt eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung im Vertikalschnitt.
  • Gleiche Deile sind in den Figuren mit gleichen Ziffern bezeichnet.
  • Die in Abbildung 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Zylinder 1, der oben und unten durch die zweckmäßigerweise gewölbten Deckel 2 und 3 verschlossen ist. Im oberen Teil des aus dem Zylinder 1 und den Deckeln 2 und 3 gebildeten Behälters ist der horizontale Boden 4 angeordnet. Innerhalb des Behälters befindet sich ein konzentrisch angeordneter Zylinder 5, der am oberen Ende durch den Boden 4 abgeschlossen wird und unten kurz oberhalb des Deckels 2 frei endet. Hierdurch wird der Raum des Bodens 4 in einen äußeren Ringraum 6 und einen inneren zylindrischen Raum 7 aufgeteilt. Der den Ringraum 6 nach oben abschließende Teil des Bodens 4 ist flüssigkeitsdurchlässig, d. h. z. B. als Düsenboden oder Siebboden, ausgebildet. Die von unten in den Behälter führende Leitung 8 endet in dem Raum 7 kurz unterhalb des Bodens 4 in einer Flüssigkei:tsverteilungs- und Sammelvorrichtung 9. Die Bettung 10 endet in einer Flüssigkeitsverteilungsvorrichtung 11, die im Raum 7 nahe beim unteren Ende des Zylinders 5 angeordnet ist. Zwischen dem oberen Deckel 3 und dem Boden 4 befindet sich der Raum 12, aus dem die Leitung 13 nach außen führt.
  • Die Räume 6 und 7 werden nun, wie in der Figur durch Schraffur angedeutet, soweit mit Austauscher- oder Adsorptionsmaterial gefüllt, daß bei maximaler Quellung des nach Austauscher- oder Adsorptionsmaterials noch ein geringes Tçtvolumen von einigen Prozenten des Gesamtvolumens der Räume 6 und 7 verbleibt. (Die Volumenvergrößerung durch Quellung kann bei Ionenaustauschern und dsorptionsmitteln bis zu 30 7a' betragen.) Die Vorrichtung kann nun wie folgt zur Behandlung von Blüssigkeiten benutzt werden: Die zu behandelnde Flüssigkeit wird über die Leitung 8 zugeführt und tritt am oberen Ende des inneren Zylinders 5 durch die Verteilungsvorrichtung 9 in den inneren zylindrischen Raum 7 ein.
  • Sie strömt mit relativ großer Geschwindigkeit in dem Zylinder 5 nach unten und schiebt dabei infolge des auftretenden Strömungswiderstandes das Ionenaustausch- oder Adsorptionsmaterial wie einen Kolben vor sich her, das dabei in den Dußeren Ringraum 6 verdrängt wird, bis das Totvolumen im Ringraum 6 ausgefüllt ist, und das Material an den flüssigkeitsdurchlässigen Teil des Bodens 4 angestaut wird. (Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt.) Das Bett ist dadurch in seiner Lage fixiert. Im inneren Zylinder 5 befindet sich nur noch ein geringer Bruchteil der gesamten Ionenaustauscher-oder Adsorptionsmittelmenge. Die am unteren Ende des Zylinders 5 umgelenkte Flüssigkeit strömt im Raum 6 nach oben und fließt über den flüssigkeitsdurchlässigen Deil des Bodens 4 in den Raum 12 und von da über die Leitung 13 ab. Auf diese Weise wird der größte Teil des Ads-orptions oder Austauschermaterials, ohne daß eine Umschichtung zu befürchten ist, von unten nach oben von der zu behandelnden Flüssigkeit duchflossen. Vor der Umkehrung der Strömungsrichtung bei der nachfolgenden Desorption bzw. Regenerierung kann der noch im inneren Zylinder 5 befindliche geringe Anteil des Materials, der bei eventuellen Verschmutzungen der zu behandelnden Flüssigkeit hauptsächlich beansprucht wird, getrennt rückgespült werden. Die Rückspülflüssigkeit wird dabei über die Leitung 10 und die Verteilungseinrichtung 11 zugeführt und über die Fltissigkeitssanrnielvorrichtung 9 und die Leitung 8 abgeführt. Die Lage der Kornschicht wahrend des Spülvorganges ist schematisch in Figur 3 dargestellt.
  • Bei der Desorption bzw. Regenerierung des Materials wird die Regenerationsflüssigkeit über die Leistung 13 zugeführt und strömt von oben nach unten über das im Ringraum 6 befindliche Material.
  • Das Material wird dabei von oben nach unten bewegt und zum Teil wieder in den inneren Zylinder 5 gedrückt. In der Hauptmasse des Materials im äußeren Ringraum 6 tritt keine Vermischung oder Aufwirbelung ein. Die im Raum 6 nach unten strömende Flüssigkeit wird am unteren Ende des Zylinders 5 in den Raum 7 umgelenkt und strömt innerhalb des Zylinders 5 nach oben. Die Regenerationsflüssigkeit wird aus dem Raum 7 über die Flüssigkeitssammelvorrichtung 9 und die Leitung 8 entnommen. Die Lage des Bettmaterials während der Regeneration ist schematisch in Figur 4 dargestellt.
  • Die zu behandelnde Flüssigkeit kann auch durch die Leitung 13 zugeführt und durch die Leitung 8 entnommen werden (Bettzustand wie in Figur 4). Die Regeneration erfolgt dann in wngekehrter Strömungsrichtung der Flüssigkeit. Die Regenerationsflüssigkeit wird dann durch Leitung 8 zugeleitet und durch Leitung 12 abgeführt. Für diesen Fall zeigt Figur 2 die Lage des Bettes.
  • Die Dimensionen der Vorrichtung sind so zu wählen, daß bei der Einführung der Flüssigkeit durch die Leitung 8 das Bett in die Lage gEhst geschoben wird, die in Figur 2 dargestellt ist.
  • Damit dies geschieht, müssen die horizontalen Querschnitte des Raumes 7 und des Ringraumes 6 in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Das Querschnittsverhältnis zwischen dem zylindrischen Raum 7 und Ringraum 6 wird zweckmä#igerweise von 1 : 10 bis 1 : 2 gewählt.
  • Das untere Ende des inneren Zylinders wird zweckmäßigerweise nach außen konisch erweitert. Eine solche konische Brweiterung ist schematisch in den Figuren angedeutet und mit 14 beziffert.
  • Zwischen dem unteren Ende des inneren Zylinders 5, d. h. bei den in den Figuren gezeigten Vorrichtungen, zwischen den konischen Erweiterungen 14 und dem Boden 2 befindet sich ein ringförmiger Durchlaß 15 zwischen dem Raum 7 und 6. Die Ringfläche dieses Durchlasses wird so groß gewählt, daß sie etwa so groß ist wie die Querschnittsfläche des Raumes 7. Die Ringfläche des Durchlasses 15 kann aber auch bis zur Größe des Querschnittes des Ringraumes 6 dimensioniert werden.
  • In Figur 5 ist eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, die es gestattet, im Behältervolumen mehr Ionenaustauscher- bzw, Adsorptionsmaterial unterzubringen.
  • Im Gegensatz zu der in Figur 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung erstreckt sich der innere Zylinder 5 bei der in Figur 5 dargestellten Vorrichtung bis an den oberen Deckel 3, der den Raum 7 nach oben abschlie#t. Der flüssigkeitsdurchlässige Boden 16 begrenzt den Ringraum 6 nach eben. Zwischen dem oberen Deckel 3, inneren Zylinder 5 und Sieb- oder Düsenboden 14 wird der Ringraum 17 gebildet, in den die Leitung 13 13 mündet Der Ringraum 7 entspricht dem Raum 12 bei der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung.

Claims (6)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Ionenaustaustern oder adsorptionsmiteln, die in einem Gehäuse mit Zu- und Ableitungen von Flüssigkeiten untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter durch Einbauten zwei Räume von verschiedener Querschnittsfläche abgeteilt sind, die miteinander in Verbindung stehen, und von denen der Raum mit der größeren Querschnittsfläche nach oben durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Boden abgeschlossen ist und daß in dem Raum mit der kleineren Querschnittsfläche am oberen Ende eine Flüssigkeitszuleitungs-und Flüssigkeitssammelvorrichtung angeordnet ist.
  2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zylindrischen Behälter (1) ein oben geschlossener, konzentrischer Zylinder (5) angeordnet ist, der kurz über dem Boden (2) des Behälters (1) ende.
  3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des inneren Zylinders (5) so gewellt ist, daß das Verhältnis des Querschnittes vom inneren Zylinder (5) umschlossenen Raum (7) zu dem Querschnitt des vom äußeren Zylinder (i) und dem inneren Zylinder (5) gebildeten Ringraumes (6) 1: 10 bis l : 2 beträgt.
  4. 4) Vorrichtung nach einem oder beiden Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche des Durchlassers (15) zwischen dem unteren Ende des inneren Zylinders (5) und dem Boden (2) einen Querschnitt von der Größe des horizontalen Querschnittes des inneren Zylinder (5) bis zur Grö#e des horizontalen Querschnittes des sauberen Ringraumes (b) ausweist.
  5. 5) Vorrichtung nach einem oder mehreren der anspruche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des inneren Zylinders (5) nach außen konisch erweitert ist.
  6. 6) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des inneren Zylinders (5) nahe seiner unteren Ende eine Flüssigkeitszuleitung (11) angeordnet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999033568A1 (en) * 1997-12-23 1999-07-08 Arianto Darmawan Ion exchange system using u-tube principle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999033568A1 (en) * 1997-12-23 1999-07-08 Arianto Darmawan Ion exchange system using u-tube principle
GB2350072A (en) * 1997-12-23 2000-11-22 Arianto Darmawan Ion exchange system using u tube principle
GB2350072B (en) * 1997-12-23 2002-01-30 Arianto Darmawan An ion exchange system with compacted media during operation and regeneration processes using u-tube principle
US6843920B1 (en) 1997-12-23 2005-01-18 Arianto Darmawan Ion exchange system using U-tube principle

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