DE1767763C - Ionenaustauschvornchtung zur Behandlung von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

die W'iiin..· ·7:'Ί taucht,

V-

Die Erfindung betrifft eine lonenaustauschvorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten m·.' festem lonenaustauschmaterial. welche eine einzige am oberen Ende mit einem Überlauf versehene Koiomi«: mit mehreren übereinanderliegenden Behandlunaszonen aufweist und mit periodischer vertikaier Verschiebung de> Austauschermaterial.·; ar heilet, das über den überlauf in den unteren Bereich der Kolonne rückleitbjr ist.

Derartige lonenaustauschvorrichtungen iinden beispitlsweise Verwendung bei der Enthärtung, dem Koiilensaureentzug. der Entmineraiisiening u.dgl., wobei als Regeneriertlüssigkeit Lösungen mit relativ hoher Konzentration und folglich größerer Dichte als die zu behandelnde Flüssigkeit benutzt werden.

Au-, der USA.-Patentschrift 2 815 322 ist eine Icnenaustauschvorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit festem Ionenauntauschmaterial Oekannt. Diese ionenaustauschvorrichtung besteht aus einer einzigen, am oberen Ende mit einem Überlauf versehenen Kolonne, in der zwei verschiedene Behandiungszonen vorgesehen sind, nämlich eine Beladungszone und eine sich unterhalb dieser BcIadungszone befindende Regenerationszone. Bei dieser bekannten Ionenaustauschvorrichtung sind zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Betriebs eine Reihe externer Zusatzeinrichtungen erforderlich, die vor allem die Regelung der Gesamtvorrichtung erschweren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ionenaustauschvorrichtung der eingangs genannten Gattung mögliehst kompakt und betriebssicher auszugestalten und dabei eine einfache Regelung des kontinuierlichen Betriebs zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen einer im oberen Bereich der Kolonne vorhandenen Beladungszone und einer im unterei, Kolonnenbereich vorhandenen Regenerations/one eine Waschzone vorgesehen ist, daß eint. Zuführung für die zu behandelnde Flüssigkeit am oberen Lnde der Kolonne angeordnet ist. daß im Ünergangsbereieh zwischen Beladungszone und Waschzone eine Abzugseinrichtung für einen Teil der behandelten Flüssigkeit vorgesehen ist, daß im Übergangsbereich von Wasch- und Regencrationszone eine Zuführeinrichtung tür Regenerierflüssig· keii angeordnet isi. daß am unteren Ende der Kolonne eine Einruhiung zur Abführung des Gemisciies von behandelter Flüssigkeit und Regeneriertliissigkeit vorgesehen ist, und daß in der Rückleitung fiir das übei den Üherl.iuf aus der Beladungszone au livtende Austa': chei müei i:ii ein Behälter /.vv. N¹ '.-.clicii ι:.·- Aisiiitischermaterials vorhandeü i?t.

■ν.τ·".:·:·-^··.·!¹^¹ ίκι-ι cine erste Ue);e!anordni:ng fiiv

; ν über die Abzugscinrichtung entnommene gereifte Flüssigkeit, eine zweite Regelanordnung für die

Λ asch- und Regeneriertlüssigkeit sowie eine dritte bügelanordnung für die zur Zuführeinrichtung geriete Regenerierflüssigkeit vorgesehen.

hine weitere Ausführungsform der Erfindung .ichnet sieh dadurch aus, daß zur Aufnahme des lier den Oberlauf austretenden Austauschermaterials ■!■ ober«, π Hnde der Kolonne eine Kammer vor-IYiHt. und dieses lonenaustauschmaterial liegt an der Basis auf einer Schicht aus inertem, körnigem Material 4 auf, in dem sieh ein Ausgangssieb 5 befindet, das mit einer Ahführleitung 6 verbunden ist. An ihrem oberen Linde ist die Kolonne 1 durch einen Deckel 7 \erschlossen, der die Kolonne umgibt und eine Ringkammer 8 festlegt.

Der obere Rand der Kolonne I stellt für das Ionenaustauschmatcnal einen Überlauf dar, wobei

-sehen ist. in die eine Leitung zur Zuführuni: einer io etwa in Höhe dieses Überlaufs ein Sieb 9 zur .'■■ isch- und Transportflüssigkeit mündet. Zuführung von zu behandelnder Flüssigkeit ange-

Vurteilhafterweise ist der Behalter als Zyklon ausbildet, und es ist eine üinrichtuns zur Resielun«

,!er konstanten Abführung der Transportflüssigkeii ■ ■••■gesehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die !■ .-ionne im Bereich der Beladungszone im wesem-'■•«.•iion .'vtindrisch. im Bereich der Waschzone sich ι oben erweiternd kegelstumnfförmig und im

1 ■:.■;: :h der Regenerationszone wieder zylindrisch .αι-.iebilde..

Schließlich zeichne, sich eine wei'ere Ausü.estai-•iM·;.-■. tier L-rundum; dadurch aus. dal.^:. der Behälter ..eriiJ.·.·: wird von einer im Behälterinncrn angeoT.-'■■e:e·-. uik; einen Oberlauf aufweisenden V-irbei-.):'".uiinne. einer Leitung zur Zuführung eines zu :c·'.'.iiendefi Gemisches von Flüssigkeit und Aus-■.·:..-ehcrniateriai, welche in die Wanne taucht, einer .; .· der Wanne angeordneten und die Zuführleitung ..pvebenden Abzugshaube, die mit einer Leitung .:;■ Ablührung von Verunreinigungen verbunden ist, Kier I eiuing zur Zyklonbildung, die tangential mit

Um Behälter am oberen Teil dieses Behälters verbunden und mit sauberer oder relativ saubere: ■■ivi^sigkeit eespeist ist, sowie einer Leitung zur 35 Weise über den'überlauf in eine obere \'.iHihruiig aes gewaschenen Austauschermaterial·,, iner 8 getühru aus der es über eine Leitung

entnommen werden

ordnet ist. Diesem Sieb 9 wird die Flüssigkeit über eine Leitung 10 mittels einer Pumpe P₁ aus einem Behälter C/ zugeführt.

Die behandelte Flüssigkeit tritt durch ein Ringft\ier W Jcr durch eine in Querrichtung verlaufende Siebanordnung über eine Leitung 12 aus. wobei die Durchsatze von zi: behandelnd..! und behandeile: Flüssigkeit so «ewahi; sind, daß ein l'eil der behandelten Flüssigkeit weiter nach unten strömt und in der Zone B eins W aschen der Harze gewäl."leistet.

Die Res>enenerflüssiükeit wird durch eine bleiartige Zufuhreinrieh'.ung j3. die mit einer Leitung ?."; verbunden isi. m;neis eine: Pumpe/., aus einem r.. halter Il zuüeführ; uiu tritt üleiciizeiuu m·.' -'■■ r Waschflüsiigkei: üb:;· mc Ahtühri'inrichlurg j ,;:..· die A'biührleitung 6 at;-.

Das verbrauchte ■'•.iist.uischermau-iia! wird .■ ei-., am Kolfinncnfiiß \oisiesehenc Ringkammer .'■ uiv: eine Leitung 14 eingeführt, und zwar in einer ·ο gegebenen Menge au>, einem Behälter Π Di-:·«. Austauscherniateriai steigt auf Grund periodisch·;:' vertikaler Verschiebung des gesainteii Austausch·;-; materials nach oben und wird in entsprechende:·

kann, indem in diese kuig-

kammcr über eine Leitung 16 unbehandelte Flüssigkeit eingespritzt und damit das Austauschermateru-.i über die Leitung 15 abgeführt werden kann.

Da die Verschiebung des Au^iuuscherniatcnal·.. intermittierend erfolgt, befindet sich das gesanii« Bett zwischen den einzelnen Verschiebungsperuider· im Ruhezustand, und die drei Vorgänge der Bin-

■.ustauschvorrichtung räch Fig. 1, bei der die 45 dung, des Waschens und der Regenerierung erlolgen kolonne zylindrisch-kegelstumpfförmig ausgebildet gleichzeitig.

Zu vorbestimniien Zeitintervallen, die durch emei: Zeitgeber geregelt weiden, erfolgt eine Unterbrechung der drei Behundlungsvorgünge. Dazu we die Ventile 17, 18, 19 und 20 geschlossen und Ventile 21. 22, 23 und 24 geöffnet. Die

mit dem unteren T^iI des Behälters verbunden rl und wenigstens ein Ventil aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. i eine schematische Darstellung einer ionenaust.-.uschvorrichiung gemäß der Erfindung ini. zugehörigen Regeleinrichtungen, Fig. 2 eine Ausführungsvariante der loneri-

und

Flüssigkeit. die durch die Pumpe.", aus den; Ik ter G über ei as Ventil Il und die i.ellung 32 einem vorher iurch ein Regelventil 21

F i g. 3 einen in größerem Maßstab dargestellten Zyklon-Waschbehälter zur Verwendung bei Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2.

Nich Fig. 1 weist eine Kolonne 1 drei übereinanderliegen.de Behandlungszonen auf, nämlich eine Beladungszone A, eine Waschzone B und eine Regenerationszone C. Die die Lösung mit größter

Dichte enthaltende Regenerations/one C befindet sich 5;. Druck in den Behälter /; gebracht "'-ird, nmin, am unteren Ende der Kolonne, die die Flüssigkeit sich am Boden des Behälters I) bcliiuieudcn mit geringster Dichte enthaltende Zone A im oberen Teil der Kolonne, und die die gereinigte Flüssigkeit mit einer etwa der ungereinigten Flüssig!.eit der Zone A entsprechenden Dichte enthaltende Zone B 60 ist zwischen den Zonen A und Γ angeordnet. Auf eirund dieser Lage der verschiedenen Zonen ergibt sich, daß zwischen diesen Zonen keine Dichteströmungen auftreten

Die Kolonne 1 besteht im wesentlichen aus einem /vlindrischen Körper· mit konstantem Querschniit liitl einem als Ringkammer 3 ausgebildeten I-ul'tei! Πι·· Kolonne 1 ist mit lonenaustaiisclii-rhiir/cn iv-

brauchten Harze über die Leitung 14 i\\ der Kolonne mit und verteilt sie gleichmäßig in der unteren Kingkammer 3. Gegebenenfalls wird ein Teil der durci· die Pumpe P₁ geförderten Flüssigkeit über Ja-. Ventil 22 und die Leitung $9 geleitet und am Ft;:.'· der Kolonne durch die /..!!Viiiremriehiung 5 eingeführt. Gleichzeitig bewe;ü sich dabei das Aus tauscherbett kontinuierlich von unten nach ob·.ti. Unbehandelte '•"iü-.siL'k.i' Kitt am oberen l-.iuie «l·.-;-Ko'lonne übe. ^:.i.· i λ-i!ipi:· j4 und d::¹, Ventil 24 .;.'■ un.i wirci in einem i5eiu;^!!ev /·.' f.'.esiiiniiiclt. Wen:i J Schv-irnmc 2:? -.¹Ui. '■" ;iiii:<!ic St.-iiii¹ ■■ eircicht ν ·. ■. -

den die Ventile 21, 22, 23 und 24 geschlossen, wodurch die vertikale Verschiebung des Austauscherbettes bzw. der Harze beendet wird. Die durch die Stellung des .Schwimmers 25 geregelte Menge an eingespritzter Flüssigkeit, das bewegte Volumen der Austauscherharze und das Volumen des Behälters D sind derart gewählt, daß das Ventil 23 vor dem Schließen gespült wird. Die Regelventile 2Γ und 22' sind in der Weise geregelt, daß das Austauscherbett etwa mit einer Geschwindigkeit von 1 cm pro Sekundc ansteigt, und zwar derart, daß im wesentlichen keine Relativbewegung zwischen den Körnern des Austauschermatcrials auftritt. Auf diese Weise wird eine Abnutzung der Harze auf Grund einer zwischen den Körnern auftretenden Reibung minimiert.

Nach dem Schließen der Ventile 21, 22, 23 und 24 werden die Ventile 17,18, 19 und 20 wieder geöffnet. Die Behandlungsvorgänge werden damit gleichzeitig wieder aufgenommen. Da die öffnungen der Zufuhr-Basis der Kolonne über die Leitung 6 mittels des Regelventils20', das sich in der mit dem Schwimmerhalm 20" versehenen Abführlcitung 38 befindet, auf einen invariablen Wert eingeregelt. Diese Strüniungsmenge wird mittels des Durchflußmessers /)_s gemessen. Die mittels der Leitung 16 dem Auüenbercich 8 zugeführte Flüssigkeitsmenge wird durch das Regelventil 28' geregelt und durch den Durchflußmesser D₄ gemessen.

Die Mitnahmeströmung der Harze zum Behälter D ist auf einen etwas über dem vorhergehenden Wert liegenden Wert eingeregelt, der zeitlich nicht variabel ist, und zwar mittels des dem Schwimmerhahn 26" zugeordneten Regelventils 26', wobei diese Regelung in der Weise erfolgt, daß alle Verunreinigungen in der Leitung 15 mitgenommen bzw. abgeführt werden, ohne daß dabei die Gefahr einer Rückführung in das Bindungsbett besteht.

Der Durchsatz der Regencrierflüssigkeit, die aus

einrichtung 9 nach oben gerichtet sind, wird die ge- ao dem Behälter H durch die Pumpe P₂ entnommen samtc während des Verschiebevorgangs nach oben wird, ist mittels des Regeiventils 19' auf einen

Sollwert/), eingeregelt. Die AbströmmengeD_s ist deran geregelt, daß sie größer als der Durchsatz der Regenerierflüssigkeit D₁ ist. Die Abweichung

Flüssigkeit über die Leitung 16 werden die ver- as ergibt sich einerseits durch die bei den Verschiebrauchten Harze in der Ringkammer 8 verwirbelt bungen des Harzbettes im Mitstrom zirkulierende

geschobene Menge an Austauschermaterial in die Ringkammer 8 überführt. Die Ventile 26, 27 und 28 werden wieder geöffnet. Durch Zuführung von

und gewaschen und dann zusammen mit den Verunreinigungen, die sie enthalten können, auf Grund der auftretenden Strömung über die Leitung 15 und das Ventil 27 in den Behälter D geleitet.

In dem Behälter D wird die Transportflüssigkeit durch Zyklonbehandlung von den Harzen getrennt. Die Transportflüssigkeit tritt d;>nn über die Leitung 29, den Behälter F, die Leitung 30 und das Ventil 26 Flüssigkeitsmenge, die kompensiert werden muß, und andererseits aus der Prüssigkciisrncngc zum Waschen des Harzes nach der Regenerierung. Da die drei aus der Kolonne austretenden Flüssigkeitsmengen in gleicher Weise wie die Regenerierflüssigkeitsmenge auf zeitlich unveränderliche Werte eingeregelt sind, ergibt sich, daß sich der Durchsatz an unbehandelter Flüssigkeit von selbst einstellt.

aus und nimmt dabei die festen Verunreinigungen 35 Folglich ist selbst der Waschflüssigkeitsdurchsatz zeitmil. Diese Transportflüssigkeit wird gegebenenfalls lieh konstant.

nach geeigneter Filterung rezirkuliert. Die verbrauch- Der Fußteil der Kolonne ist mit einem Guckloch

ten und gewaschenen Harze scheiden sich am 36 aus durchsichtigem Material versehen, das es konischen Boden des Behälters /) ab, von dem sie ermöglicht, die Zuführung von Harz in die Vorperiodisch über die Leitung 14 in die Ringkammer 3 40 richtung zu jedem Zeitpunkt zu überwachen,
am Kolonnenfußteil 2 bei der intermittierenden Ver- Außerdem ist die Vorrichtung mit einem nicht

Schiebung der Harze eingeführt werden.

Wenn der Transport des verbrauchten Aus-Uiusdicrmatcrials zum Behälter /) praktisch beendet ist, schließen die Ventile 26 und 28. Nach einer bestimmten Verzögerung, welche die Abscheidung von gegebenenfalls noch in der Verbindungsrohrleitung vorhandenem Austauschermaterial ermöglicht, wird auch das Ventil 27 geschlossen.

Gleichzeitig öffnet das Ventil 31 und ermöglicht 50 unten die Beladungszone A, die Waschzone B um die vollständige Entleerung des Behälters E über die die Regenerationszone C.

Die Kolonne besteht aus

— einem vertikalen Innenringmantei 40, der ai den beiden Enden zylindrisch und in der Miti; kegelstumpfförmig ist,

— einem Kolonnenfußteil 41, dessen Durchmesse großer als der Durchmesser des Innenringmantei ist und der außerhalb dieses Mantels eine unter Ringkammer festlegt,

— einem Deckel 42, der ebenfalls um den Innen mantel eine obere Ringkammer festlegt.

dargestellten Zeitgeber ausgestaltet, der dazu dient, entsprechend einem vorerstellten Programm die Folge der Operationen in der Vorrichtung zu steuern.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 besteht ϊ·η wesentlichen aus dei Kolonne40, einer Trenneinrichtung/)'. Pumpen P₁, P₂, Rohrleitungen und Ventilen.

Die Kolonne besitzt drei übereinander angeordnete Behandlungszonen, und zwar von oben nacr

55

Leitung 35, worauf es wieder geschlossen wird. Die «us dem Behälter /·.' über die Leitung 35 abfließende unbehandelte Flüssigkeit wird in den Behälter D eingeführt, in dem sie wieder verwendet wird.

Sind die beschriebenen Vorgänge beendet, so ist die Vorrichtung für eine neue Verschiebung des Austauscherbett· ■<■ bereit.

Die aus der /orrichtung austretende Menge an behandelter Flüssigkeit wird durch das Regelventil 18' geregelt, das in der Abführleitung 37 angebracht

ist. Die Menge dieser Flüssigkeit wird durch den Die Kolonne ist mit Ionenaustauschermaterirl i

Durchflußmesser D. gemessen. Der Schwimmerhahn Form von Harzen gefüllt. Am oberen Ende ist i

18" kompensiert automatisch gegebenenfalls vornan- gleicher Weise wie bei der Ausführungsform iac denc Änderungen des Druckvcrlustes des Bindungs- 65 Fig. 1 ein (berlauf vorgesehen, über den die vei

bett es. so daß die durch 18' austretende Menge zeit- brauchten Harze in die Ringkammer 50 übertrete

iich unveränderlich ist. können.

Die Abströmmenge wird an ihrem Ausgang an der Eine siebförmigc Zuführeinrichtung für unbchar

7 8

.!■.■liL¹ I liissii'k«.'!! 'ir.¹; riiit dem (ΊχίΙ.ιιιΙ mil !);ι- I lip|iciuictekl<M d-4 -leicht, werden die V'cnli!c i>().

AiMausehernrtlciial l· '.'.I mi Bcieuh dos K < lonner- M. (>2 ;mil w.ehenenialls ft 3 geschlossen, wodurch

f.i'W-i ant einer Schii.h; aii·. inertem, koriiiuiin Ma du- u-M'.tlale Verschiebung des Aiistausc'nerni.iteiials

Ι1ΊΚ1Ι -)4 aiii, in (Kni eine Alvii'jvmnehUüit' ■!"> Kvndei wird.

\ ei senkt r·.l. ■> Πι·' \ entile 5ft. 57. 58 iiinl 5'> werden dann wieder

I.HK' Alviii^L'inrk IiIuiil' 4(> Im gereinigt¹, I 111 ·> s i;' jiciiünei. und die ιΙ:·:ι Hehandlungsvorgungc be-

keil ist etwa in einer Höhe von z.wu Dritteln der ginnen svieilei gleichzeitig, wobei zunächst die über

Kolonne angeordnet, und eine siebförmigc Anord- den oberen Rand der Kolonne geschobenen Harze

llung 47 zur Zuführung des Regeneriermittcls in dii> obere Ringkammer geschwemmt werden,

befindet sich etwa in Höhe eines Drittels der io Nach Öffnung des Ventils 24 und der Klappe 52

Kolonncnliöhe. weiden die sich in der Ringkammer befindenden

Die Qucrschnittsiläche der Kolonne in der Re- Harze durch einen Teil der unbehandelten Flüssig-

generationszone ist viel kleiner als die Querschnitts- kcit, der durch das Regelventil 65 auf den Wert D_K

fläche der Kolonne in der Beladungsz.one. Der eingestellt wird, fluidisiert bzw. aufgcschwämmt. Die

Cirund dafür ist, daß der Durchsatz an Regcnerie- 15 Harze und die Verunreinigungen werden dann durch

rungsmitlol im Vergleich /um Durchsatz in der das Rohr Sl über die Klappe 52 in die Trennvor-

Beladungs/onc gering ist richtung D' gebracht. Die Menge an mitgenommenem

Λ11 der Basis der Kolonne ist eine Verbindung zur Material wird auf einen über D₄ liegenden Wert D,

Ringkammer 41 gegeben, in der sich die Harze bis eingeregelt, und zwar mittels des Schwimmers 66.

zu einer bestimmten, durch das Guckloch 48 sieht- 10 Die Menge I). wird zum Abfluß geleitet oder

baren Höhe ansammeln. Darüber befindet sich ein gegebenenfalls nach geeigneter Filterung in den

Hereich 49 ohne Harze, in den das Zuführrohr für Speisebehälter C ztirücktransporticrt.

verbrauchte Harze mündet. Wenn der Transportvorgang nahezu beendet ist,

Im iler Nähe des Bodens der oberen Ringkammer wird das Ventil 64 geschlossen, die sich noch vor

ist ein mit Lo-'hern versehener Ring 5(1 angeordnet, as der Klappe 52 befindenden Harze setzen sicli ab

dei es bei Zuh. nmi: von unbehandelter Flüssigkeit und gelangen durch die Klappe, so daß bei der

ermöglicht, die su'i ι Λτ Ringkammer befindenden folgenden vertikalen Verschiebung, wenn die Trcnn-

Harze auf/uschwämmen und über das Rom Si /u vorrichtung P' unter Druck gesetzt wird, die Klappe

der Trennvorrichtung D' zu transportieren. sich ungehindert schließen kann.

Die lonenaus...drehvorrichtung nach F i g. 2 ar- 30 Der Behälter E wird nach jedem Vcrschicbevor-

beitet folgendermaßen: gang durch automatische Siphoncntlecrung entleert,

In gleicher Weise, wie im Zusammenhang mit der wobei die dabei wiedergewonnene unbehandclte Vorrichtung nach Fig. 1 beschrieben, erfolgt auch Flüssigkeit in den Behälter G zurückgelcitet wird, hier eine periodische vertikale Verschiebung des Ks wird nunmehr auf die Fig. 3 Bezug genom-Austauschermaterials, und die drei Vorgänge der 35 men, weiche im Detail einen Waschbehälter zeigt, Beladung, des Waschens und der Regeneration er- der sich insbesondere zur Verwendung bei de: Vorfolgen gleichzeitig. Der Durchsatz an gereinigter richtung nach Fi g. 1 eignet.

Flüssigkeit ist mittels eines Regelvenlils 53 auf einen Dieser mit Fluidisierung arbeitende Waschbchäl-

Sollwert D₁ eingeregelt. tor besitzt zylindrische Form und ist am unteren

Die durch die Pumpe P., zugeführte Menge an 4° Ende kcgclstumpfförmig ausgebildet. Regenerierflüssigkeit wird durch das Regelventil 54 Das Rohr 71 zur Zuführung des verbrauchten auf einen Sollwert D., eingeregelt. Die Abström- Austauschermaterials dringt in den Behälter am menge wird mittels des" Schwimmerhahns 55 und des oberen Ende und entsprechend der Achse dieses Regelventils 55' auf einen Wert D.. eingeregelt, der Behälters ein. Es erstreckt sich bis zur halben Höhe größer als D., ist. Auf Grund der vorgenommenen 45 des Behälters oder gegebenenfalls bis zu zwei Drit-Regeldngen paßt sich die Menge an zugeführter un- teln der Höhe des Behälters. Es ist an seinem unbehandelter Flüssigkeit automatisch an. teren Ende mit einem divergenten Teil 72 versehen,

Zu bestimmten Zeitintervallen, die durch einen das in eine gleichachsige kegelstumpfförmige Wanne

Zeitgeber geregelt sind, werden die drei vorstehend 73 taucht. Die Querschnitte des Rohres, des diver-

erwähnten Behandlungsvorgänge unterbrochen. Die 50 genten Teiles und der Wanne sind in Strömung;;

automatischen Ventile 56. 57, 58 und 59 werden ge- richtung zunehmend.

schlossen und die Ventile 60, 61 und d% geöffnet. Der obere Rand der Wanne bildet einen Überlau

Ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen wird mit einem für das Austauschermaterial bzw. die Harze. Übe

durch das Regelventil 60' vorgegebenen Druck in der Wanne befindet sich eine Haube, die eine zylin

den Behälter D' geleitet. Dieses Volumen gewähr- 55 drische Kammer 74 bildet, welche durch ein kon

leistet die vollständige Entleerung des Behälters D' vergierendes Teil 75 mit dem Abzugsrohr 76 de

und verteilt die Harzfüllung gleichmäßig in der Ring- verunreinigten Flüssigkeit verbunden ist Diese

kammer 49. Gleichzeitig wird das Austauscher- Rohr ist konzentrisch zum Rohr 71.

material in der Art eines Kolbens von unten nach Ferner weist der Behälter ein Entleerungsvent

oben bewegt. Zur Vervollständigung des Spülens des 60 78 am u.iteren Ende des Kegelstumpfes auf. Df

Ventils 61 vor dem Schließen öffnet sich gegebenen- weiteren ist ein Rohr 79 vorgesehen, das mit dei

falls das automatische Ventil 63 gleichzeitig mit den zylindrischen Behälter am oberen Teil des Kege

Ventilen 60,61 und 62. Ein durch das Regelventil 63' stumpfes tangential verbunden ist. Die mit Verui

geregelter kleiner Teil des in D' eingespritzten reinigungen versetzte Menge an verbrauchtem Au

Flüssigkeitsvolumens wird dem Abfluß zugeführt. 65 tauschermaterial kommt mit der Transportflüssigk«

Unbehandelte Flüssigkeit tritt am oberen Teil der durch das Rohr 71 an. Tn der Wanne 73 bildet si

Kolonne über das Ventil 62 aus und wird in dem als Folge der progressiven Erweiterung des Str Behälter E gesammelt. Wenn der Wasserspiegel den mungsquerschnitts ein Wirbelbett aus. Das gew

scheue Austauschermatcrial bzw. die gewaschenen Harzkomer (ließen über den Oberlaul tiiul setzen sieh am Boden des Behälters ab. während die Verunreinigungen von dem aufsteigenden Strom /.um Abführrohr 76 mitgenommen werden. das mit einem automatischen Ventil 80 verseilen ist. Die gegebenenfalls noch in der Kammer 74, dem konvergierenden Teil 75 oder dem Rohr 76 vorhandenen Verunreinigungen setzen sich ab und fallen in die Wanne zurück. Sie werden dann bei dem nächsten Arbeitsvorgang endgültig entfernt.

Zum Zeitpunkt der Entleerung des Behälters ist das Ventil 80 geschlossen, das Ventil 78 wird geöffnet, und durch das Rohr 79 gelangt ein Volumen an unbchandelter Flüssigkeit in den Behälter. Um

10

die Kammer 74 bildet sich dann eine spiralförmige /.yklonstrümung aus, welche die vollständige Abführung der Harze gewährleistet, die sich in dem Kegel über dem Ventil 78 abgesetzt haben. Die gegebenenfalls in der Kammer 74 vorhandene verunreinigte Flüssigkeit mischt sieh nicht mil der iinbehantlellen Flüssigkeit, wodurch verhindert wird, dal.i Verunreinigungen wieder in die gewaschenen Harze gelangen.

ίο Zur Regelung der Abscheidung der gewaschenen Harze können gegebenenfalls in dem Rohr 76 kleine öffnungen 81 vorgesehen sein, durch die bei der Abscheidung der gewaschenen Harze verdrängte Flüssigkeit angesaugt wird, und zwar durch die

Hauptstromung in dem Rohr 76. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. lonenaustauschvorrichtung zur Behandlung voii Flüssigkeiten mit festem Ionenaustauschmaterial, welche eine einzige am oberen Ende mit einem Überlauf versehene Kolonne mit mehreren übereinanderliegenden Behandlungszonen aufweist und mit periodischer vertikaler Ver-Schiebung des Austauschcrmaterials arbeitet, das über den Überlauf in den unteren bereich der Kolonne rückleitbar ist. dadurch gekennz e i c h η e i. daß /.wischen einer im oberen Bereich der Kolonne (1) \orhandenen Beladungs-λμιο A und einer im unteren Kolonnenbeveich ι= \oH\indeiien R .uenerationszone C eine Wasch-/..u/i vorgesehen is!, daß eine Zuführung (9) i'i.ir die zu behandelnde Flüssigkeit am opertrs Lnde der Kolonne angeordnet i--t. daß im ÜberiMii-jsbereich /v.lsi'lien ßei.idiinü>zone und so W':isch/"ne eine Ahzugsciririü, an·.: (Π) für einen Teil de" behandelten Flüssigkeit vorgesehen l·;, i\A\ im Überi:aii:>bereich von Wasch- und RegcnL.-ra'.io'.i^/one vine Zunihreinncriuinü (13) für RcL';neriernüs'!iiKc.it angeordnet ist. daß ;<m a;, unti.re:i Ende der Kolonne eine Γ-i.'i richtung ifi) zur Abführung es Gemisches «in hehandelter Flüsigkeit und Regenerierfh:^:.'.eis vorgesehen i-.·. und daß in der Rückle'tung (14. 15) fur das iilvr den Überlauf au* der Beiadu; :szone A austretende Austauschermaterial ein Behälter (D) /um Waschen des Austauschermaieriais vorhanfieii ist.

2. ionenauvauschvorriclmmg nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Rvgelanordnung (Λ/../).,) für die über die Abzugseinrichtung 'ID entnommene gereinigte Flüssigkeit, eine zweite Regelanordnung (S'.,, I).) für die Wasch- und Regenerierflüssigkeit sowie eine dritte Regelanordnung (D₁, 19') für die zur Zuführeinrich-Hing (13) geleitete Regenerierfiüssigkeit.

3. [onenaustauf.chvorrichtung nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des über den überlauf austretenden Austauschermaterials am oberen Ende der Kolonne (1) eine Kammer (8) vorgesehen ist. in die eine Leitung (16) zur Zuführung einer Wasch- und Trap riortflüssigkeit mündet.

4. IonenaLstauschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (D) als Zyklon ausgebildet und eine Einrichtung (26, 26'. 26") zur Regelung einer konstanten Abführung der Transportflüss.gkeit vorgesehen ist.

5. Ioneiiaustauschvorr'khtiiiiL: nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne (I) iir. Bereich der Beladungszone A im wesentlichen zylindrisch, im Bereich der Waschzone Π sich nach oben erweiternd kegclstumpfförniig und im '.iereich der Regeneiationszone C wiede· /■-lindrisch ausgebildet i.t. So

6.1 inenaiistauschvorrichtuni; nach Anspruch 1. d'idti^rch gekennzeichnet, daß der Behälter H)) gebildet v> π .on einer im Hehälierinnern augeordneten und einen Überlauf aufweisenden Wirbelhettwinne (73), einer Leitung (71) /i:: fj Ziifühiun;.· eme\ /\i reinigenden (iemische:. wiii ¹ i'-.si;'.kei' und Austaii-chcniiaten.il. velcl;·.· ■

(73) angeordneten und die Zuführleitung (71) umgebenden Abzu^shaube (75), die mit einer Leitung (76) zur Abführung von Verunreinigungen verbunden ist, einer Leitung (79) zur Zyklonbildung, die tangential mit dem Behälter am oberen Teil dieses Behälters verbunden und mit sauberer oder relativ sauberer Flüssigkeit gespeist ist. sowie einer Leitung zur Abführung des gewaschenen Austauschermaterials, die mit dem unteren Teil de- Behälters verbunden ist und wenigstens ein Ventil (78) aufweist.