DE2118949B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Be handlung von Flüssigkeiten in Ionenaus tauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten, bei dem die zu behandelnde Flüssigkeit durch ein Ionenaustauscherbett mit nahezu konstantem Volumen geleitet wird und die Ionenaustauscherpartikeln während der Beladungsphase keinem Platzwechsel innerhalb des Bettes unterliegen und aus dem Bett fortlaufend nahezu gleiche Volumenteile an erschöpften Austauscherpartikeln abgeführt wie an regenerierten Austauscherpartikeln zugeführt werden.

Die bisher bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, sind zur Erreichung der Kontinuität des Verfahrens an eine bestimmte Bettform einerseits und andererseits an einen bestimmten Bettaufbau gebunden.

Bei dem bekannten kontinuierlichen Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zum Enthärten und/oder Entsalzen von Wasser, wird ein Wirbelbett verwendet, dem das Rohwasser von unten durch eine Füllkörperschüttung zugegeben wird. Durch die Füllkörperschüttung werden über Abzugsrohre die erschöpften Ionenaustauscherpartikeln abgezogen und einer Regenerierkolonne unter Zwischenschaltung einer Vielzahl von Hilfseinrichtungen zugeführt. Entsprechend dem Abzug von erschöpften Ionenaustauscherpartikeln werden gleichzeitig dem Wirbelbett regenerierte Ionenaustauscherpartikeln zugeführt. Infolge der Verwendung eines Wirbelbettes ist ein großer apparativer Aufwand notwendig, der sich sowohl in einer sehr schlanken Beladungskolonne als auch in einer großen Regenerierkolonne niederschlägt. Abgesehen von diesen Nachteilen ist mit der in diesem Verfahren verwendeten Bettform nur dann in ausreichendem Maße die maximale Annäherung an den gewünschten Reinheitsgrad erreichbar, wenn sehr schlanke und damit sehr hohe Beladungskolonnen verwendet werden.

Es ist weiter ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Wasser oder anderen wäßrigen Flüssigkeiten bekanntgeworden, bei dem ein besonderer Aufbau des Bettes die Kontinuität des Verfahrensablaufes sicherstellt. Der Bettaufbau ist dabei derart, daß den Ionenaustauscherpartikeln magnetisches Material in feiner Verteilung beigegeben wird. Das Bett ist ober- und unterseitig durch perforierte Platten, deren Perforation mit Sieben versehen sind, begrenzt. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird von unten oberhalb der das Bett nach unten begrenzenden perforierten Platte in das Bett eingebracht und oberhalb der das Bett oberseitig begrenzenden perforierten Platte abgezogen. Die erschöpften Austauscherpartikeln gelangen durch die untere perforierte Platte in einen trichterförmigen Auslauf und von dort unter Zuhilfenahme einer Harzförderpumpe in eine Regenerierstation. Aus dieser Regenerierstation werden die regenerierten lonenaustauscherpartikeln wiederum mittels einer Harzförderpumpe über eine unterhalb der das Bett oberseitig begrenzenden perforierten Platte endenden Leitung dem Bett wieder zugeführt. Die Nachteile, die diesem bekannten Verfahren anhaften, bestehen darin, daß die die Kontinuität des Verfahrens sicherstellenden Harzförderpumpen eine Beimischung von magnetisierten Partikeln zu den Ionenaustauscherpartikeln erfordern, weil ohne eine solche Beigabe die Ionenaustauscherpartikeln im Verfahrensablauf zersplittern und einen ständig zunehmenden Druckverlust hervorrufen, demzufolge Betriebsstörungen unvermeidbar sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten zu schaffen, bei dem durch den Aufbau des Bettes und durch Änderungen der Druckverhältnisse in den einzelnen Bettabschnitten bei gleichzeitigem Abziehen von erschöpften und Zugeben von regenerierten Ionenaustauscherpartikeln in nahezu gleichen Volumenteilen das Ionenaustauscherbett fortlaufend entgegen der Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit bewegt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nach Eintritt in das Ionenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstrom zum Austragen von erschöpften Ionenaustauscherpartikeln dient, während der andere Teilstrom im Ionenaustauscherbett behandelt wird und mit Erreichen der maximalen Annäherung an die gewünschten Eigenschaften in einen ausschließlich aus regenerierten Ionenaustauscherpartikeln bestehenden Bett-Abschnitt eintritt, dort abgezogen wird und der austretende Fertig-Flüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem Teilstrom die regenerierten Ionenaustauscherpartikeln an das Bett herangetragen werden und das Bett in seiner Gesamtheit entgegen der Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit infolge der Druckdifferenz im nichtbehandelnden Bett-Abschnitt und im behandelnden Bett-Abschnitt bewegt wird.

Das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren kann, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, auch dadurch gekennzeichnet sein, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nach Eintritt in das Ionenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstrom zum Austragen von erschöpften Ionenaustauscherpartikeln dient, während der andere Teilstrom im Ionenaustauscherbett behandelt wird und mit Erreichen der maximalen Annäherung an die gewünschten Eigenschaften in einen ausschließlich aus regenerierten Austauscherpartikeln bestehenden Bett-Abschnitt eintritt, dort abgezogen wird und der austretende Fertig-Flüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem Teilstrom die regenerierten Ionenautauscherpartikeln an das Bett herangetragen werden und das Bett in seiner Gesamtheit-entgegen der Fließrichtung die zu behandelnde Flüssigkeit infolge der Druckdifferenz im nichtbehandelnden Bettabschnitt und im behandelnden Bettabschnitt bewegt wird, wobei wahlweise der Durchfluß der noch zu behandelnden Flüssigkeit oder der Durchfluß der Fertig-Flüssigkeit entweder im Hauptstrom oder in den Teilströmen fortlaufend kurzfristigen Änderungen unterworfen wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welches sowohl bei einem Monobett als auch bei einem Mischbett zur Anwendung kommen kann.

Die zu behandelnde Flüssigkeit durchströmt zunächst als Hauptstrom 1 den Abschnitt 2 und weiter als Teilstrom den Abschnitt 3 des behandelnden

Betteiles und tritt am unteren Ende desselben bei 4 aus. Ein Teilstrom 5 wird im Abstand χ entnommen, der die zu regenerierenden erschöpften Ionenaustauscherpartikeln in eine Regenerierstation 10 leitet. Ein Teilstrom der Fertig-Flüssigkeit, der bei 4 austritt, S wird mittels einer Förderpumpe 6 und einer Leitung 7 von unten nach oben entgegen dem Hauptstrom 1 durch den Bettabschnitt 8 als geschlossener Kreislauf, der wieder bei 4 austritt, gefördert. Die regenerierten Ionenaustauscherpartikeln werden über Leitungen 9 aus der Regenerierstation 10 im Aufwärtsstrom an den Bettabschnitt 8 des Hauptbettes herangetragen. Infolge eines ausreichend hohen Druckunterschiedes zwischen dem Bettabschnitt 8 und den Bettabschnitten 2 und 3 wird das Bett in seiner Gesamtheit nach oben entgegen der Hauptströmungsrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit bewegt. Dabei werden bei Überschreiten der fixierten Höhe U durch den Bettabschnitt 3 die stark beladenen Ionenaustauscherpartikeln mittels eines Teilstromes 5 von zu behandelnder Flüssigkeit kontinuierlich abgezogen und gelangen zur Regenerierstation 10. Die nahezu gleichen Volumenteile, die an erschöpften Ionenaustauscherpartikeln mittels des Teilstromes 5 abgezogen werden, werden aus der Regenerierstation 10 über die Leitung 9 mit einem Teilstrom der Fertig-Flüssigkeit von unten an den Bettabschnitt 8 herangetragen.

Die Bewegung des Ionenaustauscherbettes in seiner Gesamtheit entgegen der Hauptfließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit kann auch dadurch unterstützt werden, daß der Hauptstrom der zu behandelnden Flüssigkeit oder der Hauptstrom der Fertig-Flüssigkeit sowie die Teilströme der zu behandelnden Flüssigkeit und der Fertig-Flüssigkeit im Durchfluß fortlaufend kurzfristigen Änderungen unterworfen werden.

Der Vorteil, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht wird, besteht darin, daß mit ihm kontinuierlich eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, behandelt wird, wobei insbesondere im Gegensatz zu dem eingangs zuerst beschriebenen Verfahren kein Wirbelbett notwendig ist, sondern das Verfahren in einem sogenannten Kompakt-Frei-Schwebebett abläuft, für das ober- und unterseitig keine festen Begrenzungen notwendig sind, sondern das Bett fortlaufend durch die Druckunterschiede in den einzelnen Bettabschnitten bewegt wird. Einen großen apparativen Aufwand und zusätzliche Hilfseinrichtungen erfordert das erfindungsgemäße Verfahren nicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es im Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sieht vor, daß die zu behandelnde Flüssigkeit von oben und der regenerierte Ionenaustauscher von unten zugeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Verfahren umzukehren, d. h. die zu behandelnde Flüssigkeit von unten und den regenerierten Ionenaustauscher von oben zuzuführen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten, bei dem die zu behandelnde Flüssigkeit durch ein Ionenaustauscherbett mit nahezu konstantem Volumen geleitet wird und die Ionenaustauscherpartikeln während der Beladungsphase keinem Platzwechsel innerhalb des Bettes unterliegen und aus dem Bett fortlaufend nahezu gleiche Volumenteile an erschöpften Austauscherpartikeln abgeführt wie an regenerierten Austauscherpartikeln zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nach Eintritt in das Ionenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstrom zum Austragen von erschöpften Ionenaustauscherpartikeln dient, während der andere Teilstrom im Ionenaustauscherbett behandelt wird und mit Erreichen der maximalen Annäherung an die gewünschten Eigenschaften in einen ausschließlich aus regenerierten Austauscherpartikeln bestehenden Bett-Abschnitt eintritt, dort abgezogen wird und der austretende Fertig-Flüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem Teilstrom die regenerierten Ionenaustauscherpartikeln an das Bett herangetragen werden und das Bett in seiner Gesamtheit entgegen der Fließrichtung die zu behandelnde Flüssigkeit infolge der Druckdifferenz im nichtbehandelnden Bett-Abschnitt und im behandelnden Bett-Abschnitt bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nach Eintritt in das Ionenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstrom zum Austragen von erschöpften Ionenaustauscherpartikeln dient, während der andere Teilstrom im Ionenaustauscherbett behandelt wird und mit Erreichen der maximalen Annäherung an die gewünschten Eigenschaften in einen ausschließlich aus regenerierten Austauscherpartikeln bestehenden Bett-Abschnitt eintritt, dort abgezogen wird und der austretende Fertig-Flüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem Teilstrom die regenerierten Ionenaustauscherpartikeln an das Bett herangetragen werden und das Bett in seiner Gesamtheit entgegen der Fließrichtung die zu behandelnde Flüssigkeit infolge der Druckdifferenz im nichtbehandelnden Bett-Abschnitt und im behandelnden Bett-Abschnitt bewegt wird, wobei wahlweise der Durchfluß der noch zu behandelnden Flüssigkeit oder der Durchfluß der Fertig-Flüssigkeit entweder im Hauptstrom oder in den Teilströmen fortlaufend kurzfristigen Änderungen unterworfen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen