DE2118949C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten jn Ionenaustauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten, bei dem die zu behandelnde Flüssigkeit durch ein lonenaustauscherbett mit nahezu konstanten Volumen geleitet wird und die lonenaustauscherpartikeln während der Beladungspha- $e keinem Platzwechsel innerhalb des Bettes unterliegen und aus dem Bett fortlaufend nahezu gleiche Volumenteile an erschöpften Austauscherpartikeln abgeführt wie an regenerierten Austauscherpartikeln zügeführt 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 lonenaustauscherpartikeln abgezogen und einer Regenerierkolonne unter Zwischenschaltung einer Vielzahl von Hilfseinrichtungen zugeführt Entsprechend dem Abzug von erschöpften lonenaustauscherpartikeln werden gleichzeitig dem Wirbelbett regenerierte lonenaustauscherpartikeln 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 lonenaustauscherpartikeln magnetisches Material in feiner Verteilung beigegeben wird. Das Bett ist obcr- 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 lonenaustuuscherpartikeln wiederum mihels einer Harzförderpumpe über eine unterhalb der das Bett oberseitig begrenzenden perforierten Platte endenden Leitung dem Bett wieder zugeführt. Die Nachteile, die diesem bekannien Verfahren anhaften, bestehen darin, daß die die Kontinuität des Verfahrens sicherstellenden Harzförderpumpen eine Beimischung von magnetisierten Partikeln zu den lonenaustauscherpartikeln erfordern, weil ohne eine solche Beigabe die lonenaustauscherpartikeln im Verfahrensablauf zersplittern und einen ständig zunehmenden Druckverlust hervorrufen, demzufolge Betriebsstörungen unvermeidbar sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren ,air 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 vor. erschöpften und Zugeben von regenerierten lonenaustauscherpartikeln in nahezu gleichen Volumenteilen das lonenaustauscherbett 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 lonenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstrom zum Austragen von erschöpften lonenaustauscherpartikeln dient, während der andere Teilstrom im lonenaustauscherbett behandelt wird und mit Erreichen der maximalen Annäherung an die ge-

wünschten Eigenschaften in einen ausschließlich aus regenerierten lonenaustauscherpartikeln bestehenden Bett-Abschnitt eintritt dort abgezogen wird und der austretende Fertig-FIüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem TeiLirom die regenerierten lonenaustauscherpartikeln an das Bett herangetragen werden und das Bett in seiner Gesamtheit entgegen der Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit infolge acr Druckdifferenz im nichtbehandelnden Bett- ίο Abschnitt und im behandelnden Bett-Abschnitt bewegt wird.

Das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren kann, ohne der. Gedanken der Erfindung zu verlassen, auch dadurch gekennzeichnet sein, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nach Eintritt in das lonenaustauscherbett in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen mindestens ein Teilstr^m zum Austragen von erschöpften lorrenaustauscherpartikeln 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-FIüssigkeitsstrom anschließend in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird und mit Hilfe von mindestens einem Teilstrom die regenerierten lonenaustauscherpartikeln 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 Teiistrom den Abschnitt 3 des behandelnden Betteiles und tritt am unteren Ende desselben bei 4 aus. Ein Teilstrom 5 wird im Abstand .r entnommen, der die zu regenerierenden erschöpften lonenaustauscherpartikeln in eine Regenerierstation 10 leitet. Ein Teilstrom der Fertig-Flüssigkeit, der bei 4 austritt, wird mittels einer Förderpumpe 6 und einer Leitung 7 von unten nach oben entgegen dem Hauptstroni 1 durch den Bett abschnitt 8 als geschlossener Kreislauf, der wieder bei 4 austritt, gefördert Die regenerierten lonenaustauscherpartikeln werden über Leitungen 9 aus der Regenerierstation 10 im Aufwärtsstrum 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 11 durch den Bettabschnitt 3 die stark beladenen lonenaustauscherpartikeln mittels eines Teilstromes 5 von zu behandelnder Flüssigkeit kontinuierlich abgezogen und gelangen zur Regenerierstation 10. Die nahezu gleichen Volumenteile, die an erschöpften lonenaustauscherpartikeln mittels des Teilstromes 5 abgezogen werden, werden aus der Regenerierstation /0 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 Haupifließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit kann auch dadurch unterstützt werden, daß der Hauptstrom der zu behandelnden Flüssigkeit oder der Hauptstrom der Fertig-Flüssigkeil 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 Flüssigkeil, z. B. Wasser, behandelt wird, wobei insbesondere im Gegensat/ 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeit ohne zeitliche Unterbrechung, bei dem die zu behandelnde Flüssigkeit durch ein lonenaustauscherbett mit nahezu konstantem Volumen geleitet wird und die lonenaustauscherpartikeln während der Beladungsphase untereinander keinem Platzwechsel innerhalb des lonenaustauscherbettes unterliegen und aus dem lonenaustauscherbett fortlaufend nahezu gleiche Volumenteile an erschöpften Austauscherpartikeln mittels eines Teilstromes der zu behandelnden Flüssigkeit abgeführt wie durch einen Teilstrom fertig regenerierter Austauscherpartikeln dem Austauscherbett zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem lonenaustauscherbett ohne ober- und unterseitig feste Begrenzung zu behandelnde Flüssigkeit zunächst in einen oberhalb des lonenaustauscherbettes befindlichen Sammelraum eintritt, danach einen Bettabschnitt (2) durchströmt und unmittelbar unterhalb dieses Bettabschnittes (2) in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom (5) mit erschöpften lonenaustauscherpartikein einer Regenerierstation (10) zugeführt wird, während der andere Teilstrom den unterhalb der Abzugsstelle (11) des ersten Teilstromes (5) befindlichen Bettabschnitt (3) durchwandert und mit Erreichung der maximalen Annäherung an die gewünschten Eigenschaften aus diesem Bettabschnitt bei (4) abgezogen wird und von diesem Fertigflüssigkeitsstrom außerhalb des lonenaustauscherbettes mindestens keinem Platzwechsel mehr unterliegenden lonenaustauscherpartikeln gebildet wird, wobei in bekannter Weise wahlweise der Durchfluß der noch zu behandelnden Flüssigkeit oder der Durchfluß der Fertigflüssigkeit entweder im Hauptstrom oder in den Teilströmen fortlaufend kurzfristigen Änderungen unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderung des Kompakt-Frei-Schwebebettes durch kurzfristige Änderung der Durchflußgeschwindigkeit der noch zu behandelnden — oder der Fertigflüssigkeit entweder im Hauptsirom oder in den Teilströmen veranlaßt wird.