DE2127802A1

DE2127802A1 - METHOD AND DEVICE FOR DESALINATING LIQUIDS WITH ION EXCHANGERS

Info

Publication number: DE2127802A1
Application number: DE19712127802
Authority: DE
Inventors: Helmut Schug
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1973-01-04
Also published as: IT956296B; NL7207468A; BE784187A; CH535597A; FR2139933A1; GB1392875A

Description

1. Juni 1971 M/Zi FaIl-Nr.3501 June 1, 1971 M / Zi FaIl-Nr.3501

MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT, 4 Düsseldorf 1, MannesmannuferMANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT, 4 Düsseldorf 1, Mannesmannufer

"Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen von Flüssigkeiten mit Ionenaustauschern""Process and device for the desalination of liquids with ion exchangers"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser und anderen Flüssigkeiten mit Ionenaustauscherharzen, bei dem die zu entsalzende Flüssigkeit in einem Absorber kontinuierlich von unten nach oben durch ein aus den Harzen gebildetes Festbett geleitet wird, aus welchem gleichzeitig die beladenen Harze mittels eines Teilstromes der entsalzten Flüssigkeit im kontinuierlichen Kreislauf einem oder mehreren Regeneratoren zugeführt und nach ihrer Regenerierung mit dem Strom der zu entsalzenden Flüssigkeit dem Absorber wieder zugeführt werden.The invention relates to a method and a device for desalination of water and other liquids with Ion exchange resins, in which the liquid to be desalinated in an absorber continuously from bottom to top is passed through a fixed bed formed from the resins, from which at the same time the loaded resins by means of a Partial stream of the desalinated liquid fed to one or more regenerators in a continuous cycle and after their regeneration with the flow of the liquid to be desalinated are fed back to the absorber.

Bei den in dieser bekannten Weise betriebenen Ionenaustauscheranlagen wird der Kreislauf des Harz-Flüssigkeits-Gemisches von Pumpen mit rotierenden oder hin- und hergehenden Förderelementen, zum Beispiel Kreisel- oder Kolbenpumpen, erzeugt. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß die Harzkörner des Ionenaustauschermateriales durch die damit in Berührung gelangenden Pumpenteile mechanisch beschädigt werden. Nachteilig ist bei den bekannten Anlagen ferner, daßIn the ion exchange systems operated in this known manner the cycle of the resin-liquid mixture is made by rotating or reciprocating pumps Conveying elements, for example centrifugal or piston pumps, generated. However, there is a risk that the resin grains of the ion exchange material can be mechanically damaged by the pump parts coming into contact with it. Another disadvantage of the known systems is that

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eine genaue Regelung der Im Kreislauf geführten Harzmengen schwierig ist, weil eine direkte Mengenmessung im Harz-Flüssigkeit-Gemisch nicht möglich ist. Die Regelung erfolgt hierbei entweder durch die Einhaltung bestimmter Strömungsverhältnisse in den Behältern oder durch periodisches Öffnen und Schließen der Absperrarmaturen in den Harzförderleitungen in Abhängigkeit des Hars-Höhenstandes in den Behältern. Diese Art der Regelung hat den Nachteil, daß im ersteren Fall ein automatisches An- und Abstellen der Gesamtanlage durch Änderungen der Druck- und Durchflußverhältnisse in den Behältern nicht möglich ist, oder daß bei der letzteren Maßnahme ständig die Strömungsverhältnisse gestört werden, wodurch die Regelung stark erschwert wird«an exact regulation of the circulating resin quantities is difficult because a direct quantity measurement in the resin-liquid mixture not possible. The regulation takes place either by maintaining certain flow conditions in the containers or by periodically opening them and closing the shut-off valves in the resin delivery lines depending on the Hars level in the containers. These The type of regulation has the disadvantage that in the former case the entire system is switched on and off automatically by changes the pressure and flow conditions in the containers is not possible, or that in the latter measure, the flow conditions are constantly disturbed, whereby the Regulation is very difficult "

Diese Nachteile werden mit der Erfindung vermieden, und zwar dadurch, daß zur Erzeugung des Kreislaufes das Harz-Flüssigkeit jg-Gemi sch aus dem bzw_e den Regeneratoren mittels einer von der zu entsalzenden Flüssigkeit als Treibflüssigkeit durchströmten Strahlpumpe abgesaugt und in den Absorber zurückgeführt wird. Dadurch wird zwischen den Absorber- und Regenerierungsbehältern ein konstant unterschiedliches Druckniveau erzeugt. Der Transport des Harz-Flüssigkeit-Gemisches aus dem Absorber in die Regeneriersäulen erfolgt aufgrund des Druckgefälles zwischen diesen Behältern und der kontinuierliche Rücktransport durch die Saugleistung der Strahlpumpe, wodurch auch eine Beschädigung der Harzkörner vermieden wird.These disadvantages are avoided with the invention, namely that to generate the cycle, the resin-liquid jg-Gemi sch from the or _e the regenerators by means of a jet pump through which the liquid to be desalinated is sucked and returned to the absorber. As a result, a constantly different pressure level is generated between the absorber and regeneration tanks. The transport of the resin-liquid mixture from the absorber into the regeneration columns takes place due to the pressure gradient between these containers and the continuous return transport through the suction power of the jet pump, which also prevents damage to the resin grains.

Die Mengenregelung der im Kreislauf geführten Harze erfolgt erfindungsgemäß durch die Regelung der Saugleistung der Strahlpumpe, und zwar derart, daß ein Teils brom der als Treibflüssigkeit wirkenden zu entsalzenden Flüssigkeit vor deren Eintritt in die Pumpe in jeweils einer der gewünschten Füllstandshöhe des Harzbettes im Absorber entsprechendenAccording to the invention, the quantity of the resins circulated is regulated by regulating the suction power of the Jet pump, in such a way that a part of the bromine acting as the propellant liquid to be desalinated before their entry into the pump in each case corresponding to the desired filling level of the resin bed in the absorber

209881/0543209881/0543

Menge abgezweigt und der in den Absorber einfließenden, zu entsalzenden Flüssigkeit oder dem der Strahlpumpe zugeführten Harz-Flüssigkeit-Gemisch zugeführt wird.Amount branched off and supplied to the liquid to be desalinated flowing into the absorber or to that supplied to the jet pump Resin-liquid mixture is fed.

Eine weitere Regelung der Füllstandshöhe des Harzbettes im Absorber wird gemäß dem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch ermöglicht, daß ein Teilstrom des angesaugten Herz-Flüssigkeit-Gemisches nach dessen Austritt aus der Stahlpumpe abgezweigt und in einer der gewünschten Füllstandshöhe entsprechenden Menge der Ansaugleitung wieder zugeführt wird.A further regulation of the filling level of the resin bed in the absorber is thereby achieved according to the further feature of the invention allows a partial flow of the sucked heart-liquid mixture after its exit from the steel pump branched off and fed back to the suction line in an amount corresponding to the desired fill level will.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch geschaffen, daß die Strahlpumpe in der Zuleitung für die in den Absorber einzuleitende Rohflüssigkeit angeordnet ist, deren Ansaugöffnung an die das Harz-Flüssigkeit-Gemisch aus dem bzw. den Regeneratoren abführende Leitung angeschlossen ist, und das eine parallel zu der die Strahlpumpe angeordnete Abzweigleitung (Beipass) vorgesehen ist, die entweder unmittelbar vor der Eintrittsstelle in den Absorber oder in die zu der Strahlpumpe führende Leitung für das Harz-Flüssigkeit-Gemisch mündet und ein Ventil für die Mengenregelung des abgezweigten Teilstromes der zu entsalzenden Flüssigkeit enthält.An advantageous device for carrying out the invention The method is created in that the jet pump is in the feed line for the to be introduced into the absorber Raw liquid is arranged, the suction opening to which the resin-liquid mixture from the or the regenerators discharging line is connected, and one parallel to the branch line arranged parallel to the jet pump (Bypass) is provided, which is either immediately in front of the entry point into the absorber or in the line leading to the jet pump for the resin-liquid mixture opens and a valve for the volume control of the branched off partial flow of the liquid to be desalinated.

Für die Regelung des Höhenstandes des Harzbettes im Absorber wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß im bzw. in den Regeneratoren zwei Höhenmarken für den oberen und unteren Füllstand in Form von Fotozellen angeordnet sind, die über an sich bekannte Verstärkereinrichtungen mit dem in der Abzweigleitung angeordneten Ventil verbunden sind und dessen Öffnen und Schließen bewirken.For the regulation of the level of the resin bed in the absorber it is further proposed according to the invention that in or in The regenerators have two height marks for the upper and lower level in the form of photocells, which are connected to known amplifier devices are connected to the valve arranged in the branch line and its opening and cause closing.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ErfindungIn the drawing is an embodiment of the invention

_ Z, _ 209881/0543_ Z, _ 209881/0543

schematisch dargestellt. Das zu entsalzende Wasser wird dem Absorber 1 von unten durch die Leitung 2 zugeführt und durchströmt das aus den Ionenaustauscherharzen gebildete Festbett 3. Aus dem im oberen Teil des Absorbers befindlichen Drainagesystem 4 wird die entsalzte Flüssigkeit durch die Leitung abgeführt. Die beladenen Ionenaustauscherharze werden durch die Leitung 6 zusammen mit einem Teilstrom der entsalzten Flüssigkeit von oben dem Regenerator 7 zugeleitet.shown schematically. The water to be desalinated is fed to the absorber 1 from below through the line 2 and flows through it the fixed bed formed from the ion exchange resins 3. From the drainage system located in the upper part of the absorber 4, the desalinated liquid is discharged through the line. The loaded ion exchange resins are through the line 6 is fed from above to the regenerator 7 together with a partial flow of the desalinated liquid.

Die regenerierten Harze werden aus dem Regenerator durch die an die Ansaugöffnung der in der Zuleitung 2 angeordneten Strahlpumpe 9 angeschlossenen Saugleitung 8 abgesaugt. Parallel zu der Strahlpumpe 9 ist eine Beipassleitung 10 bzw. 10^f angeordnet, mit der ein Teilstrom der zu entsalzenden Flüssigkeit aus deren Hauptstrom abgezweigt und über ein Regelventil 11 bzw. 11' der Hauptleitung 2 bzw. der Leitung 8 wieder zugeführt wird. Zur Regelung des Höhenstandes des Harzbettes im Absorber 1 dienen die im oberen Teil des Regenerators 7 angeordneten Fotozellen 12 und 13, die über nicht dargestellte yerstärkereinrichtungen und elektrische Leitungen mit den Regelventilen 11 bzw. 11' in Verbindung stehen. Hat der Harzspiegel im Regenerator 7 den Höhenstand 12 erreicht, so wird das Beipassventil 11 bzw. 11· geschlossen. Da nun die Treibwassermenge für die Strahlpumpe 9 ansteigt, wird eine größere Menge des Harz-Flüssigkeit-Gemisches aus dem Regenerator 7 abgesaugt, das heißt der Harzspiegel wird langsam abgesenkt. Sobald der Harzspiegel den Höhenstand erreicht hat, wird das Beipassventil 11 bzw. 11' wieder geöffnet, wodurch sMidie abgesaugte Harzmenge verringert. Die Folge hiervon ist ein langsames Ansteigen des Harzspiegels in dem Regenerator 7, bis zum Höhenstand 12, worauf der gleiche Vorgang von vorne beginnt. Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren der Anlage ist, daß diese so einreguliert ist, daß bei geschlossenem Beipassventil 11The regenerated resins are sucked out of the regenerator through the suction line 8 connected to the suction opening of the jet pump 9 arranged in the feed line 2. A bypass line 10 or 10 ^{f is} arranged parallel to the jet pump 9, with which a partial flow of the liquid to be desalinated is branched off from its main flow and fed back to the main line 2 or line 8 via a control valve 11 or 11 '. To regulate the level of the resin bed in the absorber 1, the photocells 12 and 13 located in the upper part of the regenerator 7 are used, which are connected to the control valves 11 and 11 'via booster devices (not shown) and electrical lines. When the resin level in the regenerator 7 has reached the level 12, the bypass valve 11 or 11 is closed. Since the amount of motive water for the jet pump 9 now increases, a larger amount of the resin-liquid mixture is sucked out of the regenerator 7, that is to say the resin level is slowly lowered. As soon as the resin level has reached the level, the bypass valve 11 or 11 'is opened again, as a result of which the amount of resin sucked off is reduced. The consequence of this is a slow rise in the resin level in the regenerator 7, up to the level 12, whereupon the same process starts all over again. A prerequisite for the correct functioning of the system is that it is regulated in such a way that when the bypass valve 11

- 5 -2 Ü 9 B Rl / Π Β U 3- 5 -2 Ü 9 B Rl / Π Β U 3

bzw. 11· mehr Harz durch die Leitung 8 aus dem Regenerator 7 abgesaugt wird als über die Leitung 6 aus dem Absorber 1 in den Regenerator gelangt.or 11 · more resin through line 8 from the regenerator 7 is sucked off than reaches the regenerator via the line 6 from the absorber 1.

- Patentansprüche -- patent claims -

- 6 2ÜÜU81/0 5 43- 6 2ÜÜU81 / 0 5 43

Claims

Patent claims:

1. Process for the desalination of water and other liquids with ion exchange resins, in which the liquid to be desalinated flows continuously from bottom to top in an absorber a fixed bed formed from the resins is passed, from which the loaded resins simultaneously by means of a partial flow the desalinated liquid is fed to one or more regenerators in a continuous cycle and afterwards their regeneration are fed back to the absorber with the flow of the liquid to be desalinated, characterized in that that to generate the cycle, the resin-liquid mixture from the or the regenerators by means of one of the The liquid to be desalinated is sucked through as a motive liquid through which the jet pump flows and is returned to the absorber.

2. The method according to claim 1, characterized in that for Regulation of the suction power of the jet pump in each case a partial flow of the motive liquid before it enters the pump one of the desired fill level of the resin bed in the absorber corresponding amount branched off and the liquid to be desalinated flowing into the absorber or that of the Jet pump supplied resin-liquid mixture is supplied.

3. The method according to claim 1, characterized in that for Regulation of the level of the resin bed in the absorber according to a partial flow of the sucked resin-liquid mixture whose outlet is branched off from the jet pump and in a quantity of the suction line corresponding to the desired filling level is fed back.

4. Device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that the beam

2 Ü 9 H H I / 0 Fw* 32 Ü 9 H H I / 0 Fw * 3

pump is arranged in the supply line for the raw liquid to be introduced into the absorber, the suction opening of which to which the resin-liquid mixture from the regenerator or regenerators is connected, and that a branch line (bypass) arranged parallel to the jet pump is provided, which is either immediately before the Entry point into the absorber or into the line leading to the jet pump for the resin-liquid mixture opens and contains a valve for regulating the amount of the branched off partial flow of the liquid to be desalinated.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that two height marks for the upper and lower level are arranged in the form of photocells in or in the regenerators, which are connected via amplifier devices known per se to the valve arranged in the branch line and open it and cause closing. .?

The patent

Graduated from W H

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