DE2152179A1

DE2152179A1 - Verfahren zur aufbereitung von loesungen nach dem gegenstromprinzip

Info

Publication number: DE2152179A1
Application number: DE19712152179
Authority: DE
Inventors: Guenter Siegers
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1971-10-20
Filing date: 1971-10-20
Publication date: 1973-04-26

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Lösungen nach dem Gegenstromprinzip Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Lösungen mit Hilfe von Ionenaustauschern oder Adsorbentien nach dem Gegenstromprinzip.
Verfahren zur Aufbereitung von Lösungen nach dem Gegenstromprinzip, d.h. Regeneriermittel und aufzubereitende Lösung durchlaufen einander gegensinnig das Filter, sind an sich bekanne Von entscheidender Bedeutung ist hierbei, daß man unter allen Umständen vermeidet, daß während des der Beladung entgegengesetzten Regenerationsvorganges eine Umschichtung des Fil-lerbettes stattfindet0 Man bedient sich hierbei der verschiedensten Verfahren. So beschreibt die DAS 1 275 997 ein Verfahren zur Regeneration, wobei der von unten nach oben fließenden Regeneriermittellösung ein Luftstrom entgegengeleitet wird und so die Fixie rung des Filterbettes bewirkt. Die Britische Patentschrift 806 107 erreicht eine Fixierung des Filterbettes durch Entgegenleiten von Wasser. Erwähnt sei weiterhin die Arbeitsweise der DAS 1 268 591, wo ein Teil der aufzubereitenden Lösung abgezweigt un(l oberhalb des Abführsystems wieder in das Filter eingespeist wird.
Weiterhin bekannt sind eine Reihe von Gegenstromverfahren, in denen der Gegendruck auf statische Art und Weise erzeugt wird. So beschreibt die DAS 1 221 197 die Anwendung eines aufblasbaren Faltensackes aus Gummi, der oberhalb der Filterfüllung angeordnet ist. Der Einbau eines beweglichen Düsenbodens in das Filter, der während des Regeneriervorganges unmittelbar über der Filterfüllung fixiert wird oder die Anordnung eines schwimmenden Düsenbodens sind ebenfalls bekannt.
In dem in der DOS 1 442 465 beschriebenen Verfahren wird der erforderlicS Gegendruck derart erreicht, daß man in der Beladungsphase die Filterfüllung gegen einen fest eingebauten oberen Düsenboden anpreßt. In ähnlicher Weise werden Umschichtungen des Filterbettes verhindert, wenn man wie in der DOS 1 442 465 beschrieben über dem Abführsystem eine Belastungsschicht aus inaktivem oder aktivem Material anordnet.
Es wurde nun gefunden, daß überraschenderweise die Durchführung von AdsorptiUn- bzw. lonenaustauschreaktion nach dem Gegens tromverf ahren, d.h. Beladung von unten nach oben, Regeneration von oben nach unten, ohne spezielle Filtereinbauten und ohne zusätzliche Maßnahmen möglich ist, wenn man erfindungsgemäß folgendermaßen verfährt.
In einer mit an sich bekannten gekörnten Materialien beschickten Vorrichtung mit einer Zuleitung für das aufzubereitende Medium in der unteren Hälfte und einer Zuleitung für das Regeneriermittel in der oberen Hälfte, einem Abflußstutzen für das Regeneriermittel und einem Düsenboden in der unteren Hälfte, sowie einem eingebauten Abführsystem für das aufbereitete Medium in der oberen Hälfte, wird das Filterbett von dem auzubereitei- n Medium über das eingebaute Abfuhrsystem llincus angehoben, wobei sich um das Abführsystem herum eine ortsfeste kompakte Schicht ausbildet, die als Absperrvorrichtung für das darunter liegende Filterbett wirkt und somit das Filterbett an der weiteren Aufwärtsbewegung hindert.
Die Anhebung eines Teiles des Filterbettes über das AbfUhrsystem hinaus bewirkt, daß zwischen Düsenboden und Filterbettunterkante ein freier Raum entsteht, der für eine optimale Verteilurg des aufzubereitenden Mediums sorgt. Bei Stillsetzung des Filters bzw. bei Umschaltung auf Regeneration sinkt die Filtermasse wieder auf den darunter liegenden Düsenboden zurück. Man erreicht so eine Auflockerung des Filterbettes derart, daß ein Rückspülen entfällt.
Die Filter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzen eine am unteren Ende angebrachte Zuleitung für das aufzubereitende Medium und eine am oberen Ende angebrachte Zuleitung für das Regeneriermittel. Die Entnahme der aufbereiteten Lösung erfolgt durch ein Abführsystem, daß in der oberen Hälfte des Filters installiert ist und 20 bis 50 , des freien Filterquerschnittes einnimmt. Das Abführsystem ist mit Filterdüsen, Siebgewebe oder anderen geeigneten Vorrichtungen versehen, die der aufbereiteten Lösung, nicht aber Bestandteilen des Filterbettes den Durchtritt gestatten. Die schematischen Darstellungen Figur 1 und Figur 2 verdeutlichen den Aufbau eines solchen Filters. Die auzubereitende Lösung tritt über 1 in das Filter 2 ein, passiert den Düsenboden 3, den zwischen Düsenboden 3 und Filterbettunterkante sich ausbildenden Freiraum 4, durchströmt das Filterbett 5 und verläßt das Filter über das Abführsystem 6. Die Regeneration erfolgt in umgekehrter Weise, d. h. das Regeneriermittel tritt bei 8 in das Filter 2 ein, durchströmt das zu regenerierende Filterbett 5 und verläßt das Filter über den Ablaßstutzen 9. Der Hauptteil der Verdrä ungs- bzw. Auswaschflüssigkeit nimmt den gleichen Weg. Lediglich eine Teilmenge tritt über 7 in das Abführsystem 6 ein, um eventuell eingedrungenes Regeneriermittel vcllständig zu verdrängen. Zusätzlich erreicht man dadurch eine Spülung des Abführsystemes.
Beispiel Ein Filter mit einem Durchmesser von 800 mm, einer zylindrischen Höhe von 2300 mm, einem unten angeordneten Düsen-I>oden und einem 1500 mm darüber befindlichen Abführsystem, das 41,5 % des gesamten Filterquerschnittes ausfüllte, war 1500 mm hoch mit einem stark sauren, Sulfonsäuregruppen tragenden Kationenaustauscher auf Polystyrolbasis mit der Korngröße 0,3 - 1,2 mm gefüllt.
Nach Regeneration mit einer Salzsäuremenge, welche einen Überschuß von 22 %, bezogen auf die in der vorausgegangenen Beladung aufgenommene Kationenmenge von 1,23 val/l, ausmachte und anschließender Auswaschung mit kationenfreiem Wasser wurde das Filter in Betrieb genommen, wobei Rohwasser mit einem Kationengehalt von 9,5 mval/l unten in das Filter ein- und über das Abführsystem austrat. Die pro Stunde geförderte Flüssigkeitsmenge betrug 22,5 m3.
Innerhalb von 330 Sekunden bildete sich eine kompakte, orts--teste Stiltzschicht von 24 mm Höhe, die sich über das Abführsys-tem für das aufbereitete Medium hinaus anhob.
Mit Hilfe der unterhalb der Unterkante des Abführsystems liegenden aktiven Ionenaustauscher-Masse mit einem Volumen von 630 1 konnten während des sich anschließenden Filterlaufes 81,3 m³ Wasser der obigen Zusammensetzung entsalzt werden. Im Ablauf eines mit dem Kationenaustauscherfiltrat beaufschlagten Anionenaustauschers wurde eine durchschnittliche Leitfähigkeit von 3,49 Mikrosiemens /cm ermittelt. Der Filterlauf des Kationenaustauschers wurde beendet, als hinter dem stark basischen fiarz 15 Mikrosiemens/cm gemessen wurden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Durchführung von Adsorptions- bzw. Ionenaustauschreaktionen in mit an sich bekannten gekörnten Materialien beschickten Vorrichtungen mit einer Zuleitung fr das aufzubereitende Medium in der unteren Hälfte und einer Zuleitung ffir das Regeneriermittel in der oberen Hälfte, einem Abflußstutzen für das Regeneriermittel und einem Düsenboden in der unteren Hälfte, sowie einem eingebauten Abführsystem in der oberen Hälfte, bei dem das aufzubereitende Medium von unten nach oben die Vorrichtung durchs-trömt, der Regenerationsvorgang jedoch in entgegengesetzter Richtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbe-tt von dem aufzubereitenden Medium über das eingebaute Abführsystem hinaus angehoben wird und dort eine ortsfeste kompakte Schicht ausbildet, die als Absperrvorrichtung ftir das darunterliegende Filterbett wirkt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anaspruch 1 mit Zuleitung für das aufzubereitende Medium in d£:- unteren Hälfte iuid Zlileitungen für das Regenerationsmi ttel i.n der oberen lIäl.Pte, einem Abflußstutzen für das Regeneriermittel und einem Düsenboden in der unteren Hälfte, sowie einem eingebau-ten Abführsystem für das aufbereitete Medium in der oberen Hälfte, daß den Durch-tritt des aufbereiteten Meciias,s, nicht jedoch den des Filtermaterials erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung des Filterquerschnit-tes durch den symmetrischen Einbau des Abführsystems weniger als 50 % des Filterquerschnittes beträgt.