DE2155899A1 - Adsorptionsanlage mit kontinuierlichem mischbett-ionentauscher und verfahren zur erzeugung eines kontinuierlichen stromes von entmineralisiertem wasser - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DTPL·. ING. W. ίίΠΧ,Κ · DH. REH. NAT. K. HOFFMANN PATENTANWÄLTE! D-8000 MÜNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Crane Company

New York, N.Y.,USA

10 . November 1971

Adsorptionsanlage mit kontinuierlichem Mischbett-Ionentauscher und Verfahren zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes von

entmineralisiertem Wasser

Die Erfindung betrifft einen Ionentauscher bzw. ein Gerät zur Entmineralisierung und insbesondere einen kontinuierlichen Mischbett-Ionentauscher. Bei einem kontinuierlichen Ionentauscher wird Harz entweder kontinuierlich oder in intermittierenden Schritten bewegt, welche keine beträchtliche Unterbrechung der in Betriebnahme des Ionentauscher und des Produktflusses erforderlich machen.

Kontinuierliche Entmineralisiergeräte weisen im Gegensatz zu Fixbettgeräten Vorteile in ihrer Anwendung auf, so bei der Entmineralisierung von Kesselspeisewasser und dort, wo es erforderlich ist, große Wassermengen mit einem verhältnismäßig hohen Anteil gelöster Festteilchen zu entmineralisieren. Als Vorteile seien genannt: Wirtschaftliche Arbeitsweise, keine Verschmutzung des Betts durch in der Flüssigkeit getragene, gelöste Festteilchen, beträchtliche Kontinuität im Produktfluß und die Möglichkeit, ein gleichförmiges Produkt durch kontinuierliche Einstellungen zu erzielen.

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Die Verwendung eines gemischten Bettes, d.h. eines aus Gemisch von

anionischen und kationischen Harzen bestehenden Bettes oder Ge-

füges trägt zum einfachen Aufbau des kontinuierlichen, zum Entmineralisieren dienenden Gerätes bei.

Ein kontinuierlicher Mischbett-Ionentauscher bzw. Entmineralisierer weist eine Adsorptionseinheit auf, in welcher die Entmineralisierung des Frischwassers stattfindet. Ein Pulsiergerät dient dazu, das Harzgemisch durch die Adsorptionseinheit zu bewegen, während innerhalb einer Harz-Trenneinheit kationische und anionische Harze getrennt werden. Innerhalb eines Paars von Pvegenerationseinheiten werden die Harze regeneriert und dem Pulsiergerät wieder zugeführt.

Sowohl während der Adsorption als' auch während der Regeneration stellt man fest, daß man durch einen Gegenstrombetrieb gewisse Vorteile erreicht. Gegenstrombetrieb bedeutet, daß das Harz entgegengesetzt zur Flüssigkeit strömt.

Wenn sich innerhalb der Adsorptionseinheit Harz kontinuierlich nach oben bewegt und Frischwasser durch das Harz nach unten strömt dann bedarf es keiner hohen Minimal-Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge, um das Harz in kompaktem Zustand zu halten, was für Adsorptionseinheiten zutrifft, bei welchen Flüssigkeiten durch das Harzbett nach oben strömen. Weitere Vorteile des Gegenstromes in Adsorptionseinheiten bestehen darin, daß bessere Berührung von Flüssigkeit und Festkörperteilchen und erhöhte Leitungsfähigkeit der Anlage erreichbar sind.

Regeneration im Gegenstrom von Harz und Regenerationsmittel führt zu in hohem Maß regeneriertem Harz und zu äußerst gering verschmutztem Regenerationsmittel, so daß die letzte, die Regenerationseinheit verlassende Harzmenge keine der Ionen aufweist (mit Ausnahme inherenter Verunreinigungen), welche aus dem Harz entfernt wurden.

In einer kontinuierlichen, zum Entruineralisieren dienenden Anlage ist es möglich, vergleichsweise verdünnte regenerations lösungen

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mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zu verwenden. Auf diese Weise werden die Regenerationsmittel verbessert ausgenützt; die verdünnten, von den Regenerationseinheiten abgegebenen Lösungen können zusammen in Reaktion gebracht und leichter abgeführt werden.

Bei kontinuierlichen, zum Entmineralisieren dienenden Anlagen haben bisher bestimmte Probleme bestanden. Ein Problem besteht darin, daß jedesmal eine Unterbrechung des Produktstromes erforderlich ist, wenn Harzschlamm in eine Adsorptionseinheit zu pumpen bzw. impulsweise zu bewegen war. Obwohl Hilfsbehälter verwendet werden könnten, um unter diesen Bedingungen einen kontinuierlichen Strom zu erzielen, würde der Aufbau der Anlage sehr komplex werden, um den angemessenen Druck im Produktstrom beizubehalten. _;

Der kontinuierliche Mischbett-Ionentauscher gemäß der Erfindung erzeugt einen kontinuierlichen Produktstrom als Folge der Verwendung entmineralisierten Wassers in einem zum Mischen und Pulsie- , ren von Harz dienenden Tank»Während des Transports des Harzes durch Luft wird der Druck am Wasser beibehalten.

Ein weiteres Problem bei kontinuierlichen, zum Entmineralisieren dienenden Anlagen bislang verwendeter Art besteht darin, innerhalb der Regenerationseinheit ausreichende Kontaktzeit zu erreichen. Man hat bisher Regenerationseinheiten von großer Höhe erstellen müssen, was erhöhte Kosten im Aufbau und in der Wartung mit sich brachte.

Erfindungsgemäß sind die kationischen und anionischen Regenerationseinheiten einander im wesentlichen gleich und weisen je j U-Form auf, um zu einer Reduzierung der Bauhöhe zu gelangen. ; Ein Teil jeder Regenerationseinheit besteht aus einem Gegenwasch- i

und Pulsierabschnitt, welcher als Verlängerung der Regenerationseinheit dient, um eine verbesserte BerührungTOn Harz und Regenerationsmittel zu erreichen.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß bisher mehrere, kleine Regenerationsgefäße erforderlich waren; dies hat zu einem

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komplexen Aufbau der Anlage geführt. Erfindungsgemäß x\rird lediglich ein Regenerationsbehälter für jeden Typus des Harz-Ionenaustausches verwendet. Ein ausreichender Kontakt zwischen dem Harz und dem Regenerationsmittel wird erreicht, indem kleine Mengen von Harz mit ziemlich hoher Frequenz durch die Regenerationsbehälter bewegt werden.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen kontinuierlichen Ionentauscher zu schaffen, welcher einen Produktstrom ohne Unterbrechungen gewährleistet. Die Anlage gemäß der Erfindung soll eine möglichst gute Berührung von Harz und Regenerationsmittel innerhalb der Regenerationseinheiten gewährleisten.

Es soll eine kontinuierliche Mischbett-Ionentauscheranlage geschaffen werden, welche verhältnismäßig einfach ist, billig im Aufbau und welche geeignet ist, Regenerationsmittel wirksam einzusetzen.

er

Der Ionentausch/soll glethförmig entmineralisierte Produkte herstellen.

Die Erfindung ist verwirklicht in einer kontinuierlichen, im Gegenstrom arbeitenden Ionen-Tauscheranlage, bei welcher gemischte, die Adsorptionseinheit verlassende Kation- und Anionharzmengen in einer Trenneinheit voneinander getrennt und geeigneten Regenerationseinheiten zugeführt werden. Jede dieser Einheiten besteht aus einem U-förmigen RohrKörper, welcher das R.egenprationsmittel in der Bewegung des Harzes entgegengesetzter Richtung leitet. Jeder U-förmige Rohrkörper ist einem Gegenwaschabschnitt zugeordnet, welcher nicht nur zum Gegen- bzw. Rückwaschen sondern auch zur Regeneration verwendet wird. Ein kontinuierlicher Strom des Produktes wird erreicht, indem man das entmineralisierte Wasser in einem Harzmischtank während der Intervalle der Ersetzung des Harzes verwendet.

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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Diese stellt eine schematische Ansicht einer kontinuierlichen Mischbett-Ionentauscheranlage gemäß der Erfindung dar. Strömungsbahnen für Flüssigkeit und Luft sind in ausgezogenen Linien dargestellt, während die Strömungsbahnen für Harzschlamm in gestrichelten Linien wiedergegeben sind.

Die Adsorptionseinheit 2 besteht aus einem Gefäß, welches durch einen zylindrischen Abschnitt 4 und durch konisch zulaufende Endabschnitte 6 und 8 gebildet ist. Die Adsorptxonseinheit ist von herkömmlicher Form. Der untere, konische Endabschnitt 8 ist im Inneren mit einem Verteilungsblech versehen, um eine Schichtung der Anion- und Kationharze zu verhindern und um eine gleichförmige Stexggeschwxndigkeit des Harzes über dem gesamten Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 4 zu erreichen.

Die Adsorption, d.h. die Entmxneralisxerung findet innerhalb des zylindrischen Abschnittes 4 statt. Frischwasser strömt aus der Leitung Io über das Ventil 12 und die Leitung 14 nach innen und über die Leitung 16, das Ventil 18, die Leitung 2o und das Ventil 22 zu einem nicht dargestellten Produktauslaß.

Ein Harzgemisch wird an der Unterseite des Behälters über die Harzleitung 24 eingegeben und verläßt den Behälter an dessen Oberseite über die Leitung 26 und das Ventil 28. Während sich das HarZ-gemisch innerhalb der Adsorptxonseinheit nach oben bewegt strömt das Wasser nach unten, um die Adsorption im Gegenstrom durchzuführen.

Ein das Harz mischender und pulsierender Behälter bzw. Tank 3o ist über die Leitung 32, das Ventil 34 und die Leitung 36 an eine unter hohem Druck stehende Druckluftquelle angeschlossen. Die Leitung 32 ist an der Oberseite des Tankes mit diesem verbunden. Eine Auslaßleitung 38 an der Oberseite des Tanks ist mit einem Ventil 4o versehen, um überschüssiges, zum Übertragen dienendes Wasser abzugeben.

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Regenerierte Anionharze treten über die Leitung 42, das Ventil 44 und die Leitung 46 in den Tank 3o. Regenerierte Kationharze treten über die Leitung 48, das Ventil 5o und die Leitung 52 in den Behälter bzw. Tank 3o ein.

Die Druckluftquelle ist gleichfalls über die Leitung 52, das Ventil 54 und die Leitung 56 mit dem Inneren des Tanks 3o verbunden, um bei Einführen von Luft die regenerierten Anion- und Kationharze zu vermischen, bevor sie in die Adsorptionseinheit eingeführt werden.

Das Innere des Tanks 3o ist über eine verengte, den Druck reduzferende öffnung 58 und ein Ventil 6o mit der Produktleitung 2o verbunden. Eine Leitung 62 steht über ein Ventil 64 mit der Leitung 24 in Verbindung, um das Harz aus dem Tank 3ο in die Adsorptionseinheit einzuführen. Der Zweck der Öffnung 58 besteht darin, während der Übertragung bzw. des Transportes von Harz Wasser aus dem Tank 3o zum Produktauslaß strömen zu lassen, während innerhalb des Tanks 3o ausreichend Driaik verbleibt, um den Transport von Harz vornehmen zu können.

Ein hydraulisch-pneumatischer Speicher 6 6 ist über einen Regler 68, das Ventil 7 ο und die Leitung 72 mit der Druckluftquelle verbunden. Frischwasser wird über Leitung Io, durch die Leitung 72 und das Ventil 74 in den Speicher 66 eingeführt. Der Speicher 66 ist in der Innenseite mit einer Diffusorplatte versehen, welche ermöglicht, mehr Luft in Lösung zu geben, indem die Wasseroberfläche bei Eintritt in den Speicher vergrößert wird.

Eine Auslaßleitung 76 führt Wasser über Ventile 78 und 8o vom Speicher 66 ab. Die Ventile verbinden die Leitung 76 mit den oberen und unteren Teilen einer Harz-Trenneinheit 82.

Der untere Teil der Harz-Trenneinheit wird durch eine Haupt-Trennsäule 84 gebildet, während der obere Teil der Abscheide-Trenneinheit aus einem Abschnitt 86 mit Gegenwasch-Einspritzung gebildet ist. Der Abschnitt 86 steht über ein Ventil 88 mit dem Abschnitt 84 in Verbindung. Das Ventil 8 8 ist ein Dreiwege-

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ventil und verbindet in einer Position das Innere des Abschnitts 84 mit dem Inneren des Abschnittes 86. In einer weiteren Position verschließt das Ventil den Abschnitt 86 und lüftet den Abschnitt 84 über eine Lüftungsverbindung 9o. mit der Außenluft. In der dritten Position verschließt das Ventil beide Abschnitte 81 und 86. . Das Ventil 89 verbindet den Frischwasservorrat mit der Unterseite des Ventils 84 der Trenneinheit. Das Ventil 91 dient dazu, überschüssiges Wasser im Abschnitt 86 abzuleiten.

Das Gegenwaschen zum Entfernen von Harz-Feinteilchen und anderer Rückstände findet im Abschnitt 86 statt. Die durch Grav-itation ausgelöste Trennung bzw. Abscheidung findet im Abschnitt 84 statt.

Die Rückgewinnung bzw. Regeneration wird durch die Kation-Regenerationseinheit 9 2 und die Anion-Regenerationseinheit 94 vollzogen. Diese Einheiten sind im wesentlichen einander gleich und werden je durch einen senkrechten, U-förmigen Rohrkörper gebildet. Am oberen Ende einer der, vertikalen Säulen ist ein zum Gegen- bzw. Rückwaschen und Pulsierenden dienender Abschnitt vorgesehen.

In der Einheit 92 ist der U-förmige Rohrkörper 96 über ein Ventil loo und über eine verengte öffnung Io2 an den Gegenwasch- und Pulsierungsabschnitt 98 angeschlossen. Zu diesem Zweck ist die öffnung Io2 parallel mit dem Ventil angeordnet.

Frischwasser wird Über Leitung Io4, Leitung Io6 und die Ventile Io8 und Ho in die oberen und unteren Enden des Abschnittes 98 , eingeleitet. Das Ventil Ho dient dazu, Wasser zum Zwecke des i Gegen- bzw. Rückwaschens einzuleiten, während das Ventil Io8 Wasser einführt, um das Harz in dem U-förmigen Abschnitt nach ■ unten gerichtet pulsierend zu drücken. Das Harz wandert von der Unterseite der Abscheide- bzw. Trenneinheit 82 über die Leitungen 112, 114 und 116, das Ventil 118 und die Leitung 12o zum Abschnitt 98. Ein aus Säure bestehender Regenerator, kennzeichnen-· derweise Schwefelsäure, wird bei 122 eingeführt. Eine öffnung zum Ablaß des verbrauchten Regenerators bzw. Rückbildners ist am oberen Ende des Abschnittes 9 8 mit Bezugsnummer 194 darge-

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stellt. Die öffnung 124 ist mit einem Ventil 125 ausgestattet. Oberhalb des Schwefeleinlasses 122 ist eine/12ö vorgesehen. Diese öffnung ist mit einem Druckentlastungsventil 127 versehen. Roh- bzw. Frischwasser kann über die Leitung 128 und das Ventil 13o in die rechts bestehende Säule der Einheit 92 eingeleitet werden.

Die Anion-Regenerationseinheit besteht aus einem U-förmigen Rohrkörper 132, welcher über das Ventil 134 und eine eingeschnürte bzw. eingeengte öffnung 135 mit einem Gegenwasch- und Pulsierungsabschnitt 136 verbunden ist. Frischwasser zum Pulsieren wird über das Ventil 138 in den Abschnitt 136 eingeleitet, während das zum Gegenwaschen dienende Wasser durch das Ventil 14o eingegeben wird. Das zu regenerierende Harz wird über die Leitung 114, das Ventil 142 und die Leitung 144 von der Trenneinheit zugeführt.

Ein . ätzendes Regenerationsmittel wird bei 146 eingegeben. Die öffnung 148 dient für verbrauchtes Regenerationsmittel. Eine : weitere öffnung 149 ist oberhalb der Zuführung für Ätzmittel vorgesehen. Die öffnung 149 ist mit einem Druckentlastungsventil 15o ausgestattet, während die öffnung 148 ein Ventil 151 aufweist. Entmineralisiertes Wasser kann über die Leitung 152, die Leitung 154 und das Ventil 156 in die rechts befindliche Säule des U-förmigen Rohrkörpers 132 eingeführt werden.

Regenerierte Kation-Harze bzw. Harzkationen werden vom oberen

Ende der rechts befindlichen Säule der Einheit 92 über Leitung j

48 in den Tank 3o eingegeben. Regenerierte Anionharze bzw. j

Harzanionen werden in vergleichbarer Weise über die Leitung 42 i

dem Tank 3o zugeführt. · I

Das Harz in der Leitung 14 kann über eine Leitung 158 und das Ventil 16o in einen Sumpf abgeführt werden. Es kann Vorsorge dafür getroffen werden, das Harz automatisch in der Anlage aufzufüllen, wenn die Menge der Harzpartikel durch Aufteilung derselben in Feinteile erschöpft wird. Alle die in der Anlage bestehenden, vorangehend beschriebenen Ventile mit Ausnahme der

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Ventile 127 und 15α sind vorzugsweise mit Steuerorganen versehen, so mit pneumatisch betätigbaren Membrankörpern, um sie durch ein geeignetes, automatisches Steuersystem in nachfolgend beschriebener Weise steuern zu können.

Die Arbeitsweise der Ionentauscher-Vorrichtung vollzieht sich wie folgt:

Die Ventile 5o, 44, 34, 54, 6o und 64, welche dem zum Mischen und Pulsierenden dienenden Tank 4o zugeordnet sind, befinden sich zunächst im geschlossenen Zustand, während das Ventil 4o zu Beginn geöffnet ist. Der Tank 3o steht unter atmosphärischem Druck. Wasser gelangt vom Frischwasservorrat über die Adsorptions-j einheit zum Produktauslaß.

Die Ventile 44 und 5o werden geöffnet, um Harzschlamm aus den Regenerationseinheiten in den Tank 3o zu Daten. Wenn der Harzschlamm gefördert wird kann überschüssiges, zum Transport dienendes Wasser über die Leitung 38 und das Ventil 4o abgeleitet werden. Bei Vollendung des Harztransportes werden die Ventile 44 und 5o geschlossen und das Ventil 54 wird geöffnet, um Luft an der Unterseite des Tanks 3o eintreten zu lassen. Die Luft bewirkt eine Mischung der Kation- und Anionharze im Tank 3o. Die zum Mischen dienende Luft wird über die Leitung und das Ventil 4o abgelassen. Nach ausreichender Mischung werden die Ventile 54 und 4o geschlossen.

Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, die gemischten Harze vom Tank 3o in die Adsorptionseinheit 2 einzuleiten. Zu diesem Zweck werden die Ventile 6o, 64 und 28 geöffnet, während das Ventil 18 geschlossen wird. Das Ventil 34 wird dann geöffnet, so daß sich ein Luftdruck an der Oberseite im Inneren des Tankes 3o aufbaut. Die Luft drückt einen Klumpen bzw. eine Menge des Gemisches aus der Unterseite des Tankes durch Leitung 62, Ventil 64 und die Leitung 24 in die Unterseite der Adsorptionseinheit. Gleichzeitig wird Wasser über die verengte Öffnung 58 und über das Ventil 6o in die Leitung 2o gedrückt. Von dieser Leitung wird es während der kurzen Zeit, während welcher der Harz-

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klumpen aus dem Tank 3o in die Adsorptionseinheit überführt wird, als Produkt übertragen. Somit wird das Produkt ohne Unterbrechung und unter Druck weitergegeben. Die gemischten Harze im Tank 3o wirken dahingehend, das Wasser zu entmineralisieren, welches während der Übertragung des Harzes als Produkt gefördert wird.

Mit Hilfe dieser Anlage kann die verfügbare Produkt-Strömungsgeschwindigkeit während des Zeitraumes der Übertragung genauso groß oder sogar größer als die normale Produkt-Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge gehalten werden. Bei einer typischen Anlage ist es jedoch nicht erforderlich, eine Strömungsgeschwindigkeit des Produkts zu erreichen, welche größer ist als 5o% der normalen Strömungsgeschwindigkeit bzw. des normalen Strömungsdurchsatzes.

Wenn frisches Harz an der Unterseite der Adsorptionseinheit eintritt, wird eine entsprechende, gleiche Menge von Harzgemisch an der Oberseite der Einheit 2 über die Leitung 26 abgeführt. Das Gemisch gelangt über das Ventil 28 in den Abschnitt 86 der Harz-Trenneinheit.

Am Ende jeden Harzumlaufes werden die Ventile 34-, Bo, 64 und geschlossen, während die Ventile 18 und 4o geöffnet werden. Normalerweise wird die Abgabe des Produkts durch die Adsorptionseinheit erneut aufgenommen und ein weiterer Durchlauf des Harzes kann eingeleitet werden, was durch automatische Steuerung oder durch den Bedienungsmann der Anlage geschieht.

Die Trennung der Harze wird eingeleitet, indem das Ventil 7o geöffnet wird, um das Innere des Speichers 66 unter Druck zu setzen. Das Wasser, wird dann über das Ventil 74 aus dem Frischwasservorrat in den Speicher 66 eingeleitet. Das Frischwasser wird innerhalb des Speichers 66 gelüftet und wird über Leitung 76 in die Harztrenneinheit eingegeben.

Das Ventil 89 wird geöffnet, um einen Gegendruck der Harz-Trenneinheit 82 im Abschnitt 84 zu erhalten. Die Haupt-Trenn-

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einheit 84· wird durch Öffnen des Ventils 8o mit gelüftetem bzw, sauerstoffdurchsetztem Wasser gefüllt.~ (Möglicherweise wird das Wasser über das Ventil 16o in einen Sumpf abgegeben). Abgeleitetes, gemischtes Harz wird dann mit Hilfe des Ventils 28 in den Gegenwasch-Einspritzabschnitt 86 eingeleitet. Überschüssiges Schlammwasser wird über das Ventil 91 dem Abfall zugeführt. Nach Vollendung dieses Umlaufes wird das Ventil 28 geschlossen.

Das Gegenwasch-Ventil 78 wird dann geöffnet, um das Harz durch Gegenwaschen zu expandieren. Abfallstoffe und Harzfeinteilchen werden mit dem zum Gegenwaschen dienenden Wasser über das Ventil

91 dem Abfall zugeführt. Das Gegenwaschen führt zu einer vorläufigen Reklassifizierung der Harze, was zu einer Verbesserung in der Gesamtleistung der Trenneinheit beiträgt. Nach ausreichendem Gegenwaschen, welches eine Minute in Anspruch nehmen kann, ■ wird das Ventil 78 geschlossen. ^]

Die Ventile 88 und 118 werden daraufhin geöffnet, während das j Ventil 16o geschlossen wird. Das Harz im Abschnitt 86 fällt f in den Abschnitt 84, innerhalb welchem die Kationharze unter Wirkung von Schwerkraft durch den Unterschied ihrer Dichte von den Anionharzen getrennt werden. Die Kationharze bzw. Harz- ^! kationen erreichen als erste die Unterseite des Abschnittes und werden über Leitung 112, 114, 116, das Ventil 118 und die Leitung 12o in den Abschnitt 98 der Kation-Regenerationseinheit

92 überführt. Nach Überführung der Kationharze und bei Beginn , des Austritts der Anionharze aus dem Abschnitt 84 wird das Ventil 118 geschlossen und das Ventil 142 wird geöffnet, so , daß die Anionharze über die Leitung 144 in die Anionregenerations!· einheit 94 gelangen. I

Die beiden Regenerationseinheiten 92 und 94 arbeiten in gleicher Weise, so daß nur die Kation-Regenerationseinheit beschrieben wird. Die U-förmigen Rohrkörper 96 und 132 beider Regenerationseinheiten sind zu jedem Zeitpunkt voll von Harz. Wenn eine geringe Menge von Harz aus dem Einspritz- und Pulsierabschnitt in den U-förmigen Rohrkörper eingegeben wird, wird eine entsprechende Menge über die Rückführungsleitung 42 oder 48 ge-

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leitet.

Der erste Schritt besteht darin, ein Regenerationsmittel und Schwamm- bzw. Spülwasser in den U-förmigen Rohrkörper 96 einzuleiten. Dies geschieht durch Öffnen der Ventile 125 und 13o.-Spülwasser wird über die Leitung 128 und das Ventil 13o vom Frischwasservorrat in den Rohrkörper 96. überführt. Das Regenerationsmittel, typischerweise Schwefelsäure, wird über die Leitung 122 eingegeben und mit dem Wasser im Rohrkörper vermischt.

Das Ventil 118 wird geöffnet, während das Ventil 88 eingestellt wird, um den Abschnitt 8^ zu schließen; das Ventil 8o wird geöffnet. Harz in Form dichten Schlammes wird durch die Kraft der im Speicher 66 bestehenden Druckluft in den Einspritz-Gegenwaschabschnitt 98 überführt. Überschüssiges Wasser des Schlammes wird über die Öffnung 124- und das Ventil 125 dem Abfall übergeben. Das Ventil 118 wird geschlossen, wenn es feststeht, daß im wesentlichen alle Harzkationen im Abschnitt 98 eingegeben wurden : (Anionharz wird in einem folgenden Schritt durch öffnen des Ventils 1U2 überführt).

Das Ventil 118 wird dann geschlossen, während das Ventil Ho '. geöffnet wird, um eine Gegenwaschströmung innerhalb des Abschnittes 98 zum Zwecke des Ableitens von Harzfeinteilchen auszulösen. Während dieser Zeit verdünnt das Spülwasser nicht ■ nur das Regenerationsmittel, sondern strömt auch über die einge- "i ; engte Öffnung Io2 in den Abschnitt 98 ein, wobei das Ventil loo umgangen wird. Letzteres ist zu diesem Zeitpunkt geschlossen. ; Auf diese Weise wirkt das verdünnte Regenerationsmittel nicht \ ' nur auf das Harz im Abschnitt 96 ein, sondern auch auf das '' Harz im Abschnitt 98. Der Abschnitt 98 wirkt also als Verlängerung des Regenerationsabschnittes.

: Da die Nebenleitungsverbindung zwischen den Abschnitten 96 und I ι 98 mit einer eingeengten Öffnung ausgestattet ist können in ^: den beiden Abschnitten unterschiedliche Drücke bestehen. Dies ermöglicht, eine verhältnismäßig starke Gegenwaschströmung im .

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Gegenwasch- und Pulsier-ungsabschnitt 98 und eine verhältnismäßig schwache Strömung im Regenerationsabschnitt 96 beizubehalten. Wegen der Einschnürung der öffnung erzeugt die Gegenwaschströmung keinen derart hohen Druck im Abschnitt 96, daß sich das Druckentlastungsventil 127 dabei öffnet. Falls die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers über das erwünschte Maß ansteigt, Öffnet sich das Druckentlastungsventil 125 und überführt eine gewisse Menge des Spülwassers zum Abfall.

Nach ausreichendem Gegenwaschen wird das Ventil Ho geschlossen. Das Ventil 127 wird geschlossen, während das Ventil 5o geöffnet wird; die Eingabe des Regenerationsmittels wird unterbunden. Das Ventil loo wird geöffnet. Nach einer geringen Zeitverzögerung wird das Ventil Io8 geöffnet. Wenn sich das Ventil 127 schließt und wenn sich das Ventil 5o öffnet wird das in den Regenerationsabschnxtt 96 über das Ventil 13o eintretende Spülwasser über das Ventil 5o in den Tank 3o zum Mischen und Pulsieren des Harzes überführt. Der Druck auf beiden Seiten des Ventils loo wird in Gleichgewicht gebracht, bevor es geöffnet wird. Das Ventil lloo wird schließlich geöffnet, so daß bei nachfolgender öffnung des Ventils Io8 eine Druckzunahme innerhalb des Abschnittes 98 stattfindet. Harz wird innerhalb dieses Abschnittes durch das Ventil loo in den Abschnitt 96 nach unten gedrückt. Eine gleiche Menge regenerierten Harzes wird in den Tank 3o übergeben. Die Ventile Io8, 5o und loo werden daraufhin geschlossen, während das Ventil 127 geöffnet wird. Der Regenerationskreislauf kann erneut begonnen werden.

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Claims (18)

Patentansprüche

1. Adsorptionsanlage mit einem Adsorptionsbehälter zur "Aufnahme einer Menge eines festen Adsorptionsmittels und mit einem Produktauslaß, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (14,16), um ein Medium in den Adsorptionsbehälter (2) einzuleiten und aus dem Behälter zum Produktauslaß zu überführen, einen pulsierend arbeitenden Behälter (30), um ein Adsorptionsmittel vor Überführung in den Adsorptionsbehälter in flüssigem Zustand zu halten, eine Vorrichtung, um das Adsorptionsmittel in einem flüssigen Medium aus dem pulsierenden Behälter in den Adsorptionsbehälter zu leiten und aus diesem Behälter zu überführen, um verbrauchtes Adsorptionsmittel zu ersetzen, und eine Vorrichtung, um die Strömung von Wasser in den Adsorptionsbehälter und aus diesem zu unterbrechen, wenn innerhalb des Adsorptionsbehälters verbrauchtes Adsorptionsmittel ersetzt wird, und um es am Produktauslaß zu ersetzen, wenn die Strömung aus dem pulsierenden Behälter unterbrochen ist.

2. Adsorptionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Unterbrechen und zum Ersetzen dienende Vorrichtung Mittel (58,60) aufweist, um das Medium aus den pulsierenden Behälter zum Produktauslaß zu überführen, und. daß eine den Druck reduzierende Vorrichtung in der Leitung zwischen pulsierendem Behälter und Produktauslaß vorgesehen ist.

3. Adsorptionsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trennvorrichtung, welche abgeführte anionische und kationische Harze aus dem Adsorptionsbehälter aufnimmt und trennt, eine Regenerationsvorrichtung für kationische Harze, eine

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Regenerationsvorrichtung für anionische Harze, eine Vorrichtung, um Harze von der Trennvorrichtung ihren entsprechenden Regenerationsvorrichtungen zuzuführen, und eine Vorrichtung, um Harze aus den Regenerationsvorrichtungen dem pulsierenden Behälter zu übergeben.

4. Adsorptionsanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die zum Mischen der Harze im pulsierenden Behälter dienende ' Vorrichtung Mittel aufweist, um Luft unter Druck in den pulsierenden Behälter einzugeben.

5. Adsorptionsanlage mit einem Adsorptionsbehälter, innerhalb welchem sich eine Menge von Ionentauscher-Harz befindet, und mit einem Produktauslaß, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (12,14,16,18), um ein Medium in den Adsorptionsbehälter (2) einzuführen und um das Medium aus dem Adsorptionsbehälter zum Produktauslaß zu überführen, einen pulsierenden Behälter (30), innerhalb welchem sich Harz in einem flüssigen Medium befindet^ bevor es in den Adsorptionsbehälter eingegeben wird, eine Vorrichtung (24,62,64), um das Harz und das flüssige Medium aus : dem pulsierenden Behälter in den Adsorptionsbehälter zu leiten und aus diesem zu überführen, um abgeführtes Harz zu ersetzen, und eine Vorrichtung, welche zeitlich begrenzt die Strömung von Wasser in den Adsorptionsbehälter und aus demselben unterbricht, wenn abgeführtes Harz im Adsorptionsbehälter ersetzt wird, und um das Medium am Produktauslaß zu ersetzen, wenn die Wasserzufuhr aus dem pulsierenden Behälter unterbunden ist»

6. Adsorptionsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Unterbrechen und zum Ersetzen dienende Vorrichtung Mittel aufweist, um Wasser aus dem pulsierenden Bghälter zum Produktauslaß zu leiten, und weiterhin druckreduzierende Mit- ■ tel in der Leitung zwischen dem pulsierenden Behälter und dem Produktauslaß.

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7. Adsorptionsanlage nach Anspruch 5, geikennzeiciiimet durch eine Trennvorrichtung, welche abgegebene lonentauscherharze aus dem Msorptionsbeliälter aufnimmt und trennt, eine Regenerations vor richtung für die Harze, lüttel, um die Harze aus der Trennvorrichtung ihren entsprechenden legenerationsvorrichtungen zuzuführen, und Mittel, um die Harze aus den Eegenrationsvorrichtun^en in den pulsierenden Behälter zu überfuliren.

8. Adsorptionsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze aus anionischen und Ikationischen Tauscherharzem bestehen.

9. Ionentauscher mit einem Adsorptionsbehälter, innerhalb welchem sich eine Menge kationischer und anionischer Ionentauscherharze befinden, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, um Wasser in den Adsorptionsbehälter zu leiten und aus dem Adsorptiomsbehälter zu einem Produkt aus IaB zu über fuhr em, eine Vorrichtung, un abgegebene Harze des Adsorptionsbehälters abzuleiten, eine Vorrichtung zur Trennung der Harze, eine Vorrichtung, um die getrennten Harze ihren entsprechenden Regeneratiomsbehälterm zuzuführen, eine Anzahl von Regener at ionsvorrichtaimgem, welche je erste und zweite Abschnitte aufweisen, MIttel, welche die entsprechenden Abschnitte miteinander verfeinden, eime Ventilvorrichtung in der Verbindung zwischen den entsprechendem schnitten, um Harz aus dem ersten Abschnitt im den zweitem schnitt zu überführen, wobei ein Kanal parallel mit der Verbindung besteht, eine Vorrichtung,uaWasser in den ersten-Albsclknitt einzuführen, um die abgegebenen Harze zu vaschem, eine Vorrichtung, um ein Regenerationsmittel in den zweitem Absdhmitt einzuleiten, um das Hegemerationsmittel zua verdränimejffl mnad um das verdünnte Regener at i<omsmittel durch den zweitem Äsdhmitt, durch den eingeengten Xamal und durch den erstem Absclaaiitt ζω bewegen, und. eine Vorriclitiutng, vm. regeneriertes Harz auas dem zweiten Abschnitt der RegemerationsTorriclhtung eimern lüsch- und Pulsierbehälter zu überführen.

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ORIGINAL INSPECTED

10. Ionentauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt erste und zweite, vertikale Säulen und eine Vorrichtung aufweist, welche die Verbindung und die Strömung von Harz und Flüssigkeit zwischen den Säulen an deren unterem Ende herstellt, wobei der erste Abschnitt aus einem rohrförmigen Teil besteht, dessen unteres Ende mit dem oberen Ende einer der Säulen unter Zwischenschaltung der Verbindungsmittel und des eingeschnürten Kanales verbunden ist.

11. Ionentauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, um regeneriertes Harz aus der Regenrationsvorrichtung dem Adsorptionsbehälter zu überführen aus einem pulsierenden Behälter besteht, welcher das regenerierte Harz aufnimmt, und aus einer Vorrichtung, um das regenerierte Harz unter Druck aus dem pulsierenden Behälter in den Adsorptionsbeliälter zu überführen.

12. Ionentauscher, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Adsorptionsbehälters eine Menge gemischter anionischer und kationischer Tauscherharze gespeichert ist, daß eine Vorrichtung V/asser in den Adsorptionsbehälter leitet und aus dem Adsorptionsbehälter einen Produktauslaß überführt, daß eine Vor-

. richtung aus dem Adsorptionsbehälter abgegebenes Harzgemisch aufnimmt und das kationische Harz vom anionischen Harz trennt, wonach die getrennten kationischen und anionischen Harze regeneriert werden, daß eine Vorrichtung die regenerierten Harze dem Adsorptionsbehälter wieder zustellt, daß eine Vorrichtung die regenerierten Harze dem Misch- und Pulsierbehälter überführt, wobei jede der R-egenerationsvorrichtungen aus ersten und zweiten Abschnitten besteht, welche mittels einer Vorrichtung verbunden sind, daß eine Ventilvorrichtung in Verbindung zwischen den Abschnitten eingeschaltet ist, um Harz aus dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt gelangen zu lassen, daß ein Kanal parallel mit der Verbindung besteht, daß eine Vorrichtung die abgeführten Harze aus der Trennvorrichtung

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dem ersten Abschnitt ihrer entsprechenden Regenerationsvorrichtung überführt, daß eine Vorrichtung V/asser in den ersten Abschnitt jeder Regenerationsvorrichtung eingibt, um das abgeführte Harz zu waschen, und daß eine Vorrichtung ein Regenerationsmittel in den zweiten Abschnitt jeder Regenerationsvorrichtung einführt, um die Regenerationsmittel zu verdünnen, und um die verdünnten Regenerationsmittel innerhalb jeder R.egenerationsvorrichtung durch den zweiten Abschnitt, den Kanal und den ersten Abschnitt zu leiten.

13. Ionentauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal eingeschnürt ist.

14. Ionentauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet," daß die Vorrichtung zur Rückführung der regenerierten Harze in den Adsorptionsbehälter aus einem zum rüschen und Pulsieren dienenden Behälter besteht, welcher das regenerierte Harz aufnimmt, daß eine Vorrichtung die regenerierten Harze in zum Mischen und pulsierenden Behälter mischt,und daß eine Vorrichtung die regenerierten Harze unter Druck aus dem pulsierenden Behälter in den Adsorptionsbehälter überführt.

15. Ionentausch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Mischen der regenerierten Harze dienende Vorrichtung mit Mitteln versehen ist, welche Luft unter Druck in den Misch- und Pulsierbehälter überführen.

16. Verfahren zur Erzeugung eines ununterbrochenen Strones entmineralisierten Wassers aus einem Ionentauscher unter Verwendung eines Adsorptionsbehälters, eines Produktauslasses und eines pulsierenden Behälters, innerhalb welchem sich frischer Harzschlamm befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserstrom innerhalb des Adsorptionsbehälters bis zum Produktauslaß erzeugt wird, daß eine Strömung von Ilarzschlaran zwischen dein pulsierenden Behälter und dem Adsorptionsbehälter erzeugt wiifd, daß ein Druck am 11 ar ζ sch lamm innerhalb des pulsierenden Behälters angelegt wird, um das Harz aus den Behälter

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in den Adsorptionsbehälter zu drücken, daß der Wasserstrora durch den Adsorptionsbehälter zuia Produktauslaß unterbrochen wird, wenn Harz aus de^i pulsierenden Behälter in den Adsorptionsbehälter übertragen wird, und daß während der Übertragung von Harz eine Strömungsverbinduiig hergestellt iiird, um Wasser aus dei? Harz schlamm des pulsierenden Behälters zuaa Produkt aus laß zu leiten.

17. Verfahren zum Regenerieren eines verbrauchten Ionen-Tauscherharzes, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in beide Abschnitte einer Refenerationsvorrichtung eingeleitet wird, welche aus ersten und zweiten Abschnitten besteht, wobei die Abschnitte über eine Ventilverbindung verbunden sind, welche parallel zu einem engeschnürten Kanal liegt, daß Wasser in den ersten Abschnitt eingeleitet wird, um das Harz iia Abschnitt zu waschen und daß eine Regenerationslösung in den zweiten Abschnitt und durch den eingeschnürten Kanal in den ersten. Abschnitt eingeleitet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen von Wasser das Hindurchleiten von Regenerations»!ttel gleichzeitig durchgeführt wird.

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