DE2239250C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte

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DE2239250C3
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separation chamber
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Jean Paris Bouchard
Vincent Velizy-Villacoubley Savall
Pierre Saint-Cloud Treille
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Degremont SA
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Degremont Societe Generale dEpuration de dAssainissement
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/64—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type of the free settling type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02—Column or bed processes
    • B01J47/04—Mixed-bed processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

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Die Erfindung betrifft eine verbesserte, mit Wirbelbetteffekt arbeitende Vorrichtung zum kontinuierlichen Abirennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte, um letztere entsprechend geeigneter Korngrößenverteilungen zu klassieren.
Es ist bekannt, den Wirbelbetteffekt zum Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte zu benutzen, und zwar unter Verwendung einer auf dem Wirbelbetteffekt basierenden Vorrichtung mit zwei Abteilungen, die über eine Wand getrennt sind und am unteren Ende miteinander in Verbindung stehen. Die beispielsweise aus Austauscherharzen bestehende Feststoffmischung wird kontinuierlich in die Abtrennvorrichtung eingeführt, und zwar in die äußere Abteilung, wobei beide Abteilungen über ein an ihrem unteren Ende angeordnete Gitter mit einem Sichtfluid beaufschlagt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist die sich nach oben erweiternde innere Kammer, die kontinuierlich an ihrem unteren Ende die Mischung aus abzutrennenden Austauscherbarzen und deren Trägerfluid aufnimmt, kegelstumpfförmig ausgebildet.
Nach einer besonders fortschrittlichen Weiterbildung der Erfindung kann die Abtrennkammer zylindrisch-konisch ausgebildet sein uni in ihrem unteren, koaxial zur inneren Kammer liegenden Abschnitt die Form eines Kegelstumpfs besitzen.
Aus der USA.-Patentschrift 3 595 385 ist eine Trennvorrichtung bekannt, die aus zwei Zylindern verschiedenen Durchmessers besteht, die durch ein kegelstumpfförmiges Verbindungsstück verbunden sind. Die Trichterform dieses Verbindungsstücks erleichtert jedoch lediglich den Austritt des Harzes. Durch die besondere Geometrie der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung wird dagegen der Wirbelbetteffekt mit dem sich erweiternden Trennkammerdurchmesser bis zum Ausfluß der Turbulenzbildung abgebaut.
Vorzugsweise ist oberhalb der Abtrennkammer eine zylindrische Pufferzone vorgesehen, deren Durchmesser größer als der der Abtrennkammer ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der sich nach oben erweiternden inneren Kammer eine Beruhigungsvorrichtung, beispielsweise in Form von Ablenkflächen, vorgesehen ist, um jede Möglichkeit zur Turbulenzbildung völlig auszuschließen.
Vorzugsweise besteht die Einrichtung zum Einführen der Sichtflüssigkeit am unteren Ende der Abtrennkammer aus einem mit Öffnungen versehenen Torusrohr oder aus einer beliebigen anderen an sich bekannten Verteilervorrichtung.
Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich in besonders vorteilhafter We;\e, jedoch nicht ausschließlich, zur Abtrennung von Austauscherharzen bei Entmineralisierungsbehand'iungen unter Verwendung beweglicher Betten.
Die vorgenannten Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung dienen dazu, eine fortschreitende Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit zu bewirken, mit der sich die Mischung aus den abzutrennenden Austauscherharzen und deren Trägerfluid bewegt.
Die Mischung, die am unteren Ende der inneren, vorzugsweise kegelstumpfförmigen Kammer eingeführt wird, zirkuliert von unten nach oben in dieser Kammer, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die sich in Abhängigkeit von der fortschreitenden Vergrößerung des Strömungsquerschnitts vermindert.
Auf Grund der Tatsache, daß im oberen Abschnitt dieser kegelstumpfförmigen Kammer keinerlei Turbulenzerscheinungen auftreten, können sich dann, wenn die Mischung der Austauscherharze mit sehr geringer Geschwindigkeit in die Abtrennzone der äußeren Kammer gelangt, die schwereren Körner ohne Schwierigkeit von den leichteren Körnern abtrennen.
Wenn außerdem der untere Abschnitt der äußeren Kammer, in welchem die Abtrennung erfolgt, ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist, nimmt die Geschwindigkeit der Sichtströmung dort von unten nach oben ab, so daß die Klassifikation der schwereren Körner erleichtert und ein Absinken der leichteren Körner verhindert wird.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in
Fig. I einen schematischen Axialschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen schematischen Axialschnitt durch den unteren Teil der Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 3 in verkleinertem Maßstab einen Axialschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 4 eine Detailansicht einer Anordnung nach der Erfindung.
Die Vorrichtung nach Fig. I besteht aus einer zylindrisch-konischen Abtrennkammer I, deren unterer Abschnitt 2 kegelstiimpfformig ausgebildet ist. Innerhalb dieser Abtrennkammer und koaxial zum unteren, kegelstumpfförmigen Abschnitt 2 liegt eine zweite Kammer 2, die als dünner Kegelstumpf ausgebildet ist.
Die Mischung aus den abzutrennenden Austauscherharzen R1 und Ä„ und ihrem Trägerfluid wird kontinuierlich bei 4 in das untere Ende der kegelstumpfförmigen Kammer 3 eingeführt. Die Mischung strömt vertikal von unten nach oben durch diesen Kegelstumpf, und zwar mit einer Fortpflanzungsgeschwindigkeit, die sich fortschreitend in Abhängigkeit von der Vergrößerung des Strümungsquerschnitts vermindert. Im oberen Abschnitt der zweiten Kammer gelangt die Mischung mit einer sehr geringen Geschwindigkeit und frei von Turbulenz in eine Abtrennzone 5, die am unteren Ende des zylindrischen Abschnitts der Abtrennkammer 1 liegt. Die schwereren Körner R., trennen sich ohne Schwierigkeiten ab und wandern längs dem unteren, kegelstumpfförmigen Abschnitt 2 der äußeren Abtrennkammer nach unten. Am unteren Ende dieses Abschnitts wird bei 6 ein Sichtfluid eingeführt, welches sich über die gesamte freie Fläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 2 verteilt. Zum Einführen des Sichtfiuids dient eine geeignete Verteilungsvorrichtung, wie etwa ein perforiertes Torucrohr arbeitet, usw.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung ist der obere Abschnitt 8 der Vorrichtung kegelstumpfförmig ausgebildet.
Eine bevorzugte Anordnung besteht darin, daß der cbere Abschnitt 8 zwei übereinanderliegende Zylinder unterschiedlichen Durchmessers aufweist, welche über einen Kegelstumpf 14 (s. Fig. 3) miteinander verbunden sind, wobei der obere Zylinder 15 als Pufferzone wirkt. Dies dient dazu, die Aufschwemmgeschwindigkeit zu vermindern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Anordnung nach der Erfindung (s. F i g. 4) ist der obere Absc'nniti der kegelstumpfförmigen Kammer 3 mit einer Beruhigungsvorrichtung 16, beispielsweise mit Ablenkflächen, versehen, wodurch jede Möglichkeit zur Turbulenzbildung völlig ausgeschlossen wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet vorteilhafterweise folgendermaßen:
Eine Experimentierkolonne mit einem Zylinder-
t5 durchmesser von 600 mm und einem aufgenommenen Harzvolumen von 400 1 bietet die Möglichkeit, 1200 l/h einer Mischung aus kationischen und anionischen Austauscherharzen abzutrennen. Während I '.'s Minuten wurde eine Mischung aus kationischen
so und anionischen Austaui.verharzen sowie aus deren Trägerfluid, im vorliegenden Fall Wasser, mit einer Fördermenge von 13 m:1/h am unteren Ende der inneren, kegelstumpfförmigen Kammer in die Vorrichtung eingeleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit von
8 m's am unteren Ende des Kegelstumpfes sank auf 8 cm/s im oberen Abschnitt ab. Nach einer Ruhezeit von 1 Minute wurde 30 cm oberhalb der Abtrennzone weniger als 1 c/o kationischer Harze festgestellt. Dabei befanden sich im unteren Abschnitt der Kolonne 99,8 "Vo kationischer Harze. Nach Abziehen der Harze und Erneuerung des Verfahrenszyklus konnten identische Werte festgestellt werden. Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß man unabhängig von der gewählten Verwendung, Durchführung und Anwendung Vorrichtungen zum kontinuierlichen Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte erhält, die gegenüber den bisher zum gleichen Zweck vorgesehenen bekannten Vorrichtungen noch folgende, über die bereits bisher erwähnten Vorteile hinausgehende Vorteile aufweisen: Insbesondere sind sie von einfacher Konstruktion und gestatten eine kontinuierliche, sehr wirksame Abtrennung unterschiedlich gearteter Austauscherharze, wobei die besonders vorteilhafte Möglichkeit geboten wird, Schichten von gewünschter Korngröße in konstanten Verhältnissen abzuziehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte unter Verwendung des Wirbelbetteffekts, bestehend aus einer Abtrennkammer mit einer am unteren Ende ihres unteren Abschnitts angeordneten Einrichtung zum Einführen einer Sjchtflüssigkeit und mit Mitteln zum Abziehen der verschiedenen Arten von Harzen, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des unteren Abschnitts (2) der Abtrennkammer (1) eine zweite Kammer (3) koaxial angeordnet ist, daß die zweite Kammer (3) im Querschnitt von unten nach oben zunimmt und daß sie an ihrem unteren Ende eine Einrichtung (4) zum kontinuierlichen Einführen der Mischung aus abzutrennenden Austauscherharzen sowie deren Trägerfluid aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach oben erweiternde innere Kammer (3), die kontinuierlich an ihrem unteren Ende die Mischung aus abzutrennenden Austauscherharzen und deren Trägerfluid aufnimmt, kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennkammer (1) zy'.'ndrisch-konisch ausgebildet ist und an ihrem unteren, koaxial zur inneren Kammer (3) liegenden Abschnitt (2) d'r Form eines Kegelsiumpfs besitzt.
4. Vorrichtung nach eine»n der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Abtrennkammer (1) eine zylindrische Pufferzone (15) vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der der Abtrennkammer (1) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der sich nach oben erweiternden inneren Kammet (3) eine Beruhigungsvorrichtung (16), beispielsweise in Form von Ablenkflächen, vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zum Einführen der Sichtflüssigkeit am unteren Ende der Abtrennkammer (1) aus einem mit Öffnungen versehenen Torusrohr besteht.
DE2239250A 1971-08-09 1972-08-09 Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Austauscherharzen unterschiedlicher Dichte Expired DE2239250C3 (de)

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DE2239250B2 DE2239250B2 (de) 1974-05-02
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CH (1) CH558668A (de)
DE (1) DE2239250C3 (de)
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GB (1) GB1379068A (de)
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