DE2320662A1

DE2320662A1 - Vorrichtung zum austauschen von fluessigen oder gasfoermigen medien in einem beweglichen bett

Info

Publication number: DE2320662A1
Application number: DE2320662A
Authority: DE
Inventors: Pierre Lagoutte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1973-10-25
Also published as: FR2180612B1; FR2180612A1; US3882022A

Description

PATENTANWALT

TEL. -- -<i---3

Trier, den 21.4-1973

I» 117

Pierre Lagoutte Le Iholonet/Srankreieh

Vorrichtung zum Austauschen von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem "beglichen Bett

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung nach Art eines Ionenaustauschers, um verschiedaie chemische Yeränderungen bei unterschiedlichen flüssigen oder gasförmigen Medien vorzunehmen.

Ein Anwendungsgebiet ist die Behandlung von Rohwasser, das vorher "beispielsweise durch Dekarbonation gefiltert ist. Die Vorrichtung kann auch in zwei Einheiten "beispielsweise in einer Bemineralisationskette verwendet werden. Im letzteren Falle ist die erste Einheit mit kationisiertem Harz "beschickt, während' die zweite

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folgende mit anionisiertem Harz beschickt ist.

Ein sehr einfaches Anwendungsgebiet ist das Enthärten von vorgefiltertem Wasser bei Harzaustausch im Natriumkreislauf.

Eei der Enthärtung von hartem Wasser wird ein Ionenaus tauschte tt benutzt, das aus kleinen kationisierten Harzkugeln imJJatriumkreislauf besteht. Das harte Wasser wird beim Durchgang durch das Harzbett enthärtet« Das Harz muß periodisch erneuert werden. Sei den bekannten ¥asserenthärtungsvorrichtungen muß die Anlage dafür öfter von Zeit zu Zeit angehalten werden, um den Harzaustauscher einer Regenerationsbehandlung zu unterwerfen,

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Wasserenthärter mit einem beweglichen Bett zu schaffen, der ohne Unterbrechung benutzbar ist, wobei das Harz durch eine fortlaufende Zirkulation regeneriert wird.

Die Aufgabe wird durch eine Waaserenthärtungsanordnung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus drei Hauptteilen besteht, nämlich

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1. aus einem geschlossenen Enthärtungsbehälter, in dessen oberem Teil Harz in regenerierter Jorm verteilt ist und in dessen unterem Teil sich die Zirkulation des Harzes von o"ben nach unten um einen mittleren, radialen Verteiler mit poröser Wand und im inneren eines j^eriphe— ralen Sammlers vollzieht, wobei das zu "behandelnde Wasser roh in den mittleren Verteiler geschickt wird, um radial horizontale Schichten des Harzbettes zu durchdringen, ehe es enthärtet in den peripheralen Sammler gelangt, von dem ein Teil des Wassers das verbrauchte Harz am unteren Teil des Enthärtungsbehälters mitnimmt,

2. aus einer Regenerationskolonne, die das verbrauchte Harz aufnimmt und es durch Mischung in einem Laugenbad, das im Gegenstrom zirkuliert, regneriert, so daß am oberen Teil der Kolonne das regenerierte Harz austritt ,

3· aus einer Spülkolonne, in deren unteren Teil das von der Regenerationskolonne gekommene Harz eindringt und an deren oberen Teil das Harz austritt, nachdem es mit enthärtetem Wasser im G-egenstrom gespült ist, wonach das regenerierte und gespülte Harz in den oberen Teil des Enthärtungsbehälters geschickt wird,

ffach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die Regenerationskolonne eine innere Doppelwand, in deren Zwischenraum im oberen Teil das verbrauchte Harz

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eingeführt wird, das im Zwischenraum bis zum Grund der Kolonne nach unten fällt und in einer mittleren Kammer wieder hoch steigt, ehe es in die Spülkolonne gelangt.

Uach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Laugenpumpe vorgesehen, um die Lauge aus einem Behälter zu entnehmen und in die Regenerationskolonne zu bringen, wo sie im Gegenstrom des . Harzes zirkuliert und von dem die verbrauchte Lauge anschließend ausgelassen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Zweigleitung, in der ein Teil des enthärteten ¥assers abgeleitet wird, eine zweite Pumpe vorgesehen, um einen Teil des Wassers zum Auslaß am Grund des Enthärtungsbehälters zu pumpen, von wo es das verbrauchte Harz zu der Regenerationskolonne mitnimmt, und um einen anderen Teil des Wassers zum oberen Teil der Spülkolonne zu pumpen, von wo das Wasser zu einem Teil mit dem regenerierten und gespülten Harz oben in den Enthärtungsbehälter wieder eingeführt und zu einem anderen Teil dem Ausfluß zugeleitet wird»

Mach einem anderen Merkmal der Erfindung laufen die Yerbindungsleitungen zum Ausfluß, die teilweise verbrauchte Lauge und teilweise Spülwasser enthalten,

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zu einer Steuervorrichtung zusammen, um das Gleichgewicht der entsprechenden Strömungsmengen zu halten.

Nach einem weiteren Merkmal ist an der SpüTkolonne ein iieitungswiderstandsmesser angeordnet, um den elektrischen mittleren Leitwiderstand des zirkulierenden Produktes zu messen.

Nach einem noch weiteren Merkmal ist am oberen Seil der Spülkolonne eine fotoelektrische Zelle vorgesehen, deren Lichtstrahl durch die Pührungskolonne geht.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen, die beispielhaft aber nicht begrenzend sind, dargestellt. Es zeigen:

lig. 1 eine Gesamtansicht einer Wasserenthärtungsanordnr.ng nach der Erfindung,

Fig. 2 einen jbcialschnitt durch den Enthärtungsbehälter.

Die Anordnung nach I?ig. 1 besteht aus drei Hauptteilen, nämlich einem Enthärtungsbehälter 1, einer Regenerations— kolonne 2 und einer Spülkolonne 3. Der Enthärtungsbe— halter 1 ist geschlossen. Im Inneren hat er einen mittleren Verteiler 4> dessen Wandung 5 porös ist. Hm den Verteiler

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ist die Wand 6 des Behälters 1 auch porös. Der Enthärtungs— ■behälter ist von einem Sammler 7 umgehen» Die Wasser— enthärtung erfolgt durch Zirkulation, wie es im Schema nach Fig. 2 gezeigt ist. Das Rohwasser wird am Boden des Behälters 1 (Pfeil 8) eingeführt. Die Zuleitung 9 • mündet in den Verteiler 4. Das Wasser strömt radial durch das in Schichten (siehe Pfeil 1o) übereinander— liegende Behandlungsmittel, z.B Harz, das zwischen den porösen Wänden 5 und 6 liegt. Uach Durchqueren des Harzes läuft das enthärtete Wasser in den Sammler 7, von wo es durch eine Leitung 11 austritt«

Am. oberen Teil des 3ehälters T ist eine Leitung 12 vorgesehen, durch die das regenerierte Harz 13 (siehe Pfeil 14) in den Enthärtungsbehälter 1 gelangt. Das Harz fließt kontinuierlich nach unten und, wenn es verbraucht ist, wird es in einem Auffangbehälter 15 gesammelt, der- am Boden des Enthärtungs"behälters 1 angeordnet ist. Der Auffangbehälter 15 ist von einer Düse durchdrungen, die ein Teil des enthärteten Wassers 17 heranführt_r um das verbrauchte Harz in Richtung des Pfeiles 18 mitzunehmen.

Das Schema des Kreislaufes ist wie folgts Das zu behandelnde Wasser kommt roh in die Leitung 9 (Fig. !,Pfeil 8), Es wird enthärtet, in dem es das' Harz

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gemäß dem Schema durchquert, wie es in Hg. 2 gezeigt ist, so daß am Ende enthärtetes Wasser in der Ausgangsleitung 11 erhalten -wird.

Durch die Leitung 11, von der eine Leitung 19 abzweigt, wird eine geringe Ausströmmenge von enthärtetem Wasser einer Pumpe 2o zugeführt, von der es zu einem Durchfluß— messer 21 .gelangt, an dessen Ausgang sich der lluß in . zwei Leitungen 22 und 23 teilt. Die Leitung 23 mündet in eine Leitung 16, um das verbrauchte Harz durch eine Rohrleitung 24, die oben an der Regenerationskolonne 2 angeschlossen ist, mitzunehmen.

Die Leitung 22 teilt sich in zwei Leitungen, nämlich eine Leitung 25, die oben an der Spülkolonne 3 mündet, und eine Leitung 26, die zu einem Abfluß 27 führt.

Die Regenerationskolonne 2 besteht aus zwei konzentrischen Rohren, nämlich einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr 28. Die Mischung von verbrauchtem Harz und Wasser wird oben in eine ringförmige Kammer gegeben, die das Rohr 28 umgibt. Das verbrauchte Harz fällt, wie durch die Pfeile 29 angegeben, in der Kolonne 2, nach unten_;um dann wieder in einer mittleren Kammer des Rohres 28 (Pfeil 3o) hochzusteigen. ^v

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oberen Teil der Kolonne 2 wird das Harz regeneriert und gelangt in den unteren Teil der Spülkolonne 3 (Pfeil 31). In der Regenerationskolonne 2 zirkuliert eine lauge im Gegenstrom, die einem Behälter 32 durch eine Pumpe 33 entnommen wird. Die Pumpe 33 drückt die lauge in eine leitung 34. Die lauge zirkuliert im Gegenstrom des Harzes, d.h. im entgegengesetzten Sinn wie die Pfeile 3o und 29, um verbraucht durch die leitung 24 abzufließen, von der sie durch eine leitung 35 (Pfeil 36) mitgenommen wird. Die leitung 35 führt zum Ausguß 27.

Das aus der leitung 25 kommende Spülwasser geht durch einen lichtstrahl einer fotoelektrischen Zelle 38, die den Harzpegel steuert, der im inneren der Kolonne 3 bis zur Ausgangsleitung 37 abfällt. Das die. Kolonne 2 (Pfeil 31) verlassercb regenerierte Harz zirkuliert von unten nach oben in der Kolonne 3 im Gegenstrom zum Spülwasser. Gespült fließt das Harz durch die leitung 12 (Pfeil 14) > zum Enthärtungsbehälter 1 zurück.

Die Anordnung weist vorteilhaft noch einen Durchflußmesser 39 in der leitung 26 des gebrauchten Spülwassers, einen elektrischen leitungswiderstandsmesser 4o, der durch das gespülte Harz der Kolonne 3 arbeitet, und verschiedene Probehähne, wie 41, auf_e

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Claims

1. Vorrichtung zum Austauschen von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem beglichen Bett, insbesondere Ionenaustauscher, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behandlungsbehälter (1), in dessen Inneren ein Verteiler (4} mit poröser Wand (5) für das zu behandelnde Medium angeordnet ist, der von einem Sammler (7) für das behandelte Medium umgeben ist, dessen Trennwand (6) zum Sammler porös ist, der oben einen Einlaß für das regenerierte Behandlungsmittel (13) und unten einen Auslaß für das verbrauchte Behandlungsmittel aufweist, und bei dem die Abflußleitung (ig) für das behandelte Medium eine Abzweigleitung (23) hat, die mit dem Auslaß für das verbrauchte Behandlungsmittel verbunden ist, durch eine Regenerationskolonne (2), die mit dem Auslaß für das verbrauchte Behandlungsmittel des Behandlungsbehälters (1) verbunden ist, in der das Behandlungsmittel mit einem Regenerationsmittel in Berührung bringbar ist und die im oberen Teil einen Auslaß für das regenerierte Be- - handlungsmittel aufweist, und durch eine Spülkolonne (3), deren unterer Teil mit dem Auslaß der Regenerations— kolonne (2) verbunden ist und deren oberer Teil mit dem oberen Teil des Behandlungsbehälters (1) verbunden ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationskolonne (2) eine mittlere, mit der Spülkolonne (3) verbundene Kammer und eine äußere, ringförmige Kammer aufweist, in deren oberen Teil • eine vom Behandlungsbehälter (1) kommende Zuführleitung (24) für das verbrauchte Behandlungsmittel mündet und die durch eine Trennwand (28) von der mittleren Kammer getrennt, jedoch im unteren Teil mit der mittleren Kammer verbunden ist.

3. Yorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationskolonne (2) mit einer Zuleitung(34) für ein Regenerationsmittel, das in bestimmter Menge im G-egenstrom zum Behandlungsmittel in der Regnerations— kolonne zirkuliert und anschließend ausgelassen wird, verbunden ist.

4. Torrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3_f dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Behandlungsbehälters (1) ein Auffangbehälter (15) zur Aufnahme des verbrauchten Behandlungsmittels angeordnet ist, der durch eine Leitung (24) mit dem oberen Teil des Regenerationskolonne (2) verbunden ist, und daß am oberen Teil der Spülkolonne (3) eine Rückführ-leitung (12) für das ν regenerierte und gespülte Behandlungsmittel angeordnet ist, die mit dem oberen Teil des Behandlungsbehälters (1) verbunden ist,

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkolonne (3) eine Einrichtung (40) (Leitungswiderstandsmesser) zum Messen der mittleren Zusammensetzung des zirkulierenden Behandlungsmittels j aufweist.

6. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 5, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil der.Spülkolonne (3) eine fotoelektrische Zelle (38) angeordnet ist,deren Lichtstrahl den Behandlungsmittelpegel in der Torrichtung steuert.

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