DE2507002A1

DE2507002A1 - Schleifenfoermige kontinuierliche ionenaustauschereinheit

Info

Publication number: DE2507002A1
Application number: DE19752507002
Authority: DE
Inventors: Hisashi Akatsuka; Wataru Iida; Masazumi Kashiwabara
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1975-08-28
Also published as: JPS50108949U; IT1029789B; JPS5313798Y2; GB1476032A; FR2261806B1; US3993562A; DE2507002B2; DE2507002C3; FR2261806A1

Description

G 49 770

Idemitsu Kosan Company Limited

No. 1-1, 3-Chome,Marunouchi,Chiyoda-Ku,

Tokyo, (Japan)

Schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit

Die Erfindung betrifft eine modifizierte schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustausehereinheit.

Der kontinuierliche Betrieb einer Ionenaustauscherreaktionseinheit mit einem sich bewegenden Bett erfolgt üblicherweise nach dem sogenannten Higgins-System. Dieses Higgins-System wurde ursprünglich zum Extrahieren von spezifischen Bestandteilen verwendet, neuerdings wird jedoch eine Modifikation davon für die Herstellung von reinem Wasser und für die Behandlung von Abwasser verwendet.

Die für diese Zwecke verwendete konventionelle schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit hat jedoch verschiedene Nachteile, wie z. B. eine instabile Harzübertragung und dgl. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme

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auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ionenaustauschereinheit gemäß Stand der Technik und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ionenaustauschereinheit.

Die Ziffern in den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen haben im einzelnen die folgenden Bedeutungen:

In Fig. 1 bedeuten:

41 einen Kontaktgeber (pneumatischen Schalter), 42 ein Ventil, 43 den Harzwiege- und -behandlungsabschnitt, 44 ein Ventil, 45 den Schleifenabschnitt, 46 den Waschabschnitt, 49 den Rückwaschabschnitt, 51 bis 58 Rohrleitungen, 59 einen Verteiler, 60 einen Sammler, 61 und 62 Ventile und 63 eine Rohrleitung.

In Fig. 2 bedeuten:

I den Rohwasserbehandlungsabschnitt, 2 ein Ventil, 3 den Harzwiege- und -behandlungsabschnitt, 4 ein Ventil, 5 den Regenerierungsabschnitt, 6 den Waschabschnitt, 7 einen Hohlraum, 8 eine Rohrleitung, 9 den Rückwaschabschnitt, 10 ein Ventil,

II bis 18 Rohrleitungen, 19 einen Verteiler und 20 einen Sammler.

Eine konventionelle Ionenaustauschereinheit hat im einzelnen den in der Fig. 1 dargestellten Aufbau, anhand dessen nach-

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folgend das Harzübertragungsverfahren (Harztransportverfahren) näher erläutert wird.

Eine bestimmte Menge Harz wird in den Harzwiege- und -Übertragungsabschnitt (Impulsraum) 43 eingeführt unter Öffnung des Ventils 42, so daß das Harz in den Rückwaschabschnitt fällt. Wenn das Harz den obersten Teil des Empfindlichkeitsbereiches eines im Impulsraum vorgesehenen Schallsensors erreicht hat, schließt der Schallsensor das Ventil 42, so daß die Harzeinführung gestoppt wird.

Zu der Impulszeit wird das folgende Verfahren durchgeführt, um die Harzüberführung (den Harztransport) auf die Innenseite der Schleife zu erleichtern: die Schleifenventile 41, 61 und 62 werden geöffnet, wobei Wasser durch die Rohrleitung 63 zufließt und das Harz in dem Kontaktgeber (pneumatischen Schalter) 41 anhebt, und die Rohrleitung 53 wird geöffnet um nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeit Wasser einzuführen. Die Rohrleitung 53 wird geschlossen, wenn das Harz bis zum untersten Teil des Schallsensors gefallen ist, um den Anschlag (die Hublänge) einzustellen, so daß die Übertragung beendet ist. Da der übliche Schutz für die Zeit des Schallsensors nicht ausreicht, wird ein Impulsgeber vorgesehen,und wenn eine vorher festgelegte Zeit verstrichen ist, kann die Übertragung durch Schließen der Rohrleitung 53 auch dann beendet werden, wenn die Harzschicht noch nicht bis zum untersten Teil des Schallsensors gefallen ist.

Wie oben erwähnt, erfolgt in der konventionellen schleifen-

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förmigen kontinuierlichen lonenaustauschereinheit die Harzübertragung (d, h. die Impulshublänge) durch Einführen einer bestimmten Menge Harz in den Impulsraum 43 und Übertragen derselben mittels eines hydraulichen Druckes. Bei diesem Verfahren istdie Harzübertragung (der Harztransport) sehr instabil, da sie entgegen der Schwerkraft erfolgt. Bei dem konventionellen Verfahren ist selbst bei gleichem hydraulischem Druck eine andere Übertragungsgeschwindigkeit zu beobachten, weil die Harzdichte (d. h. die Packungsdichte des Harzes) in dem Schleifenabschnitt 45 nicht fest ist. Wenn der Schleifenabschnitt sehr dicht gepackt ist, erreicht der Impulszeitgeber das Ende, bevor das Harz in den untersten Abschnitt des Schallsensors übertragen worden ist, so daß ein Ausfall (Mangel) der Hublängen auftritt. Wenn dagegen der Schleifenabschnitt sehr weich gepackt ist,ist die Übertragungsgeschwindigkeit zu hoch und die Übertragung wird fortgesetzt, während der Schallsensor schließt.

Bei der Harzübertragung wird das Harz im zentralen Abschnitt leichter übertragen als in den äußeren Abschnitten. Daher kann die Harzübertragung nicht gMchmäßig erfolgen, es kann beispielsweise nur ein Teil leicht konzentrisch fliessen, wenn die Packungsdichte (Packungsrate) des Harzes hoch ist. Außerdem lenkt dort, wo sich die Rohrleitung in der Nähe des Abschnittes zur Einführung von chemischen Substanzen in den Regenerierungsabschnitt krümmt, die eingeführte Substanz leicht den Strom ab. Dabei entsteht zu einigen Zeitpunkten ein Wirbelstrom in dem Impulsraum und dieser führt zum Auftreten des Schwebephänomens des Harzes. Die Folge davon ist,

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daß die Harzwiegeeinheit unkorrekt arbeitet und daß die Menge des übertragenen (überführten) Harzes instabil wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit anzugeben, bei der diese Probleme nicht auftreten.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende modifizierte schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Das Rohwasser oder der Zufluß wird in den unteren Abschnitt des Rohwasserbehandlungsabschnittes 1 durch die Rohrleitung 11 und den Verteiler 19 eingeführt und als behandeltes Wasser aus dem Sammler 20 und der Rohrleitung 12 nach dem Kontaktieren mit dem Ionenaustauscherharz im Gegenstrom abgezogen. Ein Harz in dem Rohwasserbehandlungsabschnitt 1 wird unter dem Einfluß seines eigenen Gewichtes durch Öffnen des Drosselklappenventils 2 in den Harzwiege- und -Übertragungsabschnitt (d. h. den Impulsraum) 3 eingeführt. Das Harz wird durch das Ventil 4 in den Regenerierungsabschnitt 5 überführt durch Einführen eines Impulswassers durch die Rohrleitung 13 und das Harz wird darin mit der chemischen Substanz (z. B. HCl) die durch die Rohrleitung 15 zugeführt wird, für die Regenerierung kontaktiert. Die verwendete chemische Substanz wird durch die Rohrleitung 14 abgezogen. Dann wird das regenerierte Harz in den Waschabschnitt überführt, in dem es mit durch die Rohrleitung 17 zugeführtem Wasser gewaschen wird. Das zum Waschen verwendete Wasser wird durch die

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Rohrleitung 16 abgezogen. Das Harz dehnt sich durch das Waschen aus und als Gegenmaßnahme für diese Ausdehnung ist im oberen Abschnitt des Waschabschnittes 6 ein bestimmter Hohlraum 7 vorgesehen. Das gewaschene Harz wird unter dem Einfluss seines eigenen Gewichtes oder unter Anwendung eines hydraulischen Druckes durch die Rohrleitung 8 in den Rückwaschabschnitt 9 überführt. In diesem Abschnitt wird das Harz mit dem durch die Rohrleitung 18 zugeführten Rückwaschwasser rückgewaschen und danach wird es durch das Ventil 10 in den oben erwähnten Rohwasserbehandlungsabschnitt eingeführt. Durch Verwendung einer Einrichtung zum Wiegen, z. B. eines Schallsensors, in dem Impulsraum kann eine bestimmte Harzmenge nachgewiesen werden und das Öffnen, Schließen und dgl. des Ventils 4 und der anderen Ventile kann automatisch zusammen mit dem Zeitgeber eingestellt werden. Mit einem Ejektor (in der Fig. nicht dargestellt) kann dem Impulsraum Ionenaustauscherharz zugeführt werden.

Erfindungsgemäß fällt das Ionenaustauscherharz beim Übertragen (Überführen) infolge der Schwerkraft natürlich in einen darunterliegenden Abschnitt, d. h. das Harz in dem Rohwasserbehandlungsabschnitt 1 fällt durch Öffnen des Ventils 2 auf natürliche Weise in den ImpuJaraum 3. Deshalb wird die Ablenkung des Harzstromes vermindert. In anderen Abschnitten wird das Harz unter Verwendung eines hydraulischen Impulsdruckes übertragen (überführt). Durch die Anordnung eines Impulsraumes unterhalb des Rohwasserbehandlungsabschnittes und durch Minimalisierung der Anzahl der Ventile kann die Häufigkeit der Störungen, wie sie beispielsweise in konven-

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tioneilen Einheiten auftreten, die viele Ventile aufweisen und zu einer Ablenkung des Harzstromes durch Änderung des Säulendurchmessers führen, merklich verringert werden. Außerdem kann durch Einführung von chemischen Substanzen zum Regenerieren des Harzes in einen Abschnitt des geraden Rohres die Regenerierungsbehandlung auf wirksame Weise durchgeführt werden. Andererseit ist als Gegenmaßnahme für die Ausdehnung des Harzes im Waschabschnitt ein bestimmter Hohlraum im oberen Teil dieses Abschnittes vorgesehen, so daß das ausgedehnte Harz nach oben entweichen kann. Das Harz kann auch unter dem Einfluß seines eigenen Gewichtes oder unter Anwendung eines hydraulischen Druckes durch eine Rohrleitung in den Rückwaschabschnitt überführt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Einheit kann das lonenaustauscherharz in der Schleife auf stabile Weise übertragen (überführt) werden und die Verfahren zum Rückwaschen₃ zum Itnkreislaufführen des Wassers zum Regenerieren und Waschen können sehr glatt durchgeführt werden. Deshalb erhält man bei der Behandlung von industriellem Wasser oder Abwasser mit der erfindungsgemäßen Einheit ein behandeltes Wasser mit einer hohen Reinheit. Die erfindungsgemäße Einheit weist eine ausgezeichnete Wirksamkeit bei der kontinuierlichen Herstellung von reinem Wasser oder Trinkwasser oder bei der

AbBehandlung verschiedener/wasserarten durch Ionenaustauschreaktion auf.

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Claims

Patentanspruch

Schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit, gekennzeichnet durch einen Harzwiege- und -überführungsabschnitt (3), aus dem das Harz durch den Regenerierungsabschnitt (5), den Waschabschnitt (6) und den,Rückwaschabschnitt (9) in den Rohwasserbehandlungsabschnitt (1) dadurch überführt wird, daß der Rückwaschabschnitt (9) oberhalb des Rohwasserbehandlungsabschnittes (1) und der Harzwiege- und -Überführungsabschnitt (3) unterhalb des Rohwasserbehandlungsabschnittes (1) sowie ein bestimmter Hohlraum (7) für das ausgedehnte Harz oberhalb des Waschabschnittes (6) vorgesehen sind, wobei gleichzeitig der obere Teil des Waschabschnittes (6) durch die Rohrleitung (8) mit dem Rückwaschabschnitt (9) in Verbindung steht, so daß das Harz aus dem Hohlraum (7) hauptsächlich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichtes in den Rückwaschabschnitt (9) überführt werden kann.

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