DE2726665A1

DE2726665A1 - Ion exchange resin regeneration - by passing hot water through specified resin into flushing water tank

Info

Publication number: DE2726665A1
Application number: DE19772726665
Authority: DE
Inventors: Winfried Blank; Hanns-Heinz Eumann
Original assignee: EUMANN HANNS HEINZ
Current assignee: EUMANN HANNS HEINZ
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1979-01-04

Abstract

A system for the regeneration of spent ion exchanger resin, used in water softeners and filters, is based on the use of a resin which can be regenerated by hot water at 95 degrees C. An immersion heater in a heat exchanger heats the clean water stored in a small storage tank. A tank contg. the hot flushing water with the dissolved salts is included in a heat exchanger circuit to utilise the waste heat before the water is discharged to the drains. This saves all chemical agents for the regeneration and saves power. The system causes less pollution to the environment.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM REGENERIEREN VON IONEN-DEVICE AND METHOD FOR REGENERATING ION

AUSTAUSCHERMATERIAL Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regenerieren von Austauschermaterial, das in lonenaustauschfiltern vorhanden ist.EXCHANGE MATERIAL The invention relates to an apparatus and a Process for the regeneration of exchange material which is used in ion exchange filters is available.

Vorrichtungen und Verfahren dieser Art sind durchroffenkundige Vorbenutzung in West-Deutschland bekannt geworden. Sie entsprechen im Aufbau der deutschen Patentanmeldung 25 55 131.9 vom 8. Dezember 1975. Bei solchen Verfahren und Vonchtungen ist nachtei lig, daß große Mongenan Laugen und Säuren verwendet werden müssen, die dann später neutralisiert werden müssen. Das Verfahren ist teuer. Bei größeren Kapazitäten könnte man neben solchen Wasseraufbereitungsanlagen fast auch eine chemische Fabrik errichten, die die Wasseraufbereitungsanlage mit Chemikalien versorgt.Devices and methods of this type are subject to prior public use became known in West Germany. They correspond in structure to the German patent application 25 55 131.9 of December 8, 1975. Such procedures and fear are disadvantageous lig that large amounts of alkalis and acids must be used, which will be used later need to be neutralized. The procedure is expensive. With larger capacities could almost a chemical factory is built next to such water treatment plants, that supplies the water treatment plant with chemicals.

Reinwasser, welches solche Vorrichtungen erzeugen, wird benötigt zum Beispiel zur Speisung von Hochdruck-Dampfkesseln, zum Spülen von Halbleitem während deren Herstellung, in der Galvanik, bei der Rückverdünnung von Fruchtsäften, bei Kühlanlagen, bei denen das Wasser direkt eingespritzt wird, bei pharmazeutischen Firmen z. B. zur Herstellung von Infusionslösungen usw.Pure water, which such devices produce, is required for Example for feeding high-pressure steam boilers, for purging semiconductors during their production, in electroplating, in the redilution of fruit juices Cooling systems in which the water is injected directly, in pharmaceuticals Companies e.g. B. to Manufacture of infusion solutions, etc.

Außerdem muß man die lonenaustauschfilter so konzipieren, daß sie als Kationenaustauschfilter und als Anionenaustauschfilter arbeiten können. Dementsprechend braucht man Austauschermaterial, welches auf Laugen anspricht und solches, welches auf Säuren anspricht.In addition, the ion exchange filters must be designed in such a way that they can work as a cation exchange filter and as an anion exchange filter. Accordingly you need exchange material that responds to alkalis and that which responds to acids.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, das ganz wesentlich umweltfreundlicher ist, auf Chemikalien verzichten kann und Energie spart sowie keine Chemikalien benötigt.The object of the invention is to provide a device and a method, which is much more environmentally friendly, can do without chemicals and Saves energy as well as no chemicals required.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hins ichtlich der Vorrichtung durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst und hinsichtlich des Verfahrens durch die aus dem Anspruch 6 ersichtlichen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved with regard to the device the features apparent from the characterizing part of the main claim solved and with regard to the method by the features evident from claim 6 solved.

Das Harz gemäß dem Anspruch 2 hat sich in der Praxis sehr bewährt.The resin according to claim 2 has proven very useful in practice.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 kann man das im Regenerat-behälter befindliche Wärmequantum der Regenerierflussigkeit zufuhren.The features of claim 3 can be done in the regenerate container Supply the heat quantum of the regeneration liquid.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kann man wahlweise zusätzlich oder ausschließlich das Warmequantum auch der im Sammelbehälter befindlichen Regenerierflüssigkeit zusetzen.Due to the features of claim 4, you can choose either in addition or only the heat quantity of the regeneration liquid in the collecting tank to add.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, daß die Vorteile des Gegenstromverfahrens erhalten bleiben, jedoch auch diejenigen Harzvolumina regeneriert werden, die wegen der großen Dehnung des Harzes bis über die Drainage hinaus im Gegenstromverfahren nicht mehr erfaßt würden.The features of claim 5 achieve that the advantages of the countercurrent process are retained, but those resin volumes are also regenerated will the because of the great expansion of the resin up to the drainage in addition, would no longer be detected in the countercurrent process.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der vorläufigen Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Schaltschema.The invention is now based on a preferred embodiment explained on the basis of the preliminary drawing. The drawing shows a circuit diagram.

Gemaß der Zeichnung kommt von links Rohwasser mit einer Temperatur von 100C mit 60 bis 160 Liter/Stunde . Nach den gegenwärtigen Erfahrungen wird die Vorrichtung bei Rohwasser unter 1 000 Milligramm Salz/Liter unwirtschaftlich und über 3 000 Milligramm Salz/ Liter wird sie auch unwirtschaftlich, weil die Harze in ihrer Aufnahmefähigkeit begrenzt sind. Das Rohwasser läuft über einen Wassermesser 2, ein Ventil 8, einenStrömungsgegenmesser 4, geht dann gemäß den Pfeilen über ein Regelventil 10 und wird dann von oben durch den Austauscher 1 berieselt, wie dies auch die Patentanmeldung P 2555 131.9 zeigt.According to the drawing, raw water with a temperature comes from the left from 100C with 60 to 160 liters / hour. According to current experience, the The device is uneconomical and uneconomical for raw water below 1,000 milligrams of salt / liter Over 3,000 milligrams of salt / liter it is also uneconomical because the resins are limited in their absorption capacity. The raw water runs over a water knife 2, a valve 8, a flow counter-knife 4, then goes in according to the arrows via Control valve 10 and is then sprinkled from above through exchanger 1, like this also the patent application P 2555 131.9 shows.

Der Austauscher 1 hat die gleiche Gestalt wie der dort beschriebene Austauscher. Der Austauscher 1 entläßt nach links Reinwasser über ein Ventil 18 gemäß dem noch links weisenden Pfeil.The exchanger 1 has the same shape as that described there Exchanger. The exchanger 1 discharges pure water to the left via a valve 18 according to the arrow pointing to the left.

Wenn man nun entweder durch Absolutmessung oder durch Differenzmessung feststellt, daß die Kapazität der Harze im Austauscher 1 erschöpft sind, setzt der Regeneriervorgang ein.If you now either by absolute measurement or by differential measurement finds that the capacity of the resins in exchanger 1 is exhausted, the Regeneration process on.

Das Rohwasser wird hierzu durch das Ventil 8 abgeschaltet. Vorher wurde Reinwasser in den Sammelbehälter 5 geschickt, der nun voll ist und z. B. 50 Liter enthält. Seine Flüssigkeit wird nun über die Tailing-Pumpe 7 und den Strömungsmengenmesser 3 zum Wärmeaustauscher 12 geschickt, dessen elektrischer Heizstab 13 das Reinwasser auf 950C erhitzt. Dieses Wasser wird in der vom Wärmeaustauscher 12 senkrecht nach oben und dann waagrecht nach links führende Leitung über das Regelventil 10 geschickt, und zwor wird ein Teil des erhitzten Reinwassers über das Ventil 19 von unten in den Austauscher 1 geschickt und ein Teil wird über das Ventil 20 so wie vorher das Rohwasser von oben in den Austauscher 1 gerieselt. Die Drainage 17 ist im Austauscher 1 als runder Punkt symbolisch angedeutet, von dem aus ein Pfeil nach rechts geht. Dort wird das Regeneratwasser abgezogen. Beim Ausführungsbelspiel ist Q = 40 bis 50 Liter/h, wie dort angeschrieben wird.For this purpose, the raw water is switched off by valve 8. Before pure water was sent to the collecting tank 5, which is now full and z. B. 50 Liter contains. Its liquid is now via the tailing pump 7 and the flow meter 3 sent to the heat exchanger 12, the electric heating rod 13 of which is the pure water heated to 950C. This water is in the from the heat exchanger 12 vertically up and then Line leading horizontally to the left via the control valve 10 sent, and a part of the heated pure water is sent via the valve 19 sent from below into the exchanger 1 and a part is via the valve 20 so as before, the raw water trickled into exchanger 1 from above. The drainage 17 is symbolically indicated in exchanger 1 as a round point from which an arrow goes to the right. The regenerated water is drawn off there. At the execution game Q = 40 to 50 liters / h, as it is written there.

Das Regeneratwasser gelangt nun über das Ventil 21 warm in den Regeneratbehälter 6.The regenerated water now reaches the regenerated container warm via the valve 21 6th

Die Pumpe 9, welche an den Regeneratbehälter 6 angeschlossen ist, pumpt das warme bis heiße Regenerat durch den Gegenstromapparat 11 und dann wieder über die Ventile 22, 23 zurück in den Regeneratbehalter 6. Der Gegenstromapparat 11 erwärmt über die Ventile das 22, 23,24,25,26 aus dem Sammelbehälter 5 kommende Reinwasser bei gescnlossenem Ventil 27, so daß der elektrische Heizstab 13 nur am Anfang seine volle Energie abgeben muß.The pump 9, which is connected to the regenerate container 6, pumps the warm to hot regenerate through the countercurrent apparatus 11 and then again Via the valves 22, 23 back into the regenerate container 6. The countercurrent device 11 heats the 22, 23,24,25,26 coming from the collecting container 5 via the valves Pure water with the valve 27 closed, so that the electric heating rod 13 is only on Must give up its full energy at the beginning.

Zwischen dem Anschluß des Sekundärkreises des Gegenstromapparates 11 und dem Wdrmeaustauscher 12 geht über das Ventil 28 eine Leitung nach links in den Sammelbehölter 5.Between the connection of the secondary circuit of the countercurrent device 11 and the heat exchanger 12, a line goes to the left via the valve 28 the collecting container 5.

Wenn das Ventil 29 kurz vor dem Wärmeaustauscher 12 geschlossen und das in der nach links führenden Leitung befindliche Ventil 28 geöffnet wird, dann kann auch nach beendetem Regeneriervorgang die Regenerierflussigkeit des Sammelbehöl ters 5 erwärmt werden oder anders ausgedrückt: die Flüssigkeit des Regeneratbehalters 6 kann heruntergekühit werden bis auf ca. 45°C. Dies ist deshalb möglich, weil ja der Sammelbehälter 5 zunächst immer mit Reinwasser gefüllt ist, das ja die Temperatur des Rohwassers von 100C hat.If the valve 29 is closed shortly before the heat exchanger 12 and the valve 28 located in the line leading to the left is opened, then can even after the regeneration process has ended, the regeneration liquid of the collecting tank ters 5 are heated or in other words: the liquid of the regenerate container 6 can be cooled down to approx. 45 ° C. This is possible because yes the collecting container 5 is initially always filled with pure water, which is the temperature of raw water has 100C.

Über das Ventil 30 kann in üblicherWeise der Austauscher 1 entlüftet werden. Ist das Ventil 31 geöffnet, so fließt vor dem Regeneriervorgang Reinwasser aus dem Austauscher 1 in den Sammelbehälter 5. Ist er voll, so wird es geschlossen. Das Ventil 32 ist natürlich nur geöffnet, wenn Regenerat vom Austauscher 1 zum Regeneratbehälter 6 abgezogen werden soll. Ist das Ventil 27 zu und die Ventile 25, 26 geschlossen, so kann man am Gegenstromapparat 11 arbeiten. Sind die Ventile 22 und 32 auf und das Ventil 23 zu, dann kann man das konzentrierte Regenerat aus dem Regeneratbehälter 6 direkt ablassen, denn am Ende des Regeneriervorgangs befinden sich ja im Regeneratbehdlter 6 die unerwünschten Salze.Exchanger 1 can be vented via valve 30 in the usual way will. If the valve 31 is open, pure water flows before the regeneration process from exchanger 1 in the collecting container 5. If it is full, it will be it closed. The valve 32 is of course only open when regenerate from the exchanger 1 is to be withdrawn to the regenerate container 6. If the valve 27 is closed and the valves 25, 26 are closed, so you can work on the countercurrent apparatus 11. Are the valves 22 and 32 open and valve 23 closed, then the concentrated regenerate can be extracted directly drain the regenerate container 6, because they are at the end of the regeneration process Yes, the unwanted salts are in the Regeneratbehdlter 6.

Bei Anwendung einer Wärmepumpe kann man den Regeneratabfluß kühlen und die gewonnene Wärme dem Sammelbehälter 5 zugeben.If a heat pump is used, the regenerate drain can be cooled and add the heat obtained to the collecting container 5.

Aus der Zeichnung ist noch ein Schaltschrank 15 ersichtlich, der an einem Geber für Mykro-Siemens/cm angeschlossen ist und der die Pumpen 7 und 9 steigert sowie den elektrischen Heizstab 13 nach Bedarf aus- und einsteuert. Ferner ist ein Leitfähigkeitsmeßgerät 16 zu sehen. Durch die Erfindung ist die Palette der verwendbaren unterschiedlichen Harzsorten viel größer geworden, weil man nicht daran gebunden ist, ein auf einen lonenaustauscher bestimmter Art ansprechendes Harz zu verwenden.From the drawing, a switch cabinet 15 can be seen, which is on a transmitter for Mykro-Siemens / cm is connected and which increases the pumps 7 and 9 and controls the electric heating rod 13 as required. Furthermore is a Conductivity meter 16 can be seen. The invention makes the range of usable different types of resin have become much larger because one is not bound to it is to use a resin that is responsive to an ion exchanger of a certain type.

Die Erfindung benötigt geringe Harzmengen, weil sie ein Kurztaktverfahren zuläßt.The invention requires small amounts of resin because it is a short cycle process allows.

Man hat eine Einrichtung zur Korrektur und Veränderung der inneren Harzkopazität geschaffen, die schnell an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßtbar ist. Letzteres bedeutet folgendes: man kann dem Sammelbehälter 5 schwach Laugen oder schwach Säuren zusetzen. Das Rohwasser ist entweder Kationenaustauscher-bedurflig oder Anionen-austauscherbedurftig. Indem man nun in ganz geringen Mengen Säuren oder Laugen zugibt, kann man das Harz aktiver machen in bezug auf Kationen oder aktiver machen in bezug auf Anionen. Man ist also viel flexibler in bezug auf die Anpassung an das Rohwasser. L e e r s e i t eOne has a facility for correcting and changing one's inner ones Resin capacity created, which can be quickly adapted to the respective operating conditions is. The latter means the following: you can add 5 weak alkalis to the collecting tank or add weak acids. The raw water either requires a cation exchanger or requires anion exchange. By now using very small amounts of acids or alkalis are added, the resin can be made more active with regard to cations or make more active with respect to anions. So you are much more flexible with regard to that Adaptation to the raw water. L e r s e i t e

Claims

Claims: 1. Device for regenerating exchanger material , which is present in ion exchange filters, characterized by the following features: a) Dos resin is one that can be regenerated with heat.

b) A liquid heater (12,13) is provided with which just under the liquid can be heated below the boiling point.

c) A collecting tank (5) that can be filled with pure water is provided, the inlet of which is connected to the ion exchange filter (1) and its outlet is connected to the liquid heater (12, 13.

d) The outlet of the liquid heater (12, 13) is with the feed points connected for hot regeneration liquid of the ion exchange filter (1).

e) The inlet of a rain harvester (6) is provided with a regenerate drainage point (17) of the ion exchange filter (1) and its outlet is connected to a regenerate drain tied together.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the resin dos sold under the trade name SIROTHERM and manufactured by the Diaprosim company Resin is.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Regeneratbehulter (6) a heat exchanger (11) is connected whose secondary circuit heats the supplies flowing water from the collecting container (5).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that on one Place a line between the heat exchanger (11) and the liquid heater (12, 13) leads to the collecting container (5).

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the regenerating liquid flows through the ion exchange filter partly in countercurrent and partly in co-current, however, the countercurrent predominates.

6. Process for the regeneration of exchange material in ion exchange filters is present, characterized in that the exchanger material is a warm regenerable Resin is.

7. The method according to claim 6, characterized in that as the regeneration liquid one is used which is stored before the ion exchange filter is exhausted and is therefore pure water.

8. The method according to claim 6, characterized in that the regenerated water is collected, cooled and then discharged, the heat generated during cooling the regeneration liquid is added again.