DE3824076A1 - Verfahren zur regelung der fuellstandshoehe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit über einem in der Höhe veränderlichen Bett, insbesondere eines Ionenaustauscherharzes.

Beim Betreiben einer mit einem Ionenaustauscher gefüllten Säule ist darauf zu achten, daß das Harz ständig von Flüssigkeit bedeckt ist. Gleichzeitig sollen jedoch deren Menge und damit die Standhöhe oberhalb des Harzbettes so begrenzt werden, daß eine Verschlechterung des Trenneffekts durch Rückvermischung möglichst vermieden wird.

Da das Ionenaustauscherharz sein Volumen aber in Abhängigkeit von dem osmotischen Druck der es umgebenden Lösung verändert, benötigt man ein Verfahren zur Regelung der Füllstandshöhe.

Zur Lösung des geschilderten Problems sind schon verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden.

Aus der US-PS 38 14 253 ist eine Apparatur bekannt, bei der eine gelochte Platte, die auf der Flüssigkeit aufschwimmt, in der Mitte einen auf akustischer, konduktiver oder kapazitiver Basis arbeitenden Detektor aufweist.

In der DE-PS 23 06 210 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, bei dem man mit einer Regelung durch einen pneumatischen Differenzdruck­ transmitter als Detektor, ein Einperlrohr als Signal­ geber, eine Regelvorrichtung und ein Ventil die Flüssig­ keitszufuhr so lange gestattet, wie der Schwimmer mit dem daran fest verbundenen Einperlrohr auf dem Ionenaustauscherbett aufliegt.

Gerade daraus entsteht aber die Gefahr, daß der Schwimmer in das Harzbett eingespült wird und dann eine Regelung nicht mehr arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist ein einfaches Verfahren zur Regelung der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit über einem in der Höhe veränderlichen Bett, insbesondere eines Ionenaustauscherharzes, z.B. in einer Austauscher­ säule.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß man in regelmäßigen zeitlichen Abständen (Meßzyklus) die Zulaufmenge der Flüssigkeit so lange verringert, bis der zur Bestimmung der Füllstandshöhe dienende Schwimmer auf der Bettoberfläche aufsetzt, dann die aktuelle Betthöhe registriert und anschließend durch vermehrte Flüssigkeitszufuhr den Flüssigkeitsspiegel auf die Sollhöhe bringt und diese dann unter geregelter Flüssigkeitszufuhr bis zum nächsten Meßzyklus hält.

Das Verfahren ist natürlich außer für Ionenaustauscher­ harzbetten auch für andere sich unter der Einwirkung von Flüssigkeit ändernde Substanzen verwendbar.

Zur Durchführung der Messung verwendet man eine Standard- Füllstandsmessung mit Schwimmer.

Die Regelungs- und Steueraufgaben übernimmt ein geeigneter Digitalregler, wie er dem Fachmann bekannt ist.

Ein Meßzyklus besteht aus zwei Abschnitten:

• 1. dem geregelten Abschnitt:
  hier arbeitet die Regelung als normale Füllstands­ regelung mit einem festen Sollwert für die Flüssigkeitshöhe,
• 2. dem gesteuerten Abschnitt:
  Der Regler schaltet sich hierfür vorteilhaft in den Handbetrieb.
  Die Steuerung verringert die Zulaufmenge, so daß der Flüssigkeitsspiegel absinkt. Das Aufsetzen des Schwimmers auf dem Harzbett wird detektiert und aus dem nun gemessenen "Füllstand" (abzüglich der Schwimmereintauchtiefe) läßt sich die momentane Harzbetthöhe errechnen. Addiert man zu diesem Wert die gewünschte Höhe des Flüssigkeitsstandes, erhält man den neuen Sollwert für den geregelten Abschnitt.
  Anschließend wird durch eine vermehrte Flüssigkeits­ zufuhr (gegenüber dem Regelabschnitt) der Flüssig­ keitsspiegel auf die neue Sollhöhe gebracht. Beim Erreichen dieses Punktes schaltet sich der Regler wieder auf die normale Füllstandsregelung um.
  Die Zykluszeit ergibt sich aus der Abhängigkeit der Harzbettvolumenänderung pro Zeiteinheit.
  Sie beträgt im Durchschnitt 5 bis 60 min, wobei die Regelzeit ca. 75 bis 98% ausmacht.
  Entscheidend ist, daß wegen des langsamen "Harzwachs­ tums" der gesteuerte Abschnitt sehr viel kürzer ist als der geregelte.

Die Gefahr, daß der Schwimmer in das Harzbett eingeschwemmt wird, ergibt sich bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren nicht.

Die Abb. 1 und 2 veranschaulichen das einfach durchzuführende Verfahren, das zudem ohne empfindliche Meßsonden auskommt.

Claims (1)

1. Flüssigkeit über einem in der Höhe veränderlichen Bett, insbesondere eines Ionenaustauscherharzes, dadurch gekennzeichnet, daß man in regelmäßigen zeitlichen Abständen (Meßzyklus) die Zulaufmenge der Flüssigkeit so lange verringert, bis der zur Bestimmung der Füllstandshöhe dienende Schwimmer auf der Bettoberfläche aufsetzt, die aktuelle Betthöhe registriert, anschließend durch vermehrte Flüssigkeits­ zufuhr den Flüssigkeitsspiegel auf die Sollhöhe bringt und diese unter geregelter Flüssigkeitszufuhr bis zum nächsten Meßzyklus hält.