DE6803222U - Vorrichtung zum kontinuierlichen behandeln einer fluessigkeit mit einem ionenaustauschenden stoff. - Google Patents

Description

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DR.-ING. RICHARD GLAWE

MÖNCHEN

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BETRIFFT:

DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG MÜNCHEN

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8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37

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München 22 ■ Liebherrstraße 20 · Tel. (0811) 22 65 Hamburg 52 - Walzstraße 12 ■ Tel. (0411) 89 22

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G 6ü 03 222.4

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A 13

MÖNCHEN

Machinefabriek Reinevelö H.V, D e 1 f t / Niederlande

Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln einer !Flüssigkeit mit einem ionenaustauschenden Stoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln einer Flüssigkeit mit einem ionenaustauschenden Stoff, mit zv/ei parallelen Säulen mit je einem Bett aus einem ionenaustauschenden Stoff.

Es ist bekannt (französische Patentschrift 1 4öO 503) eine solche Vorrichtung so zu betreiben, daß während des Arbeitens des einen Bettes das andere Bett regeneriert und gespült wird, und umgekehrt. Hierbei ist die für das iiei-

POSTSCHECK: HAMBURG 1476 07 . BANK, COMMI

f., SPECHTZIES HAMBURG bzw. SPECHTZIE5 MÖNCHEN

nigen und Spülen benötigte Zeit von dem Volumen des jeweiligen Bettes weitgehend unabhängig und liegt etwa in der Größenordnung von einer Stunde. Die Arbeitszeit eines Bettes ist dagegen annähernd proportional dem Volumen des Bettes. Es ist bisher üblich, letzteres in Abhängigkeit von der spezifischen Belastung des Ionenaustauschermaterials und von der erwarteten Durchsatzgeschwindigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit so zu bemessen, daß die mittlere Arbeitszeit mehrere Stunden und damit ein Vielfaches der Regenerationszeit beträgt. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daiB bei dem alternierenden Betrieb nur ein Bruchteil der Ruhezeit jedes Bettes zum Regenerieren und Spülen benutzt wird; während der restlichen Ruhezeit liegt das Bett ungenutzt brach. Dies bedeutet, daß die Kapazität jedes einzelnen Bettes und dementsprechend die Ir.vestiti.ons- und Betriebskosten unnötig groß sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es vorteilhafter ist, die Menge jedes der beiden Ionenaustauscherbetten viel kleiner als bisher üblich zu bemessen, nämlich nur wenig größer als die Menge, die zur Behandlung der während der reinen Regenerations - und Spülzeit des anderen Bettes anfallenden, zu behandelnden Plüssigkeitsmenge gerade ausreicht. Dann kann die Vorrichtung bei insgesamt gleichbleibender Leistung kleiner dimensioniert werden und

außerdem mit Vorteil so betrieben werden, daß während der gesamten Arbeitsphase eines der 3etten das andere Bett zwangsläufig regeneriert und gespült wird. Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, mit der dies 3it nogiichst

j einfachen i-Iitteln erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorricatung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Säulen as Boden je eine Zuführleitung für zu behandelnde flüssigkeit und am Kopf je eine Abzugsleitung für die behandelte Flüssigkeit aufweisen und daß eine Zuführleitung für Regenerierflüssigkeit an den Kopf und eine Absugsleitung für die gebrauchte Regenerierflüssigkeit an den Boden der beiden Säulen angeschlossen ist, und daß zwischen den kopfseitigen Anschlüssen der beiden Säulen eine mit einem Regelorgan versehene Verbinuungsleitung angeordnet ist.

Vorzugsweise ist in jeder der Abzugsleitungea für behandelte Flüssigkeit ein Rückschlagventil angeordnet, wobei zwischen diesem rna der Säule die Verbindungsleitung angeschlossen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird danke der Verbindungsleitung zwangsläufig während der gesamten Arbeitsphase des einen Bettes ein regelbarer Teil der behandelten Flüssigkeit abgezweigt und als Spülflüssigkeit durch

cas andere Bett geleitet. Man benötigt nierfür weder eins zusätzii^ne opälflüssi&ice its zufuhr noch irgendwelche zusätzlichen Steuermittel zur Steuerung der SpüLflüssigkeit. Durch die Umscnaltung der zu benandeladen Pliissigkeit von dem eiaea auz' das audere Bett wird selbsttätig auch die Umacoa^tung der Spülung gesteuert.

Gleicnzeitig kann aucn selbsttätig die Zugabe der Re- ^enerierflüssigkeit zur Spülflüssigkeit -esteuert werden. Dies geschieht vorteilhafterweise dadurch, daS in jeder der Abzugsleitungen für behandelte Flüssigkeit ein Rückachlagventil angeordnet ist und in jeder dieser Leitungen zwischen dem Rückschlagventil und der Säule eine mit einem Rücicschlagventil versehene 'Zuführleitung für Regenerierflüssigkeit ausmündet. Die Rückschlagventile sorgen dann dafür, daß Regenerierflüssigkeit nur in diejenige Leitung strömen kann, in welcherdie Spülflüssigkeit zur Säule strömt, während die von der anderen Säule abgezogene gereinigte Flüssigkeit nicht in die Zuführleitung für Regenerierflüssigkeit eintreten kann. Auch hier wird eine völlig selbsttätige, der Umschaltung der zu behandelnden Flüssigkeit folgende Umschaltung ohne zusätzliche Steuermittel erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, die insbesondere für Anlage mit größerer Kapazität vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Pig. 1 ist ein senkrecht stehendes Gefäß 1 vorhanden, das durch eine lotrechte Trennwand 2 in zwei gleiche Kammern 3 und 4 unterteilt ist. In der Kammer 3 ist in der Nähe des Kopfes ein Sieb 5a oder dgl. und am Boden ein Sieb 6a oder dgl. angeordnet. Diese Siebe lassen die Flüssigkeit, jedoch nicht das ionenaustauschende Material U durch. In der Kammer 4 sind in ähnlicher V/eise Siebe 5b und 6b oder dgl. angeordnet. Der Raum zwischen den Sieben 5a, 6a bzw. 5b, 6b ist in jeder Kammer teilweise mit einem körnigen, ionenaustauschenden Stoff TJ gefüllt.

Die beiden Kammern 3 und 4 haben im Boden eine Öffnung Ta bzw. 7b, an die eine mit einem Absperrorgang 9a bzw. 9b versehene Leitung B für die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit angeschlossen ist. Jede Leitung 8 hat eine Abzwei- ;;un.-3 10 mit einem Absperrorgan 11a bzw. 11b für das Ableiten der verbrauchten Regenerier- und Spülflüssigkeit.

An den Kopf jeder Kammer schließt sich ein Rohrstück 12a bzw. 12b mit einem Rückschlagventil 13 für den Abzug der gereinigten Flüssigkeit an. Zwischen den Rohrs-bücken 12a und 12b ist eine Verbindungsleitung 14 angeordnet, die einen Regelhahn 15 enthält, mit der die Flüssigkeitsströmung durch die Verbindungsleitung eingestellt werden kann.

Die Regenerierflüssigkeit wird durch ein Rohr 16 zugeführt, an das ein Rohrstück 17 anschließt, dessen beide Abzweigungen je ein Rückschlagventil 18a bzw. 18b enthalten und in die Rohrstücke 12a bzw. 12b ausmünden.

Das Öffnen und Schließen der Absperrorgane 9a, 9b und 11a, 11b kann mittels eines nicht dargestellten Programmschalter eefolgen, der seine Impulse von einem nicht dargestellten Meßfühler empfängt. Als Meßfühler kann je nach der Art der durch den Ionenaustausch angestrebten Behandlung z.B. einer Schaltuhr, ein Berührungsflussigkeitsmesser, ein Härte-, Leitfähi^keits- oder pH-Meßinstrument verwendet werden. Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Absperrorgane 9a, 9b und 11a, 11b tritt die zu behandelnde Flüssigkeit durch das Absperrorgan 9a, die Leitung 8 und die Öffnung 7a unten in die Kammer 3 ein und reagiert in dieser mit dem ionenaustauschenden Stoff U. Die gereinigte Flüssigkeit wird durch das Rohrstack 12a und das Rückschlagventil 13 abgezogen. Ler in aer Kammer Z aufsteigende Flüs-

sigkeitsstrom drückt die gesamte Austauschermasse U nach ouen gegen das Sieb 5a, welches die Masse zurückhält. Sin kleiner Teil der gereinigten Flüssigkeit strömt über die Yerbindungsleitung 14 und den Regelhahn 15 in den Kopf der Kammer 4- und verläßt diese Kammer durch die Öffnung 7b und das Absperrorgan 11b. Die durch Leitung 16 zugeführte Regenerierflüssigkeit strömt mit geringerer Geschwindigkeit durch das Rohrstück 17, das jetzt nach oben gedrückte Rückschlagventil 1ob und das Rohrstück 12b in die Kammer 4. Durch diesen Flüssigkeitsstrom und die Schwerkraft wird das Bett des ionenaustauschenden Stoffes U in der Kammer 4 nach unten gedrückt und dabei von dem Sieb 6b zurückgehalten. Die in die Kammer 4 eintretende Regenerierfiüssigkeit regeneriert mit der ionenaustauschenden Masse. Die verbrauchte Regenerierflüssigkeit verläßt zusammen mit der Spülflüssigkeit die Kammer 4 durch aas Rohr 10 und äas Absperrorgan 11b.

Das Belasten des ionenaustauschenden Stoffes "J in der Kammer 3 und das Regenerieren und Spülen des ionenaustauschenden Stoffes in der Kammer 4 findet gleichzeitig stat und wird zur selben Zeit beendet, iiacn dem Ablauf dieser Phase wird durch einen Impuls des Meßfühlers der Programmschalter gesteuert, v^odurch die Absperrorgane 9a und 11b geschlossen und die Absperrorgane Jb und 11a geöffnet werden. Die Kammer 4 arbeitet dann zur Reinigung ner Flüssigkeit und die Kammer ~j als Regeneriersäule.

l»a üie Kammer 4 am Ende der Regenerierung ait gereinigter Spülflüssigkeit gefüllt ist, kann während dieser Umschaltung der Absperrorgane praktisch, keine ungereinigte Flüssigkeit in die Abzugsleitung 12b gelangen. Das Öffaeo und Schließen der Absperrorgane 9a und 9b findet all— 3är:ii2ü und gieicazeitig statt, so daß der zu behandelnde Flüssigkeitsstrom nicht unterbrochen wird.

Da die Regenerierflüssigkeit im Gegenstrom mit der zu behandelnden Flüssigkeit durch die Ionenaustauscher— säule strömt, ist ein hoher Grad an Sauberkeit der Flüssigkeit bei niedrigem Verbrauch an Regenerierflüssigkeit newärir leistet. Außerdem werden die eventuell in der behandelten Flüssigkeit vorhandenen, festen Verunreinigungen, die infolge der Siebwirkung des ionenaustauschenden Stoffes in dessen untersm Bereich angesammelt sind, bei der im Gegenstrom erfolgenden Regenerier- und Spüibehandlung weggespült, so daß ein Verschlammen des Ionenaustauscher— bettes vermieden wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 stimmt im Prinzip mit der gemäß Fig. 1 überein, jedocn mit dem Unterschied, raä die beiden lonenaustauschersäulen in getrennten Gefäßen 3 und 4 angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist besoaaers für größere Kapazitäten geeignet. Die Form der -refa.Je ;, 4 is": so gewählt, da^ sich günstigste Strömungsver::ältnisse

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Die Absperrorgane, Rückschlagventile und Leitungen stimmen mit denjenigen der Ausfuhrungsform nach Pig. I überein. Die Regenerierflüssigkeit kann z.B. mit Hilfe einer Dosierpuppe, eines Injektors oder durch Schv/erkraftwirkung zugeführt werden.

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln einer Flüssigkeit mit einem ionenaustauschenden Stoff, mit zwei parallelen Säulen aus je einem Bett des ionenaustauschenden Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Säulen (3, 4) am Boden je eine Zufuhrleitung (8,) für die zu behandelnde Flüssigkeit und am Kopf je eine Abzugsleitung (12a, 12b) für die behandelte Flüssigkeit aufweist, daß eine Zuführleitung (16, 17) für die Regenerierflüssigkeit an dem Kopf und eine Abzugsleitung (10) für die Regenerierflüssigkeit und Spülflüssigkeit am Boden der beiden Säulen angeschlossen ist, und daß zwischen den kopfseitigen Anschlüssen (3, 4) der beiden Säulen eine mit einem Regelorgan (15) versehene Verbindungsleitung (14) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in .jeder der Abzugsleitungen (12a, 12b) für behandelte Flüssigkeit ein Rückschlagventil (13) angeordnet ist und daß in .jeder dieser Leitungen die VerbiGdungsleitung (14) zwischen äea Rückschlagventil (13) und der Säule (3, 4) mündet.

5» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurcli gekennzeichnet, daß χα jeder der Abzugsleitungen (12a, 12"b) für behandelte Flüssigkeit eia Rückschlagventil (13) angeordnet ist und daß in jede dieser Leitungen eine mit einem Rückschlagventil (18a, 18b) versehene Zufuhrleitung (17) für Regecsrierflüssigkeit zwischen äem Rückschlagventil (13) und der Säule (3» 4) mündet.

4. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurcn gekennzeichnet, daß die Höhe jedes Bettes (TT) von ionenaustauschendem Stoff groß im Verhältnis zum mittleren Durchmesser des Bettes ist.