DE8111288U1 - "einrichtung zur durchfuehrung verfahrenstechnischer prozesse" - Google Patents

Description

DORNIER SYSTEM GMBH
7990 Friedrichshafen

Reg. S 377

Einrichtung zur Durchführung verfahrenstechnischer Prozesse

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung verfahrenstechnischer Prozesse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei verfahrenstechnischen Prozessen durchläuft ein gasförmiges oder flüssiges Medium normalerweise eine Reihe von Prozeßstufen, in welchen verschiedene chemische und/oder physikalische Reaktionen so lange ablaufen bzw. stattfinden, bis ein angestrebter Zustand des Mediums erreicht ist. Dies gilt für Produktionsprozesse ebenso wie für Prozesse zur Abwasser- oder Abluftbehandlung bzw. deren Aufbereitung (z.B. zu Trinkwasser) und zur Kreislaufführung von verschiedenen Stoffen.

Aus der Praxis sind aus einzelnen Behältern aufbauende und mittels Rohrleitungen miteinander verbundene Ionenaustauscheranlagen bekannt. Diese Ionenaustauschbehalter haben u.a. den Nachteil, daß die einzelnen Behälter wegen der dazwischen ange-

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ordneten Rohrleitungen in den Behältern Strömungswege bilden und nicht bis zur vollen Kapazität nutzbar sind, weil das dazu verwendete Ionenaustauscherharz am Rand und in den Ecken der Behälter sowie zur Sicherstellung gegen Ionendurchbruch teilweise unbeladen bleibt.

Aus der DE-PS 26 02 232 ist eine Einrichtung zur Wiedergewinnung von in Spülwassern von Galvanisieranlagen befindlichen Metallen mit mindestens zwei hintereinander geschalteten transportablen Ionenaustauscherbehältern und einem vorgeschalteten Filter bekannt, bei der die von unten nach oben durchströmten, oben und unten mit einem Sieb abgedeckten und an den Rändern mit umlaufenden Dichtungen versehenen, ebenfalls mit lonenaustauscherharz gefüllten Ionenaustauscherbehälter vertikal übereinander angeordnet sind.

Bei den Verfahrensstufen handelt es sich z.B. um Filterung, Ionenaustausch, elektrochemische Prozesse, Mischen, katalytische Prozesse, Trennen, Anreichern, Regenerieren, Ausfällen, Abscheiden um nur einige zu nennen. Dazu kommen als aktive Substanzen vorzugsweise Ionenaustauscherharze, Absorberharze, Aktivkohle, Kieselgur, Aluminiumoxid, gebrannter Kalk, Molekularsiebe, mechanische Filter, Membranen, granulierter Torf, Elektrolysezellen, Katalysatoren u.a. zum Einsatz. Nachteilig ist auch hierbei, daß diese verfahrenstechnischen Prozeßstufen, z.B. Mischen, Trennen, Ausfällen, Abscheiden u.a. jeweils nur mit speziell daüfr ausgelegten ortsfesten Anlagen durchführbar sind. Das heißt, daß damit ein relativ hoher Aufwand an Gerätetechnik, dazu benötigten Platz und Bedienung verbunden ist.

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Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannte und an sich bewährte Verfahrenstechnologie in Verbindung mit den bekannten aktiven Substanzen und damit unterschiedlich oder gleich gefüllten als Moduln bzw. Kassetten ausgebildeten und zu einer als Geräteeinheit bzw. Reaktionssäule zusammengefaßten Behältern zu erweitern und dadurch neuartige Prozeßführungen zu erschließen. Zugleich sollte damit eine Vereinfachung der Gerätetechnik, des Bedienungsaufwandes, sowie eine Reduzierung des Platzbedarfs und- der Kosten erreicht werden.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung der gestellten Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und die der ihm folgenden Unteransprüche vorgesehen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den modularen Aufbau der einzelnen mit voneinander unterschiedlichen oder gleichen Substanzen gefüllten und zur einer Geräteeinheit bzw. Reaktorsäule zusammengefaßten Behälter, eine für neuartige Prozeßführungen äußerst kompakte Bauweise erzielt wird. In Verbindung mit einem Dxenstleistungssystem, in welchem die Regenerierung bzw. Reaktivierung der einzelnen Module bzw. Kassetten zentral abläuft, wie es z.B. für die Ionenaustauschertechnik in der Galvanik bekannt ist, ergeben sich für die einzelnen ein System bildenden Moduln Anwendungen, welche bisher für den Einsatz einiger der bekannten Verfahrensstufen zumindest teilweise verschlossen waren.

Die einzelnen Moduln bzw. Kassetten sind beim Gegenstand der Erfindung zwar ähnlich der bekannten Einrichtungen in einer

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I Säule übereinander angeordnet, unterscheiden sich davon aber '■, wesentlich dadurch, daß hierbei die Durchströmung nicht nur in iti^: einem einzigen Strom in einer Richtung von unten nach oben ; (oder umgekehrt) und von einem Modul in den anderen, also vom Boden zum Deckel erfolgt, sondern auch innerhalb der einzelnen Moduln von mehreren Strömen in bzw. aus verschiedenen Richtungen. Dazu sind einzelne Moduln mit seitlichen Anschlüssen und i. einem zentralen Durchgang (z.B. Rohr) zur Beaufschlagung von benachbarten Moduln versehen. Sollen z.B. nach Vorbehandlung eines Teilstromes zwei Teilströme miteinander vermischt werden, ti so strömt ein Teilstrom durch ein oder zwei erste Reaktions-,'■ module, um anschließend zusammen mit dem anderen Teilstrom als

I Gemisch durch weitere nachgeschaltete zweite Reaktionsmodule zu strömen.

Bei einer getrennten Strömungsführung kann z.B. ein Modul als ι Hochdruckbauteil und zwei diesem nachgeschaltete Moduln als

Niederdruckbauteile ausgelegt sein. Dabei können die Reaktionsmodule in unterschiedlichen Baugrößen, insbesondere in ihren Baulängen und Bauweisen als Reaktionssäulen ausgeführt sein. ;. Zur Behandlung von Beispielsweise zwei getrennten Stoffströmen ; wird der eine Strom über eine eingebaute Pumpe und der andere -' Strom entweder über freies Gefälle oder eine extern angeordnete : Pumpe gefördert.

¹ Ausführungsbeispiele sind folgend beschrieben und durch Skizzen erläutert.

g Es zeigen im Prinzip:

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Fig. 1 eine Einrichtung zum Mischen nach Vorbehandlung
eines Teilstromes,

Fig. 2a, 2b Einrichtungen gemäß Fig. 1 mit Reaktionsmoduln

unterschiedlicher Baulänge und Bauweise für den Einsatz als Reaktionssäule,

Fig. 3 eine Einrichtung zur Behandlung von zwei getrennten

I Stoffströmen. j

Aus Fig. 1 ist eine aus vier Moduln 1, 2, 3, 4 zusammengesetzte
Einrichtung als Reationssäule 5 ersichtlich, mit welcher zwei
zu behandelnde Teilströme X und Y miteinander vermischt werden.
Während der eine Teilstrom X in einen unterhalb der Reaktionssäule 5 angeordneten Behälter 6 einströmt, durchströmt der \ andere Teilstrom Y zunächst das Modul 1 (oder auch 1 und 2; in j der Fig. nicht näher dargestellt), um sich danach im Behälter 6 j

mit dem Teilstrom X zu vermischen. Die nunmehr miteinander ver- ί

mischten Teilströme X und Y werden z.B. mittels einer in der j Fig. nicht näher dargestellten Pumpe aus dem Behälter 6 durch

ein im Modul 1 (oder 1 und 2) vorgesehenes Rohr 7 in die dar- j

über angeordneten Moduln 2,3,4 (oder 3 und 4) und von dort in j

eine daran angeschlossene Leitung 8 gedrückt. Zum Beispiel kön- ]

nen das Modul 1 als eine Elektrolysezelle, die Moduln 2, 3, 4 ]

j als Ionenaustauscher oder als Modul 1 als mechanischer Filter, j

die Moduln 2, 3, 4 als Molekularsiebe ausgebildet sein. j

Die Fig. 2a und 2b stellen Einrichtungen dar, mit Reaktionsmoduln 1, 2, 3, 4 mit unterschiedlichen Baulängen und Bauweisen

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für den Einsatz als Reaktionssäulen 5. Die Baulängen sind dabei so gewählt/ daß die über das Modul 1 nachgeordneten Moduln 2, 3 und 4 beispielsweise jeweils um die Hälfte kleiner bzw. kürzer sind, als das vorgeordnete Modul; also Modul 2 z.B. gleich 0,5 χ Modul 1, Modul 3 gleich 0,5 χ Modul 2 und so fort. Dazu können, wie in Fig. 2a dargestellt, zwei Teilströme X und Y, wie schon in Fig. 1 beschrieben, miteinander gemischt (X + Y) werden.

Zum Beispiel ist dabei Modul 1 eine Elektrolysezelle, Modul 2 ein Anionenaustauscher, Modul 3 ein Kationenaustauscher und Modul 4 eine weitere Art eines Filter. Eine derartige Anordnung ist zweckmäßig bei getrennter Strömungsführung von zwei oder mehreren Teilströmen. Das Modul 1 kann dazu in Hochdruckausdruckausführung als Membran und die Moduln 2, 3 und 4 in Niederdruckausführung ausgebildet sein. In Fig. 2b unterbleibt eine Vermischung, da nur ein Strom 9 der Prozeßführung unterliegt. Der in den Behälter 6 einströmende Strom 9 wird, z.B. durch Pumpleistung, in das als Kerzenfilter ausgebildete Modul 1 und weiter durch die z.B. mit Aktivkohle befüllten Moduln 2 und 3 in die Leitung 8 gedrückt.

Aus Fig. 3 ist eine Einrichtung zur Behandlung zweier voneinander getrennter Stoffströme X und Y ersichtlich. Wie schon in Fig. 1 und 2a beschrieben, strömt der in den Behälter 6 einströmende und von diesem durch Pumpkraft in das durch die z.B. als Elektrolysezellen ausgelegten Moduln 1 und 2 führende Rohr in die nachgeordneten und z.B. als Ionenaustauscher wirkenden Moduln 3 und 4 gedrückte Teilstrom X in die Leitung 8. Der Teil-

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strom Y strömt dagegen zunächst in das Modul 2, um von dort über freies Gefalle (siehe Richtungspfeil) oder eine externe Pumpe (in der Fig. nicht näher gezeigt) in das Modul 1 und daraus in die Leitung 10 zu gelangen. Zum Beispiel kann damit die Behandlung der Stoffströme von fotografischen Bädern, wie verbrauchter Entwickler X und verbrauchtes Fixierbad Y vorgenommen werden oder ein Frischwasserstrom X wird über die mit einem Ionenaustauscherharz a beschickten Moduln 3 und 4 und ein Abwasser über mit einem Ionenaustauscherharz b beschickten Moduln 1 und 2 geleitet.

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Zusammenfassung

Die Einrichtung zur Durchführung verfahrenstechnischer Prozesse, insbesondere von Prozessen zur Abwasser- und Abluftreinigung und Recycling besteht aus Behältern, welche als austauschbare, und mit aktiven Substanzen und/oder verfahrenstechnischen Baugruppen befüllbare Moduln (1, 2, 3, 4) ausgebildet sind. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Module (1, 2, 3, 4) zu einer Geräteeinheit bzw. Reaktionssäule (5) zusammenzufügen und von voneinander getrennten Teilströmen (X, Y) zu durchströmen. (Fig. 1)

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Claims (5)

■ · r r · · •· · DORNIER SYSTEM GMBH Friedrichshafen Reg. S 377 - Ansprüche ;

1. Einrichtung zur Durchführung verfahrenstechnischer Prozesse, insbesondere Produktionsprozesse und Prozesse zur Abwasser- und Abluftreinigung, sowie Recycling mittels wenigstens zwei hintereinander geschalteten transportablen, von nacheinander durchströmten und an den Rändern mit Dichtungen versehenen vertikal übereinander angeordneten Behältern mit vorgeschaltetem Filter, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als austauschbare, mit aktiven Substanzen und/oder verfahrenstechnischen Baugruppen befüllbare und eine Geräteeinheit bzw. Reaktionssäule (5) bildende Modulen (1, 2, 3, 4) ausgebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulen (1, 2, 3, 4) mit voneinander unterschiedlichen Substanzen und/oder verfahrenstechnischen Baugruppen befüllbar sind.

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3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulen (1, 2, 3, 4) von zwei getrennten Teilströmen (X, Y) durchströmt sind, wobei ein Teilstrom (X) bz^T#. (Y) den einen Teil der Moduln (1, 2) und nach Vermischung mit dem anderen Teilstrom (Y) bzw. (X) der daraus resultierende Mischstrom den anderen Teil der Moduln (3, 4) durchströmt.

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4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn-I zeichnet, daß die Modulen (1, 2, 3, 4) in Bauweise und

I Abmessungen voneinander unterschiedlich und so zu einer
• Geräteeinheit bzw. Reaktionssäule (5) kombinierbar sind.

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5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn-■ zeichnet, daß wenigstens zwei Teilströme (X, Y) mit von-

I einander unterschiedlichem Druck- und Temperaturniveau in

einer Geräteeinheit bzw. Reaktionssäule (5) behandelbar
\. sind.

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