NO742693L - - Google Patents

Description

Apparat med bevegelige ioneutvekslingslag.

Oppfinnelsen vedrører et apparat med bevegelige ioneutvekslingslag til bruk ved demineralisering eller bløtgjøring av brakkvann, konsentrasjon av de utspedde oppløsningene av visse, verdifulle salter, rensing av organiske eller anorganiske oppløs-ninger, behandling av avvann, heterogen katalyse med ioneutvekslings-harpikser og ved andre, lignende ioneutvekslingsteknikker.

Ioneutvekslingsapparatet ifølge oppfinnelsen ble ut-viklet for behandling av avvann fra nitrogengjødsel- og/eller NPK kompleks gjødsel-fabrikker på en teknisk-økonomisk fordelaktig måte. Dette nødvendiggjorde konstruksjon av et apparat for følgende formål: behandling av avvann med variabel strømning og faststoffinnhold, høye metningstall (97-98%), bruk av sterkt konsentrerte regenerasjonsstoffer. (56-60% HN0318-22% NH3) ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet i britisk patent 1.331.948/1970, bruk av lavest mulige driftstrykk (2-4 kgf/cm 2) og av så sterkt konsentrerte oppløsninger som mulig (22-27% NH^NO^) i avvannet fra den ioniske harpiksregenerasjon.-

Det er kjent forskjellige apparater med bevegelige ioneutvekslingslag, både kontinuerlige og intermitterende, med fluidiserte eller kompakte lag.

Ved et kjent apparat med parallelle kolonner som i endene er forbundet med et krummet parti, blir ionisk harpiks i ladningssonen gradvis mettet i små doser, hvorpå det mettede harpikslag av den hydrauliske veddervirkning drives oppover til en ettervaskesone. Derfra føres det til en pulseringssone og overføres ved •vanntap videre til en regeneringssone, hvorved det trer inn i en rensesone, fra hvilken det vender tilbake til metningssonen.

Ved dette ioneutvekslingsapparat er regenerings- og rensesonene ikke atskilt ved ventiler og er dimensjonert slik at de kan overta flere porsjoner mettet harpiks.

Vann som innføres i rensesonen fortynner regenerasjonsstoffet på sonekontaktflaten. Pulseringsvannet fortynner like-ledes avvannet på kontaktflaten.

For at man skal unngå fortynning av regeerasjons-stof f et og avvannet, er det nødvendig å holde kontaktflaten i en bestemt tilstand ( rensevann - regnerasjonsstoff - pulseringsvann - regenerasjonsprodukt) etter hver pulseringssyklus. Dette oppnås med automatiske ventiler som styres av kontaktflateanalysatorer.

På grunn av den nøyaktige kontroll av konstante nivåer av skilleflatene, må rensevann- og regenerasjonsstoff-strømningshastighetene være konstante, hvilket krever fjernelse av mettede harpiksporsjoner fra ladingssonen med konstant frekvens, styrt i overensstemmelse med et fastsatt tidsskjema.

Ved de betingelser som kreves for behandling av væsker som er rike på salter og har sammensetninger som varierer fra tid til tid, og ved bruk av sterkt konsentrerte regenerasjonsstoffer og for at nedbrytningsgraden av de ioniske harpikser fysisk-kjemiske egenskaper skal reduseres til et minimum, har disse apparater en rekke ulemper, som: supplering av bufferttanker med stort volum for homo- genisering og opprettholdelse av konstant aktiv kompos- isjon,

nedbrytning av kationiske harpikser som følge av den høye temperatur i kontaktflatene mellom rensesonen og regenereringssonen som følge av de høye eksotermvirk-ninger av sterke syrer som er fortynnet med vaskevann,

fortynning av det regenererte avvann og senking av ladningsforholdet ved svikt av kontaktflateanalysatoren

i regenerasjons-rensesonene,

omfattende mekanisk nedbrytning av ioniske harpikser som følge av sterkt driftstrykk i regenerasjons-rensesonene og harpikssvelling ved bruk av karboksylkationer eller svak base - og sterk baseanionutveksling i harpiksene i metningssonen, hvor høye indre trykk oppstår som følge av at volumet begrenses av stoppeventilene.

Ved apparatet med bevegelige ioneutvekslingslag ifølge oppfinnelsen unngås disse ulemper ved at det består av to vertikale, sylinderlignende kolonner, forbundet i bunnen, og bestående av: en ladesone, hvor det innkommende avvann, som fordeles jevnt ved hjelp av filtreringssystemer i bunnen, beveges oppover i det ferske harpikslag og tømmes ved samle-filtreringssystemer i øvre kolonneparti, idet det på et nivå på ca. 2/3 av harpikslagets høyde, mellom samle-tanker og forgreningsrør, er anordnet prøvetagningsrør for den behandlede væske, som kontinuerlig analyseres av en spesiell analysator, som registrerer væskens fysisk-kjemiske egenskaper med hen-blikk på varsling av at ioneharpiksen er uttømt i området mellom fordelingssystemene og prøvetagningsrørene, at ladesonen via en strupeventil eller lignende er forbundet med en krummet sone for kondisjonering av den uttømte ioneharpiks, at den i begge ender omfatter et fordelings-filtreringssystem for harpiks- kondisjonerings-væsken, hhv. et samlings-filtreringssystem for harpiks-kondisjoner-ingsvæsken, en sone som via en strupeventil eller lignende er forbundet med en regeneringssone for den uttømte harpiks som er kondisjonert enten med fortynnede sterke syrer eller baser i overensstemmelse med britisk patentskrift nr. 1.331.948/1970, likesom ved rensing av regenerasjonsproduktet og regenerasjons-stoffet med vann i overskudd, en regenerasjonssone hvis ender er forsynt med filtrer ingsflenser med dyser, sirkulære fordelings- og samlerør, radiale kanaler, sirkulære væskekammere og sirkulære filtreringsorganer, idet nevnte sone via en strupeventil eller lignende er forbundet med en ettervaskesone, hvor den endelige vasking av regenerasjons-stoffet i overskudd finner sted samtidig med harpiksettervaskingen for fjernelse av fine partikler som er fremkommet - ved bunnen - fordelingssystemer for ettervaske- og rensevann, og i øvre del vaske- og rensevann-samlerør, en sone som gjennomløpes av et vertikalt, rør med aksial hevertvirkning, utstyrt med en strupeventil eller lignende, gjennom hvilken regenerert ioneharpiks, renset og ettervasket, føres hydraulisk til en ioneharpiks-lagersone anordnet over ladesonen, og som har sin øvre del forbundet med over-føringsrøret ved hjelp av et konisk parti og sin bunn forsynt med en væske-harpiks-kontaktflateavsøker og et filtreringssystem for samling og tømming av harpiksoverføringsvannet fra ettervaskesonen til lagersonen, soner som er utstyrt med føde- og tømmerør for behandlet væske og hjelpevæske brukt ved den hydrauliske harpiksover-føring, harpikskondisjdnering, regenerering og vasking, ved ettervasking og generering av hydraulisk mottrykk for harpikslagets fleksible kompakthet under harpiksuttømmingen i ladesonen og med kontroll- og måleinstrumenter og pneumatiske og elektriske innretninger for drift av ventilene på de respektive rør og de isolerende strupeventiler eller lignende ventiler anordnet mellom nevnte soner.

Apparatet med bevegelig ioneutvekslingslagring ifølge oppfinnelsen har vølgBnde fordeler: behandling med væskepåvirkende stoffer med variable hastigheter som svarer til væskehastighetene i ladesonen fra 10 til 100 m/time med tidsvariabel ionelad-ning, idet ioneharpiksen overføres fra ladesonen til regenering kun etter fullstendig uttømming, hvilket medfører stabile og konstante driftsforhold ved kondisjonering, regenerering, ettervasking og lager-sonéne,

muligheten for bruk av sterkt konsentrerte regenerings-stoffer, som 45-60% HN03, 30-50% H2S04, 35-40% H3P04, 17-25% NH3, ved driftsforhold som angitt i britisk patent 1.331.948/1970,

muligheten for oppnåelse av konsentrerte avvann fra

regenereringen ved fraksjonsvalg av væskeproduktet fra regenereringen,

muligheten for behandling av avvann med høy temperatur, fordi de nødvendige temperaturforhold for regenerering kan sikres ved at harpiksen i kondisjoneringssonen ved kjøling er i direkte kontakt med en kjøle-væske,

maksimal harpiksmetningskapasitet ved at uttømming skjer i en oppadgående væskestrøm og motstrøms-regenering finner sted,

minimal mekanisk nedbrytning av ioneharpiksen på grunn av harpiksens fleksible kompakthet i uttømningssonen og et lavt driftstrykkområde (2-4 kgf/cm 2) på grunn av harpiksens tyngdekraft ved strømning fra lagersonen til de ytre soner og en lav harpikslagtykkelse i de respektive soner,

forhindring av at harpikslaget tetter i ladesonen,

idet ettervaskesonen anordnes foran ladesonen,

driftssikkerhet ved at den installerte instrumentering er så redusert som mulig.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av nedenstående beskrivelse under henvisning til tegningene, bvor: Fig. 1 er en skjematisk gjengivelse av apparatet med bevegelige ioneutvekslingslag, Fig. 2 skjematisk illustrerer regenereringssonen med filtreringsflensene,

Fig. 3 gir en skjematisk, illustrasjon av apparatet

med bevegelige ioneutvekslingslag benyttet for behandling av avvann som inneholder NH^og NH^NO^,

Fig. 4 viser kurvene for NH^NO^og HNO^-konsentra-sjonsvariasjonene ved DUOLITE C 265 kationisk harpiksregenerasjon med 50% HNQ3. Fig. 5 skjematisk illustrerer apparatet med bevegelige ioneutvekslingslag benyttet for behandling av avvann som inneholder HNO^, Fig. 6 viser kurvene for NH^NO^og NH^-konsentra-sjonsvariasjonene under DUOLITE A 366 svakt basisk, anionisk harpiks, regenerering med 17-18% NH_.

Eksempel 1.

Et apparat for bevegelige ioneutvekslingslag, som består av to parallelle, vertikale, sylindriske kolonner, som er forbundet med hverandre i bunnen, omfatter ifølge fig. 1 sylindriske soner anordnet over hverandre som følger: en ladesone 1, anordnet i nedre del med en isolasjonsventil 2 i form av en strupeventil eller lignende, som skiller sonen 1 fra kondisjoneringssonen 3, som faller sammen med kolonneforbindelsesområdet og ender med en isolasjonsventil 4 i form av en strupeventil eller lignende, som skiller sonen 3 fra en regenerasjonssone 5 anordnet ovenfor, med en strupeventil eller lignende 6 som skiller sonen 5 fra ettervaskesonen 7, som er forsynt med et forbindelsesrør 8 av heverttypen, som går ut fra ettervaskesonen 7 og forbinder denne (via en strupeventil eller ligende 9) med en lagringssone 10 for regenerert ioneharpiks som anbringes ovenfor ladesonen og er forbundet med denne med en konisk del.

Til å begynne med samles ioneharpiksen i sonene 1,3,

5 og 10. Avvannet som skal behandles, kommer inn i røret 11 og en ventil a i bunnen av ladesonen og fordeles jevnt over sonen via ett eller flere fordelingsrør, som ikke er vist og som er forsynt med filtreringsorganer. Avvannet beveger seg oppover og inn i harpikslaget og forlater dette som behandlet avvann gjennom ett eller flere, ikke viste samlerør med filtreringsorganer, ventilen b og

.røret 12.

For varsling av at harpiksene er uttømt av ionene i det behandlede avvann vil det ca. 2/3 fra bunnen av fordelings- og samlerørene kontinuerlig tas ut en prøve av den behandlede væske gjennom ett eller flere samlerør som er forsynt med ikke viste filtreringsorganer. Denne prøvevæske føres gjennom et rør 13 og ventilen c til en spesiell analysator 14, som analyserer væskens fysisk-kjemiske egenskaper over en fastsatt, optimal verdi.

Denne spesielle analysator kan være en pH-måler,

en ledningsmåler, en selektiv ioneanalysator e.l.

For at man skal oppnå kompakthet av den uttømte harpiks i oppadgående strømning, trer en nedadgående væskestrøm inn i røret 17 og ventilen f i øvre del av lagringssonen 10 og beveger seg tvers gjennom ioneharpikslaget i lagringssonen og forlater denne gjennom ikke viste samlerør og røret 12, samtidig med

det behandlede avvann.

Når verdien av de fysisk-kjemiske egenskaper av væsken fra ladesonen overstiger den fastsatte, optimale verdi på grunn av uttømming av ioneharpiksen mellom prøveuttagningen og rommet for samlerørene, styrer analysatoren 14 åpningen av ventilene a og b og ventilen d i røret 15 for overføringsvann, åpningen av ventilene 2,4 og 6 og åpningen av ventilen e i rør 16 for tømming av væsken fra ettervaskesonen 7.

På grunn av trykkdifferansen på ca. 2 kgf/cm 2, som

er oppstått mellom de to forbundne kolonner, sonen 10 hhv. 7, skyves ioneharpiksen, som vist ved piler, slik at den ferske harpiks i sone 10 erstatter den uttømte harpiks i sone 1, som i sin tur overføres til sone 5, mens den regenererte harpiks i sone 5 over-føres til sone 7.

Når væske-harpiks-kontaktflaten Cy), opprinnelig i øvre parti av lagringssonen, på vei nedad passerer nivåsensoren som er anordnet ved lagringssonens bunn, fører dette etter tur til åpning av ventilene e, 6, 4, 2 og d, åpning av ventilen f i røret 17 for komprimering av vann og åpning av ventilene b,c og a for ny ladning.

Samtidig vil nivåsensoren L utløse driften av bryter-påvirkende ventiler, g,h,i,j,k,1,m,n,o,p,q,r,s og 9 i overensstemmelse med en tidssekvens, slik at kondisjonering, regenerering, rensing, ettervasking og overføring av den regenererte harpiks tilbake til lagringssonen kan oppnås på beste måte.

Nivåsensoren L kan enten være en lydsensor, et optisk instrument forsynt med fotodioder eller en innretning med en vibrerende føler og med en frekvens fra 100 til 300 Hz, etc.

I kondisjoneringssonen 3 blir den uttømte ioneharpiksen

fra sone 1 kondisjonert slik at den blir klar for regenerering.

Harpiksen i sone 3 renses således for fjernelse av den forurensede væske som ble holdt tilbake sammen med den uttømte ioneharpiksen under overføringen, og for kjøling av harpiksen før regenerering.

Vaske, og/eller kjølevæsken innføres gjennom røret 18, og ventilen g og fordeles over hele sonens lengde, gjennom rør som er utstyrt med filtreringsorganer. Væsken strømmer gjennom harpikslaget og føres bort gjennom samlerør med filtreringsorganer, ventilen

h og røret 19.

Regenerasjonssonen 5 omfatter, som vist i fig. 2, et vertikalt, sylindrisk legeme 20 som øverst og nederst ender i koniske partier 21 og 21' og to filtreringsflenser 22 og 22'. For sik-ring av en jevn og omhyggelig fordeling av væskene som innføres for regenerering og første vasking (I) av den uttømte harpiks gjennom hele harpikslaget,.er filtreringsflensene 22 og 22' utformet slik at en jevn tilstrømning og utstrømning av væsker tillates gjennom dysene 23 og 23<*>og de sirkulære samlerør 24, 24', fordelingskamrene 26 og 26' og de sirkulære filtreringsorganer 27 og 27!.

Sonen 5 er isolert av strupeventiler 4 og 6. Til denne sone mates regenerasjonsstoffet, vaskevæsken og muligens nitrogenet for mellomliggende væskerensing via dysen 23 fra ledningene 27, 28

og 29 via ventiler i,j,k, mens vaskevæsken og regenerasjonsproduktet tømmes gjennom rørene 30, 31 via ventilene 1 og m.

Sone 7, hvor ettervasking og siste vasking (II) av ioneharpiksen som ble regenerert i sone 5, finner sted, omfatter en vertikal sylinder, som i bunnen er forsynt med et konusformet ele-ment som forbinder sylinderen med regenerasjonssonen 5 via strupeventiler. På innsiden av sylinderen forsynt med et aksialt forløp-ende, vertikalt hevertrør 8 og en strupeventil e.l. 9, gjennom hvilken den ettervaskede harpiks føres hydraulisk ut fra bunnen av ettervaskesonen til ioneharpiks-lagringssonen 10 ovenfor ladesonen.

Lagringssonen er forbundet med transportrøret 8 og ladesonen 1 via koniske organer. Ettervaskevannet og/eller harpiks-matevannet innføres i bunnen av ettervaskesonen 7, gjennom røret 32, ventilen n og fordelingsrør forsynt med filtreringsorganer.

Væsken beveges oppover gjennom harpikslaget og ekspanderer dette med 50-60% og tømmes, sammen med harpiksstøv gjennom røret 16 og ventilen e.

Ved slutten av ettervaskinen, når harpiksen skal transporteres hydraulisk, komprimeres harpiksen ved innføring av en væske nedad gjennom røret 33 og ventilen p. Denne væske tømmes gjennom røret 34 og ventilen o.

Etter komprimering av ioneharpiksen transporteres denne hydraulisk til lagringssonen som følge av trykkforskjellen mellom sone 7 og sone 10 ved hjelp av væskestrømmen som .innføres gjennom rør 33 og tømmes gjennom rør 35, samtidig med harpiksen gjennom ventilen r og det oppsamlede stoff fra filtreringselementene i lagringssonens bunn.

Mens ioneharpiksen transporteres hydraulisk fra sone 7 til sone 10, er skyveventilen 9 åpen. Den ioneharpiks som er nød-vendig for erstatning av harpikstapene i kolonnene innføres hydraulisk gjennom røret 36 og skyveventilen s ved øvre del av lagringssonen.

Eksempel 2.

Apparatet som angitt i eksempel 1 benyttes til opp-varming av 2 g/l NH^ og 5 g/l NH^NO^ avvann ved en temperatur på 40°C i den installasjon som er illustrert i fig. 3. Avvannet til-føres gjennom ledning 37 til en buffertank 38, fra hvilken det ved hjelp av pumpen 39 mates gjennom røret 11 til kolonnen for bevegelige ioneutvekslingslag ved bunnen av ladesonen 1. Avvannet beveges oppover gjennom det meget sure, kationiske harpikslag og forlater dette med et innhold på 40 og filteret 41 og går til tanken 42.

Etter metning av den kationiske harpiks i ladesonen 1, hvilket registreres av analysatoren 14 (pH-måler), overføres harpiksen til kjøle- og rensesonen 3, regenerasjonssonen 5 og ettervaskesonen 7 ved at harpiksen skyves videre med vann fra tanken 42 med en pumpe 43 og tømmes gjennom røret 44 og røret 15 til øvre del av sone 10.

Etter hvert som harpiksen beveger seg, samles vannet som tømmes gjennom rør 16, rør 59 og filter 60 i tanken 42.

Harpiksens bevegelse stanses, når det mettede harpiks-volum erstattes av ny harpiks i lagringssonen 10 og væske-harpiks-kontaktflaten y oppnås ved senking av det fastsatte minimumsnivå,

som registreres av nivådetektoren L.

Som nivådetektor kan det enten brukes en vibrasjons-anordning (100-150 Hz), fotodiodeinstrumenter eller sonar-sensorer.

Etter fullført harpiksoverføring lukker dé isolerende ventiler 2, 4 og d, og harpiksen som er mettet med NH^-ioner utsettes for kjøling, vasking, regenerasjon med 56%-ig NHO^ifølge britisk patentskrift 1.331.948/1970, rensing I med vann, ettervasking, rensing II og føres så tilbake til lagringssonen 10.

For oppnåelse av harpikskjøling fra 40°C til 18°C

blir en del av NH^og NH^NO^-avvannet som innføres gjennom røret 45 til et kar 46, resirkulert med en pumpe 47 gjennom et rør 50 og

en kjøler 51, som kjøles med vann på +5°C inntil avvannet er kjølt til +8°C. Avvannet tas med pumpen 47 og mates inn gjennom rør 48

til vaske-kjøle-sonen 3, hvorfra det passerer gjennom harpikslaget for kjøling og deretter tømmes ved en temperatur på ca. +15°C gjennom røret 49 tilbake til tanken 46.

NHg og NH^NO^avvann som forblir i mellomrommet i

sone 3, erstattes av demineralisert vaskevann, som mates inn gjennom røret 18 og tømmes gjennom et rør 19 i tanken 38.

Harpiksregenerering i sone 5 gjennomføres ved bruk av 56%-ig HN03, tilført gjennom røret 52 til et kar 53 og kjølt til 10-15°C ved resirkulering med en pumpe 54 gjennom et rør 55 og gjennom en kjøler 56.

Avkjølt NH^føres med pumpen 54 og pumpen 27 til.reg-eneras jonssonens 5 øvre del i proporsjoner på ca. 0,28 volumenheter 56%-ig HNO^ pr. harpiksvolumenhet, men før dette tømmes vannet i hulrommene i den ioniske harpiks i tanken 38 gjennom røret 30 med nitrogen som blåses gjennom røret 29.

Harpiksen som er regenerert med 56%-ig HNO^, vaskes først i trinn I med 0,7-0,8 væskevolumenheter/harpiksvolumenheter tilført fra tanken 42 med en pumpe 57 og innført gjennom røret 58

og røret 28 til toppen av regenerasjonssonen 5. NH^NO^og et overskudd av HNQ3 som inneholder regenerasjonsproduktet tømmes gjennom røret 31 til en tank 61 for sure NH^NO^-oppløsninger, hvor oppløs-ningen nøytraliseres med 100%-NH3, tilført gjennom røret 62. Den 20-28%-ige NH^NO^-oppløsning som fås som resultat av nøytraliser-ingen transporteres av en pumpe 63 gjennom et rør 64 til en konsen-trasjonsenhet for konsentrasjon til 74-85% og bruk i ammoniumnitrat-produksjon. Den regenererte harpiks utsettes for endelig rensing II

i sone 7, samtidig med ettervasking, ved innføring av vaskevæske fra tanken 42, gvæ tilført ved hjelp av pumpen 57, gjennom røret 58 og røret 32 til sonens 7 bunn. Væsken returneres gjennom rør 16, rør 59 og filter 60 til tanken 42.

Ettervaskevæsken fører til ekspansjon av harpikslaget med ca. 50-60%, et forhold som gjør det mulig å fjerne fine partikler, som holdes tilbake av filteret 60. Den regenererte og ettervaskede harpiks transporteres hydraulisk gjennom røret 8 til en lagringssone 10 ved å skyves med væske tilført fra tanken 42 med .pumpen 43

og innført i øvre del av sone 10 via røret 44 og røret 15. Trah-sportvæsken tømmes fra lagringssonen 10 gjennom røret 35 og føres

gjennom samlerøret 40 tilbake til buffertanken 42 etter å ha passert gjennom filteret 41.

Under harpikslading komprimeres den kationiske harpiks ved innføring av vann gjennom røret 17, vann som tømmes samtidig som det behandlede avvann passerer gjennom røret 12.

Ladesyklusen varer i minst 15 minutter, mens kjøle-syklusen,"regenerasjons-vaske-syklusen, ettervaske-transportsyklusen i høyden varer i 13 minutter. Overføringen av harpiksen ved hydraulisk pulsering tar ca. 2 minutter.

Fig. 4 viser kurvene for NH^NO^ og HNO^-konsentra-.sjonenes variasjon som følge av DUOLITE C 265 kationisk harpiksregenerering med 0,28 volumenheter 50% HNO^/harpiksvolumenheter.

Til oppnåelse av en konsentrert NH^NO^-oppløsning kreves to vasketrinn: første trinn (I) i regenerasjonssonen 5, med 0,7-0,8 volumenheter vann/harpiksvolumenheter og siste trinn (II)

i ettervaskesonen 7 med 0,8-1,2 vannvolumenheter/harpiksvolumenhet.

På ordinaten sees konsentrasjonene i g/l for NH^NO^og HNO^-overskudd.

På abscissen sees rensevæskevolumet i liter og for-holdet: væske/harpiksvolum.

Ammoniumnitrat-oppløsningen som oppnåes fra første vasketrinn inneholder ca. 20-28% NH.NO-.

4 3

Eksempel 3.

Avvannet som etter tilbakeholdelse av NH.-ionene

+ -■ 4

inneholder 4g/l avHN03og 15-30 ml NH4ioner, behandles i en enhet som vist i fig. 5.Avvannet innføres gjennom et rør 37' i en tank 38', fra hvilken det ved hjelp av en pumpe 39' trer inn i røret 11 gjennom ladesonens 1 bunn. Etter å ha passert oppover gjennom laget av DUOLITE A 366 polyakrylisk, svakt basisk, anionisk harpiks tømmes vanneg gjennom røret 12, som er anordnet øverst på siden av ladesonen, i et samlerør 40 via et filter 41' og samles til slutt i en tank 42<1>.

Det behandlede avvann som inneholder omtrent 15-30 mg/l Nh<I>"og 4-20 ml/1 NO_, overtas av en pumpe 43' og innføres gjennom et rør 44' til et filter 45' med blandede lag, hvor NH^og N03ionene holdes tilbake, hvorpå det meget rene, demineraliserte vann (0,3 s/cm) som fremkommer, samles i en tank 46'.

Etter den anioniske harpiksens metning i ladesonen 1, som registreres av en ledningsmåler 14, blir harpiksen gradvis overført til rensesonen 3, regenerasjonssonen 5 og ettervaskesonen 7 og returneres så til lagringssonen 10 gjennom røret 8.

Mellomliggende vasking med væske med innhold av HNO^foregår i sone 3 med demineralisert vann fra tanken 46' ved hjelp av en pumpe 47' og innført gjennom rør 18 til harpikslaget samt tømt gjennom rør 19 til tanken 38'.

Regenereringen av DUOLITE A 366 harpiks gjennomføres i sone 5 med en 16-18%-ig NH^ammoniakkoppløsning på 0,28-0,38 volumenheter/harpiksvolumenhet. Oppløsningen trer inn øverst i rør 27 og den erstattede væske tømmes gjennom et rør 30 til tanken 30' .

Det regenererte produkts vasking oppnås i to trinn: første trinn (I) i regenerasjonssonen 5 med demineralisert vann som innføres gjennom rør 28 i et forhold på 0,8-0,9 vannvolumenheter/ harpiksvolumenhet. Den resulterende 16-20%-ige NH^NO-j-oppløsning samles sammen med NH^-overskuddet i et rør 31 og ledes til nøytrali-sering og konsentrasjon.

Harpiks-ettervaskingen og den endelige vasking II gjennomføres i sone 7 ved 50% ekspandering av harpikslaget i en oppadgående strøm av demineralisert vann fra tanken 46' som til-føres ved hjelp av pumpen 47', gjennom rør 48' og rør 32 og tømmes gjennom rør 16, rør 49' og filteret 50' til tanken 42'.

Den regenererte, vaskede og ettervaskede harpiks komprimeres videre nedad med vann som inriføres gjennom røret 33,

og tømmes gjennom rør 34, filteret 50' til tanken 42', hvorpå har-' piksen overføres gjennom røret 8 fra sone 7 til sone 10 ved hjelp av vann som innføres gjennom rør 33.

Transportvannet tømmes gjennom ledningen 35, samle-røret 40" og filteret 41' til tanken 42'.

Komprimering av harpiksen finner sted i ladesonen 1 ved hjelp av demineralisert vann som innføres gjennom ledningen 17, nedad, og tømmes samtidig med det behandlede avvann gjennom røret 12 og samlerøret 40' til tanken 42'.

For erstatning av tap lagres anionisk harpiks i tanken 51', hvorfra den gjennom røret 36 kommer til øvre del av. lagringstanken 10.

Fig. 6 illustrerer de varierende NH^NO^- og NH^kon- sentrasjoner etter regenerering av DUOLITE A 366, svakt basisk, anionisk harpiks med 0,28 volumenheter 16%-ig NH^/harpiksvolumenhet.

Claims (8)

1. Apparat med bevegelige ioneutvekslingslag som består

   av to parallelle, vertikale kolonner som er forbundet i bunnen ved et kurveformet parti, gjennom hvilket ioneharpiksen passerer etter tur gjennom de opprettede soner som er beregnet for ioneutvekslingen og som hovedsakelig omfatter ioneharpiksuttømning, regenerering, rensing, ettervasking, hydraulisk harpikstransport fra en sone til en annen,karakterisert vedat apparatet omfatter: en ladesone hvor det tilførte avvann, jevnt fordelt via filtreringssystemer som er anordnet i bunnen, beveges oppad inn i et ferskt harpikslag og-tømmes gjennom samle-filtreringssystemet i øvre del, idet det ved ca. 2/3 av harpikslaghøyden, mellom samletanken og grenrør, er anordnet et prøvetagningsrør for behandlet væske, som kontinuerlig analyseres av en spesiell analysator som signaliserer uttømning av den ioniske harpiks i området mellom fordelingssystemet og prøve-tagningsrørene, at ladesonen via en strupeventil eller lignende er forbundet med en krummet sone for kondisjonering av den uttømte ioniske harpiks, hvilken sone er forbundet med et fordelings-filtreringssystem for harpikskondisjoneringsvæsken og med et samle-filtrer- ingssystem for harpikskondisjoneringsvæsken i endene hvorved sonen via"en strupeventil e.l. er forbundet med en regenerasjonssone for uttømt harpiks som kondisjoneres med fortynnet eller konsentrert syre eller base, hvorpå regenerasjonsproduktet renses med regenera-sjonsstoff i overskudd, at regenerasjonssonen i.begge ender er forsynt med filtreringsflenser med innretninger som jevnt fordeler væskene som kommer inn og trer ut av harpikslaget, at regenerasjonssonen via en strupeventil e.l. er forbundet med en harpiks-ettervaskésone, hvor den endelige rensing av regenerasjonsstoffet i overskudd gjennomføres samtidig med ettervasking av harpiksen for fjernelse av fine partikler, at sistnevnte sone er forsynt med fordelingssystemet for ettervaske/ rensevann i bunnen og med ettervaske- og rensevann-samlerør i toppen, en sone som gjennomløpes av et transportrør for harpiksen, forsynt med en strupeventil e.l., gjennom hvilken den regenererte, rensede og ettervaskede harpiks føres hydraulisk til en lagringssone for fersk ionisk harpiks, anordnet ovenfor ladesonen som øverst er for bundet med transportrøret via et konisk parti, som i bunnen er forsynt med en væske-harpiks-kontaktflateføler og et filtreringssystem for samling og tømming av harpiksoverføringsvannet fra ettervaskesonen til lagringssonen, soner som er forsynt med mate-og utløpsrør for. behandlede og hjelpevæsker brukt ved den hydrauliske harpiksoverføring, harpikskondisjonering, regenerering, vasking, ettervasking og ved dannelse av et hydraulisk mottrykk for å gi harpikslaget fleksibel kompakthet under uttømmingen i ladesonen, og med kontroll- og måleinstrumenter og pneumatiske/elektriske organer for drift av ventilene på de respektive rør og isolerende strupeventiler e.l. anordnet i de nevnte soner.
2. 2. Apparat med bevegelige ioneutvekslingslag som angitt i krav 1,karakterisert vedat regenerasjonssonen (5, 'fig. 2), består av et vertikalt, sylindrisk legeme (20) som i begge ender er forsynt med koniske partier (21,21') og to filtrer-ingsf lenser (22,22') som er anordnet for jevn fordeling og samling av væskene som trer inn og ut av dysene (23, 23') med sirkulære samlerør (24, 24'), radiale kanaler (25,25'), sirkulære fordelings-kammere (26,26') og sirkulære filtreringsorganer (27,27').
3. 3.. Apparat med bevegelige ioneutvekslingslag som angitt i krav 1,karakterisert vedat ettervaskesonen (7, fig. 1) omfatter en vertikal sylinder som i bunnen er forsynt med et konisk organ, via hvilket den er forbundet med regenerasjonssonen (5) og aksialt i sylinderen et vertikalt rør (8) for hevert-flytting av harpiksen.
4. 4. Apparat med bevegelige ioneutvekslingslag som angitt i krav 1,karakterisert vedat væske-harpiks-kon-taktf lateføleren i lagringssonen (10) er en vibrerende to-blads-sonde på et horisontalt plan, anordnet i området for laveste fastsatte nivå av væske-harpiks-kontaktflate, idet sonen innstilles for drift på en frekvens mellom 100 og 300 Hz.
5. 5. Fremgangsmåte med bevegelige ioneutvekslingslag oppnådd med apparatet som' angitt i krav 1-4,karakterisertved at overføringen av harpiksen fra sone (1), hvor harpiksen aktivitet blir oppbrukt med påvirkende stoffer med ionekonsentra-sjoner med variende varighet, innenfor grensene for en antatt maksimal ionekonsentrasjon, til regenerasjonssonen, først oppnåes etter fullstendig uttømming av vedkommende harpiks, registrert ved automatisk analyse av en kontinuerlig prøve av væsken som behandles i sonen, idet væskens fysisk-kjemiske egenskaper viser at den faste ionekonsentrasjon overstiger den fastsatte verdi.
6. 6. Fremgangsmåte med bevegelige ioneutvekslingslag oppnådd i apparatet som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert vedat den uttømte harpiks kan kjøles i sonen (1) til en passende temperatur for regenerering méd konsentrerte syrer eller baser i en kondisjoneringssone (5) med kjølevæske som beveges gjennom harpikslaget.
7. 7. Fremgangsmåte ved bevegelige ioneutvekslingslag oppnådd i apparatet som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert vedat regenereringen av uttømt harpiks, som er overført til regenerasjonssonen (5), ved hjelp av konsentrerte syrer eller baser, oppnås ved hjelp av en mengde konsentrerte syrer eller baser som svarer til harpikstomrommene i regenerasjonssonen, 0,28-0,45 regenerasjonsstoffvolum/harpiksvolum.
8. 8. Fremgangsmåte ved bevegelige ioneutvekslingslag oppnådd i apparatet som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert vedat rensingen av den regenererte harpiks gjennomføres i to trinn, d.v.s. at første trinn gjennomføres i re- generas jonssonen (5) med 0,7-0,9. rensevæske-volumenheter/harpiksvolumenhet og at annet trinn gjennomføres i ettervaskesonen (7) med ettervaskevæske, idet begge avvann samles hver for seg.