PL116533B1 - Method of treatment of exhausted ion-exchange resins - Google Patents

Method of treatment of exhausted ion-exchange resins Download PDF

Info

Publication number
PL116533B1
PL116533B1 PL21382279A PL21382279A PL116533B1 PL 116533 B1 PL116533 B1 PL 116533B1 PL 21382279 A PL21382279 A PL 21382279A PL 21382279 A PL21382279 A PL 21382279A PL 116533 B1 PL116533 B1 PL 116533B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
resin
column
water
regeneration
treatment
Prior art date
Application number
PL21382279A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL213822A1 (en
Inventor
Christian Barraque
Jeanmarie Rovel
Jean Burriat
Original Assignee
Degremont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degremont filed Critical Degremont
Publication of PL213822A1 publication Critical patent/PL213822A1/xx
Publication of PL116533B1 publication Critical patent/PL116533B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/10Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki wy¬ czerpanych zywic jonowymiennych w celu ich re¬ generacji. Spoisób ten moze byc wykorzystany we wszystkich operacjach inzynierii chemicznej gdzie stosowane sa zywice jonowymienne lub adsorbenty i gdzie prowadzi sie regeneracje zywic wyczerpa¬ nych oraz mycie zywic zregenerowanych z trans¬ portem ' tych zywic w obiegu zamknietym. Takimi operacjami, sa na przyklad, demineralizacja i zmie¬ kczanie wody, zwlaszcza wód zasilajacych kotly i wód myjacych z galwanoplastyki, a takze przerób wód w celu odzyskania metali.Znane sa rózne sposoby ciaglej wymiany jonowej z zamknietym obiegiem, w którym przeprowadza sie wiazanie jonów na zywicy, jej regeneracje i mycie zywicy zregenerowanej. W procesach tych ma miej¬ sce ciagle przemieszczanie zywicy w kierunku prze¬ ciwnym do ruchu przerabianej cieczy w kolumnie wiazacej lub odczynnika w kolumnie badz kolum¬ nach regeneracyjnych i myjacych, proporcjonalne do wymiany jonowej na jednostke czasu, zapewnia¬ jac prawidlowe rozmieszczenie cieczy w zlozu zy¬ wicy bedacej w ruchu, regularny i kontrolowany obieg zywicy i sposób przenoszenia zywicy pomiedzy kolumna wiazaca a kolumna lub kolumnami rege¬ neracyjnymi i myjacymi nie powodujac naprezen mechanicznych w transportowanym produkcie. Za¬ zwyczaj prowadzi sie proste przenoszenie hydra¬ uliczne okreslonej objetosci zywicy pod cisnieniem.W niektórych procesach zywice wyczerpana ode¬ brana u dolu kolumny wiazacej przenosi sie na szczyt kolumny regeneracyjnej poprzez zbiornik; odczynnik regenerujacy wprowadza sie w polowie wysokosci kolumny a pomocniczy strumien przeno- 5 szacej wody przenika od dolu kolumny, dzieki cze¬ mu zywica wyczerpana podczas postepujacego opa¬ dania krzyzuje sie z roztworem regeneracyjnym.Zasadnicza niedogodnosc opisanych procesów po¬ lega na tym, ze zywica pod wplywem wznoszacego io sie przeplywu odczynnika regenerujacego i przeno¬ szacej wody ulega fluidyzacji, co pociaga za soba obnizenie wydajnosci regeneracji. Dla unikniecia tej niedogodnosci znane jest stasowanie silnego prze¬ plywu czynnika regenerujacego i wody przenoszacej 15 w celu uzyskania prawidlowego ubicia masy zywicy.W tych warunkach nastepuje jednak znaczne roz¬ cienczenie odczynników, co powoduje niska pojem¬ nosc uzytkowa zywicy dla danego stopnia regenera¬ cji oraz, przy silnej ucieczce jonowej z zywicy po 20 regeneracji, slaba jakosc cieczy oczyszczonej dla danej zregenerowanej pojemnosci. Ponadto, dla uzyiskamia dobrej regeneracji potrzeba znacznych objetosci wody.Celem wynalazku bylo zapobiezenie wymienionym 25 niedogodnosciom i znalezienie sposobu przerobu w stanie ubitym zloza zywicy w kolumnie bez zwie¬ kszania objetosci uzywanej wody i w którym mozna byloby regulowac stezenia doprowadzanych reagen¬ tów z maksymalnym wykorzystaniem ich aktyw- 30 nosci. 116 533116 533 3 W konsekwencji, opracowano sposób pjzerobu zy¬ wic jonowymiennych, w którym mase czasteczek zywic jonowymiennych kontaktuje sie przeciwpra- dowo w pionowym zbiorniku rurowym z ciecza ob- róbcza. Wedlug wynalazku sposób obróbki zywic jonowymiennych przechodzacych z kolumn wiaza¬ nia jonów, przez umieszczenie ustalonej z góry czesci zywicy w pionowym zbiorniku rurowym uzu¬ pelnianym do pelna i przepuszczanie w przeciwpra- dowym kontakcie z nimi cieczy obróbczej i, po za¬ konczonej obróbce, odbieranie z górnej czesci ruro¬ wego zbiornika frakcji zywicy za pomoca silnego strumienia przeplywajacej cieczy polega na tym, ze pozostala zywice przemieszcza sie do góry na wyso¬ kosc odpowiadajaca wysokosci odebranej od góry frakcji za pomoca silnego strumienia przeplywajacej cieczy wprowadzanej od dolu zloza zywicy, po czym wypelnia sie uwolniona w ten sposób przestrzen w dolnej czesci zbiornika nowa porcja wyczerpanej zywicy jonowymiennej. Na ogól ciecz wprowadza sie od dolu zbiornika z szybkoscia co najmniej 10 m3/ /m2/h.W praktyce wynalazek polega na tym, ze perio¬ dycznie i w okreslonym z góry czasie obróbki usuwa sie za pomoca silnego strumienia cieczy frakcje zy¬ wicy obrabianej z górnej czesci rurowego zbiornika a nastepnie tak uwolniona czesc zbiornika napelnia sie zywica przemieszczajac pozostala w nim zywice w kierunku do góry za pomoca silnego cisnienia hy¬ draulicznego od dolu zbiornika, uzyskanego przez wprowadzenie duzej ilosci cieczy i wreszcie, tak uwolniona przestrzen wypelnia sie regenerowana zywica.Wynalazek realizuje sie w urzadzeniu w sklad którego wchodzi kolumna utworzona z pionowej ru¬ ry zamknietej na koncach, wyposazonej na szczycie w przewody doprowadzajacy i odprowadzajacy cie¬ cze oraz w przewód wylotowy cieczy, którego otwór miesci sie zasadniczo na osi kolumny i w okolo 85— —92% jej wysokosci; w polowie wysokosci wlot i wylot cieczy, w dole wlot zywicy i wody i wylot eluatu z regeneracji i, ewentualnie, w dolnej czesci wlot cieczy dodatkowej.Przyklad prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalazku przedstawiono ponizej w postaci procesu ciaglej regeneracji zywic jonowymiennych w pro¬ cesie Obróbki wody, obejmujacym wiazanie jonów na zywicy i jej regeneracje oraz mycie, ale wynala¬ zek nie ogranicza sie tylko do tej jednej postaci, lecz moze byc stosowany do ciaglego przerobu zywic jonowymiennych.Urzadzenie do realizacji tego sposobu obejmuje trzy aparaty: jeden do przerobu cieczy sluzacy do wiazania jonów na zywicy, drugi do regeneracji zy¬ wicy i trzeci do jej mycia.Regeneracje prowackzi sie w przeciwpradzie w ko¬ lumnie pionowej, wprowadzajac zywice od dolu kolumny i wypelniajac ja praktycznie calkowicie.Odczynnik do regeneracji wprowadza sie posrodku kolumny, podczas gdy zasila sie ja woda na szczycie.Kolumna wyposazona jest w rurowy przewód wlo¬ towy umieszczony na poziomie nizszym od osiaga¬ nego przez zywice w kolumnie przy jej calkowitym napelnieniu i którego pozycje okresla frakcja masy 4 zywicy regenerowanej kierowanej kazdorazowo do kolumny myjacej. Frakcja ta wynosi zazwyczaj 10— —20% calkowitej objetosci kolumny, korzystnie 12— -15%. 5 W pierwszym stadium procesu wytwarza sie duzy przeplyw wody, która splywa ze szczytu kolumny do kolumny myjacej i porywa ze soba cala zywice znajdujaca sie w górnej czesci kolumny opisanej powyzej. Crzestrfzen ta zawiera w tym momencie 10 tylko wode i, w drugim stadium, do przestrzeni pod zlozem zywicy w kolumnie regeneracyjnej dopro¬ wadza sie duzy przeplyw wody wywierajacy takie cisnienie hydrauliczne na zywice, ze jest ona wypie¬ rana w kierunku szczytu kolumny do momentu, gdy 15 przestrzen uprzednio uwolniona zostanie ponownie wypelniona. Równoczesnie z tym przemieszczeniem wypelnia^ sie znanym sposobem wolna przestrzen w dolnej czesci kolumny regeneracyjnej, stosujac transport hydrauliczny, z kolumny wiazacej. 20 W ten sposób na dól kolumny doprowadza sie tyle regenerowanej zywicy, ile przeniesiono uprzednio do kolumny myjacej.W praktyce, mycie zywicy rozpoczyna sie juz w 25 momencie, gdy znajduje sie ona powyzej poziomu na którym czynnik regenerujacy zostaje wtrysniety do kolumny, tzn. okolo polowy wysokosci. Z drugiej strony, wywoluje sie przeplyw z góry na dól w ko¬ lumnie regeneracyjnej przez doprowadzenie na 30 szczyt tej wody, która umyla uprzednio zywice zre¬ generowana a nastepnie wymieszala sie z czynnikiem regenerujacym. Wystarczy poddac zywice opuszcza¬ jaca kolumne * uzupelniajacemu myciu klasyfikacji przed powtórnym jej uzyciem. 35 W przypadku gdy czynnik regenerujacy wprowa¬ dza sie na szczyt kolumny, co równiez jest mozliwe, mycie zywicy w samej kolumnie regeneracyjnej nie - zachodzi i nalezy prowadzic mycie uzupelniajace na wyjsciu z regeneracji. * Objetosc przemieszczania zloza zywicy jest stala i mozliwe jest ustalenie czasu przebywania zywicy w kolumnie regeneracyjnej przez czestotliwosc ope¬ racji przemieszczania zloza zywicy.Stwierdzono, ze korzystnie jest dla szczególnych 45 zastosowan sposobu, w których na przyiklad potrzeba wiecej odczynników regenerujacych (lub jednego czynnika czyszczacego i jednego czynnika regene¬ rujacego) lub w których przerabia sie roztwory bar¬ dzo stezone, przylaczyc równolegle lub szeregowo 50 dwie lub wiecej kolumn regeneracyjnych do poje¬ dynczej kolumny wiazacej, lub odwrotnie, przyla¬ czac dwie lub wiecej kolumn wiazacych do pojedyn¬ czej kolumny regeneracyjnej. W ten sposób kazda kolumna pracuje niezaleznie od pozostalych, w naj- w lepszych warunkach, wedlug wlasnego cyklu.Ponizszy opis praktycznego zastosowania sposobu wedlug wynalazku w urzajdzeniu przedstawionym schematycznie na zalaczonym rysunku pozwoli zro¬ zumiec wynalazek. 00 Na zalaczonym rysunku przedstawiono urzadze¬ nie zawierajace trzy kolumny: kolumne wiazaca 10, kolumne regeneracyjna 20 i kolumne do mycia-kla- syfikacji30. , Ciecz do przerobu wprowadzano przez dystrybutor 05 11 do kolumny wiazacej 10 wypelnionej zywica jo-116 533 6 nowymienna lub adsorbentem i wyprowadzano po obróbce przewodem 12 wyposazonym w urzadzenie filtrujace (nie zaznaczone) dla unikniecia porywania masy zywicy jonowymiennej lub adsorbenta. Czesc masy zywicy znajdujacej sie ponizej dystrybutora 11 nie uczestniczyla w obróbce roztworu. W zalez¬ nosci od cisnienia panujacego w kolumnie 10 mase zywicy usuwano czesciowo lub calkowicie przewo¬ dem 13 przez otwarcie zaworu 14.Podczas uruchamiania wszystkie kolumny wypel¬ niono zywica regenerowana, kolumny wiazaca 10 i regeneracyjna 20 byly pelne a kolumna do mycia- -klasyfikacji 30 byla wypelniona czesciowo.. Po uply¬ wie zalozonego z góry czasu, takiego, by obieg zywi¬ cy mógl zapewnic, w znany sposób, w zaleznosci od przeplywu i stopnia zasolenia wody do przerobu, wymagana jakosc wody po zabiegu, wyprowadzono z kolumny 20 mase zywicy z przestrzeni 29 znajdu¬ jacej sie powyzej przewodu 24 po otwarciu zaworu 34 przez doprowadzenie wody kanalem 23. Woda ta przepchnela mase zywicy z przestrzeni 29 poza ko¬ lumne przez przewód 24 z koncówka 31 w kolumnie do mycia-klasyfikacji. Po zakonczeniu tej fazy gór¬ na czesc kolumny regeneracyjnej zawierala tylko wode. Wówczas zamknieto zawory 34 i 231.Kolumna 20 byla w ten sposób przygotowana do przyjecia masy zywicy wyczerpanej pochodzacej z kolumny 10. Do kolumny doprowadzono przewo¬ dem 22 i zaworem 221 silny przeplyw wznoszacy wody, rozprowadzanej przez pólke z dyszami 27 i opuszczajacej kolumne przez zawór 232. Przeplyw doprowadzanej wody mial szybkosc wystarczajaca do unikniecia jakiejkolwiek fluidyzacji zywicy, tzn. wyzsza od 10 m3/m2/h. Pod wplywem tego wzno¬ szacego sie przeplywu, silnego i o krótkim czasie, na przyklad 60 sek, cala masa zywicy uniosla sie w kolumnie 20 i przemiescila sie o objetosc odpo¬ wiadajaca przestrzeni 29, uwalniajac równowazna objetosc u dolu kolumny 20. Wówczas zamknieto zawór 221 i otworzono równoczesnie zawór 14: pod wplywem cisnienia panujacego w kolumnie 10 masa zywicy wyczerpanej o tej samej objetosci co prze¬ strzen 29 zostala przeniesiona do kolumny regenera¬ cyjnej. Wysokosc cylindryczna przestrzeni 29 wy¬ nosila okolo 10% calkowitej objetosci kolumny rege¬ neracyjnej. Poniewaz przestrzen ta byla stala dla danej kolumny, przenoszenie zywicy odbywalo sie z wieksza lub mniejsza czestotliwoscia w zaleznosci od przeplywu wody do przerobu i jakosci tej wody; czestotliwosc te regulowano regulatorem czasowym.Po ponownym napelnieniu kolumny regeneracyjnej 20 zywica, przez dystrybutor 25 lub 23 doprowadzono odczynnik w ilosci potrzebnej do przeprowadzenia regeneracji wprowadzonej masy zywicy wyczerpa¬ nej, a przez zawór 233 i przewód 23 wode w ilosci potrzebnej do przemieszczenia odczynnika w kolum¬ nie lub ewentualnie w ilosci wiekszej gdy ulatwialo to dobre rozprowadzenie odczynnika w dolnej czesci kolumny. Eluaty opuszczaly regeneracje przez prze¬ wód 26 i zawór 261. Odczynnik doprowadzono dystry¬ butorem 25 w sposób ciagly lub periodyczny.Dla unikniecia nadmiernego rozcienczenia odczyn¬ nika, korzystne bylo odprowadzanie czesci wprowa¬ dzanej przez zawór 233ywody przez przewód zbior¬ czy 41 umieszczony powyzej dystrybutora 25.Eluaty regeneracyjne odzyskiwano korzystnie przez przewód 26 i zawór 261 i zawracano za posrednic- 5 twem dystrybutora 28 przed wstrzyknieciem swiezego odczynnika przez dystrybutor 25 lub przez szczyt kolumny w przypadku Wprowadzania czynnika do jej górnej czesci.Po zakonczeniu fazy regeneracji przystapiono po¬ nownie do przenoszenia zywicy z przestrzeni 29 dó kolumny 30 i rozpoczeto cykl w kolumnie 20.Zywica wprowadzona do kolumny 30 ulegla sedy¬ mentacji w jej dolnej czesci. Poddano ja wówczas 15 ostatniemu zabiegowi mycia polaczonego z klasyfi¬ kacja polegajaca na usunieciu drobnych czastek i zawiesiny przez doprowadzenie wody myjacej przez dystrybutor 32, Drobne czastki i zawiesine usunieto przez przelew wody myjacej w górnej czesci ko- 20 lumny. Ksztalt kolumny 30 ze zwezeniem w górnej jej czesci powodowal, ze woda myjaca osiagnela du¬ za szybkosc przy niewielkim zuzyciu. W ten sposób uzyskano skuteczne mycie — klasyfikacje masy zy¬ wicy zawartej powyzej dystrybutora 32. 15, Mycie-klasyfikacja moze byc przerywana: kolumna 30 moze sluzyc ewentualnie za prosty zbiornik maga¬ zynowy.Po zatrzymaniu obróbki w kolumnie wiazacej 10 i otwarciu przejscia 15 prowadzi sie zasilanie zywica 30 regenerowana kolumny 10 z kolumny 30.Korzystnie mozna dolaczyc dwie lub wiecej ko¬ lumn regeneracyjnych, równolegle lub szeregowo, do jednej kolumny wiazacej, lub odwrotnie, polaczyc dwie lub kilka kolumn wiazacych z jedna kolumna 35 regeneracyjna, w zaleznosci od ilosci doplywajacej do obróbki i stezenia produktów do usuniecia w oczyszczanych roztworach. Kolumny 20 ustawia sie szeregowo, gdy do regeneracji zywicy, potrzeba dwu lub wiecej odczynników regenerujacych, na przyklad 40 w procesach demineralizacji wody przy uzyciu amo¬ nitów. W praktyce w tym przypadku stwierdza sie czesto stopniowe zatrucie zywic przez materialy or¬ ganiczne zawarte w wodzie. Zatruwanie to przejawia sie strata pojemnosci i trudnosciami w wymywaniu « zywic po regeneracji. W takim przypadku nalezy pro¬ wadzic periodyczne usuwanie zanieczyszczen za po¬ moca alkalicznej solanki. Dwie kolumny regenera¬ cyjne 20 ustawia sie wówczas w szeregu; do pierw¬ szej kolumny doprowadza sie czynnik czyszczacy, na 50 przyklad roztwór solanki, a do drugiej wlasciwy odczynnik regenerujacy.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku pozwalaja, w zestawieniu ze znanymi sposobami i urzadzeniami, na uzyskanie znacznie wiekszej zdolnosci przerobo- 55 wej dla róznych stosowanych zywic tzn. 1 równowaz¬ nik/l kationu przy 0,6—0,7 w sposobach klasycznych oraz 0,6 równowaznika/l dla anionitu przy 0,3—0,5 ^W sposobach klasycznych a takze uzyskac wode o znacznie wyzszej jakosci 1 jiS/cm zamiast 10 i po- 60 nizej 50 jxg/l krzemionki zamiast 100—150 jig/1 oraz znacznie ograniczyc objetosc wody do obróbki dzieki nadcisnieniu wody do ubicia i znacznie wiekszemu stezeniu odczynników.Przykladem korzysci uzyskanych przy stosowaniu 65 niniejszego' sposobu jest demineralizacja wody w in-116 533 stalacji zawierajacej dwa aparaty wedlug wynalaz¬ ku. Sklad wody byl nastepujacy: — wapn — magnez — sód — kwasne weglany — siarczany — chlorek — krzemionka 2,7 ¦ równowaznika m3 1,3 równowaznika m3 0,8 równowaznika m3 3.2 równowaznika m3 1.3 równowaznika m3 0,3 równowaznika m3 0,4 równowaznika m3 a jej przeplyw wynosil 130 m3/h. Woda po zabiegu miala przewodnictwo ^1 fiS/cm, zawartosc sodu <0,2 mg/l i krzemionki <0,05 mg/l.Powierzchnia terenu zajetego przez aparaty wyno¬ sila 28 m2, pojemnosc calkowita 168 m3. Aparaty za¬ wieraly 5300 1 kationitu i 7200 1 anionitu.Dla przerobu takiej samej wody w instalacji kla¬ sycznej powierzchnia musialaby wyniesc 133 m2, objetosc sumaryczna 525 m3; potrzebne aparaty (wy¬ miennik kationowy, wymiennik anionowy i zloze mieszane) musialyby zawierac 13500 1 anionitu i 16500 1 kationitu.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku jest szcze¬ gólnie interesujace w przypadku zywic zdolnych do regeneracji pod wplywem goracej wody. 8 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki wyczerpanych zywic jonowy¬ miennych pochodzacych z kolumn wiazania jonów, 5 przez umieszczenie ustalonej z góry czesci zywicy w pionowym zbiorniku rurowym, uzupelnianym do pelna i przepuszczanie w przeciwpradowym kontak¬ cie z nimi cieczy obróbczej i po zakonczonej obróbce, odbieranie z górnej czesci rurowego zbiornika frak- !0 cji zywicy za pomoca silnego strumienia przeplywa¬ jacej cieczy, znamienny tym, ze pozostala zywice przemieszcza sie do góry na wysokosc odpowiadajaca wysokosci odebranej od góry frakcji za pomoca sil¬ nego strumienia przeplywajacej cieczy wprowadzanej 15 od dolu zloza zywicy, po czym wypelnia sie uwolnio¬ na w ten sposób przestrzen w dolnej czesci zbiornika nowa porcja wyczerpanej zywicy jonowymiennej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, Z3 20 ciecz wprowadza sie od dolu zbiornika z szybkoscia co najmniej 10 m3/m2/h. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze przemieszcza sie 10—20, korzystnie 12—15% obje- 25 tosciowych calej zywicy.—L* LDA 2 — Zam. 677/82 — 105 egz.Cena 100 zl PLThe subject of the invention is a method of treating exhausted ion exchange resins in order to regenerate them. This method can be used in all chemical engineering operations where ion exchange resins or adsorbents are used, and where the regeneration of exhausted resins and closed-circuit washing of the regenerated resins are carried out. Such operations are, for example, demineralisation and softening of water, especially boiler feedwater and electroforming washing water, as well as water treatment to recover metals. Various methods of continuous closed-loop ion exchange are known, in which ion-binding is performed. on the resin, its regeneration and washing of the regenerated resin. In these processes, there is a continuous movement of the resin in the opposite direction to that of the liquid to be processed in the binding column or the reagent in the column or regeneration and washing columns, proportional to the ion exchange per unit time, ensuring the correct distribution of the liquid in the bed of the resin in motion, the regular and controlled circulation of the resin and the method of transfer of the resin between the binding column and the regeneration and washing column or columns without causing mechanical stress to the transported product. Typically, a simple hydraulic transfer of a certain volume of resin under pressure is carried out. In some processes, the exhausted resin collected at the bottom of the tie column is transferred to the top of the regeneration column through the vessel; the regenerating reagent is introduced in the middle of the column and the auxiliary stream of portable water penetrates from the bottom of the column, so that the resin exhausted during the progressing precipitation crosses the regeneration solution. The main disadvantage of the described processes is that the resin under the influence of the rising and upward flow of the regeneration reagent and the transported water, it is fluidized, which entails a reduction in the regeneration efficiency. To avoid this drawback, it is known to use a strong flow of regenerative agent and transfer water to obtain a proper compaction of the resin mass. Under these conditions, however, a significant dilution of the reagents takes place, resulting in a low usable capacity of the resin for a given regeneration stage. and, with strong ion leakage from the resin after regeneration, poor quality of the purified liquid for a given regenerated capacity. Moreover, considerable volumes of water are required to achieve good regeneration. The aim of the invention was to obviate the above-mentioned disadvantages and to find a method of working up the compacted resin bed in the column without increasing the volume of water used, and in which the concentrations of the supplied reactants could be controlled with maximum use of them. activities. Consequently, a process has been developed for the quenching of ion-exchange resins in which the mass of the ion-exchange resin particles is in contact with the treatment fluid in a vertical tubular vessel against the flooding. According to the invention, the method of treating the ion exchange resins flowing from the ion binding columns by placing a predetermined part of the resin in a vertical tubular tank filled up completely and passing the treatment fluid in counter-current contact with them and, after finishing the treatment, collecting from the top of the tubular resin fraction reservoir by means of a strong stream of flowing liquid, the remaining resin moves upwards to a height corresponding to the height of the fraction received from above by means of a strong stream of flowing liquid introduced from the bottom of the resin bed, then the space released in this way in the lower part of the tank is filled with a new portion of exhausted ion exchange resin. In general, the liquid is introduced from the bottom of the tank at a rate of at least 10 m3 / m2 / h. In practice, the invention consists in the fact that periodically and at a predetermined treatment time, the resin fractions treated from the upper part are removed by a powerful stream of liquid. the tubular tank, and then the released part of the tank is filled with resin, moving the remaining resin in it upwards by means of a strong hydraulic pressure from the bottom of the tank, obtained by introducing a large amount of liquid, and finally, the thus released space is filled with the regenerated resin. in a device consisting of a column made of a vertical tube closed at its ends, equipped at the top with inlet and outlet lines, and a liquid outlet line, the opening of which is substantially on the axis of the column and about 85-92% its height; liquid inlet and outlet at half height, resin and water inlet at the bottom, regeneration eluate outlet and, possibly, additional liquid inlet at the bottom. An example of the process according to the invention is presented below in the form of a continuous regeneration process of ion-exchange resins in the treatment process of water, involving the binding of ions on the resin and its regeneration and washing, but the invention is not limited to this one form, but can be used for the continuous processing of ion exchange resins. The apparatus for carrying out this method comprises three apparatus: one for the processing of liquids for to bind the ions on the resin, the second to regenerate the resin and the third to wash it. Regenerations are run countercurrently in a vertical column, introducing the resin from the bottom of the column and filling it practically completely. The reagent for regeneration is introduced in the center of the column, while it is fed with water at the top. The column is equipped with an inlet pipe placed on a horizontal e lower than that achieved by the resins in the column at its complete filling, and the position of which is determined by the mass fraction of the regenerated resin directed in each case to the washing column. This fraction is usually 10-20% of the total column volume, preferably 12-15%. In the first stage of the process, a large flow of water is created which flows from the top of the column to the washing column and entrains all the resin at the top of the column described above. This curing time now contains only water and, in a second stage, a large flow of water is applied to the space under the resin bed in the regeneration column, exerting such a hydraulic pressure on the resin that it is displaced towards the top of the column until when the space previously freed will be filled again. Simultaneously with this displacement, the free space in the lower part of the regeneration column is filled in a known manner by hydraulic transport from the binding column. In this way, as much of the regenerated resin is fed down the column as was previously transferred to the washing column. In practice, the washing of the resin begins as early as when it is above the level at which the regenerative agent is injected into the column, i.e. around half the height. On the other hand, a top-down flow in the regeneration column is induced by feeding to the top of that water which has washed the previously regenerated resin and then mixed with the regenerating agent. It is sufficient to subject the resin leaving the column to an additional classification wash before reusing it. In the event that the regenerating agent is applied to the top of the column, which is also possible, washing of the resin in the regeneration column itself does not take place and a follow-up washing must be carried out at the end of regeneration. * The displacement volume of the resin bed is constant and it is possible to determine the residence time of the resin in the regeneration column by the frequency of the resin bed displacement operation. It has been found advantageous for particular applications of the method where, for example, more regenerative reagents (or one cleaning agent are needed) and one regenerative agent) or in which highly concentrated solutions are processed, connect two or more regeneration columns in parallel or in series to a single binding column, or vice versa, connecting two or more binding columns to a single binding column. regeneration column. In this way, each column works independently of the others, under the best conditions, according to its own cycle. The following description of the practical application of the method according to the invention in the apparatus shown schematically in the attached drawing will enable the invention to be understood. The accompanying drawing shows an apparatus having three columns: a binding column 10, a regeneration column 20 and a washing-classifying column 30. The processing liquid was fed through a distributor 05 11 to a binding column 10 filled with ion exchange resin or adsorbent and was discharged after treatment through a conduit 12 equipped with a filtering device (not indicated) to avoid entrainment of the mass of the ion exchange resin or adsorbent. The portion of the resin mass downstream of the distributor 11 did not participate in the treatment of the solution. Depending on the pressure in column 10, the resin masses were removed partially or completely through line 13 by opening valve 14. During startup, all columns were filled with regenerated resin, the binding 10 and regeneration columns 20 were full and the wash-classification column was full. 30 was partially filled. After a predetermined period of time, such that the nutrient circuit could provide, in a known manner, depending on the flow and salinity of the process water, the required quality of the water after the treatment was taken from column 20 the resin mass from space 29 above conduit 24 after opening valve 34 by supplying water through conduit 23. This water forced the mass of resin from space 29 out of the column through conduit 24 and terminal 31 in the wash-grading column. At the end of this phase, the top of the regeneration column contained only water. Valves 34 and 231 were then closed. Column 20 was thus prepared to receive the exhaust mass from column 10. The column was supplied with a strong upward flow of water through conduit 22 and valve 221, distributed through the nozzle shelf 27 and exiting the column through the valve. 232. The feed water flow was sufficiently quick to avoid any fluidization of the resin, ie, greater than 10 m3 / m2 / h. Due to this ascending flow, which was strong and in a short time, e.g. 60 seconds, the entire mass of resin rose in column 20 and moved a volume corresponding to space 29, releasing an equal volume at the bottom of column 20. The valve 221 was then closed. and the valve 14 was opened simultaneously: under the pressure of the column 10, the exhaust mass of the same volume as the space 29 was transferred to the regeneration column. The cylindrical height of the space 29 was about 10% of the total volume of the regeneration column. Since this space was constant for a given column, the resin transfer took place with greater or lesser frequency depending on the water flow to be processed and the quality of this water; This frequency was regulated by a timer. After the regeneration column 20 was refilled, the resin was fed through the distributor 25 or 23 with the amount of reagent required to regenerate the exhausted mass of resin introduced, and through the valve 233 and line 23, the amount of water needed to transfer the reagent into the column. Not or possibly more as this facilitated a good distribution of the reagent at the bottom of the column. The eluates left the regeneration via line 26 and valve 261. The reagent was fed through the distributor 25 either continuously or intermittently. To avoid excess dilution of the reagent, it was advantageous to drain part of the water introduced through the valve 23 through the collection line 41 located above. distributor 25. Regenerative eluates were preferably recovered via line 26 and valve 261 and recycled via distributor 28 prior to injection of fresh reagent through distributor 25 or through the top of the column in the case of top-up of refrigerant. After the regeneration phase was completed, it was restarted to transfer the resin from the space 29 to the bottom of column 30 and the cycle in column 20 was initiated. The resin introduced into column 30 was sedimented at the bottom of the column. It was then subjected to a final cleaning operation combined with the removal of fine particles and slurry by supplying washing water through the distributor 32. Fine particles and suspension were removed via the wash water overflow at the top of the column. The shape of the column 30 with a taper in its upper part made the washing water reach a high speed with little wear. In this way, an effective washing is obtained - the classification of the weight of the resin contained above the distributor 32. 15. The washing-classification may be interrupted: the column 30 may possibly serve as a simple storage tank. After the treatment in the binding column 10 is stopped and the passage 15 is opened, the to feed the resin 30 regenerated column 10 from column 30. Preferably, two or more regenerative columns can be attached, in parallel or in series, to one binding column or, conversely, two or more binding columns can be combined with one regenerating column, depending on the quantity. flowing to the treatment and concentration of products to be removed in purified solutions. The columns 20 are placed in series when two or more regenerating agents are required to regenerate the resin, for example 40 in water demineralization processes using ammonia. In practice, in this case, gradual poisoning of the resin by the organic materials contained in the water is often found. This poisoning is manifested by a loss of capacity and difficulties in washing out the resin after regeneration. In this case, periodic removal of impurities should be carried out by means of an alkaline brine. The two regeneration columns 20 then line up; a cleaning agent is fed to the first column, for example a brine solution, and to the second column a suitable regenerating reagent. The method and apparatus according to the invention allow, in combination with known methods and devices, to obtain a much higher processing capacity for the various used resin, i.e. 1 eq / l of cation at 0.6-0.7 in classical methods and 0.6 eq / l for anion exchanger at 0.3-0.5% in classical methods, and to obtain water of much higher quality 1 µS / cm instead of 10 and less than 50 µg / l silica instead of 100-150 µg / l and significantly reduce the volume of water to be treated due to the excess water pressure to be whipped and the much higher concentration of the reagents. An example of the benefits obtained using the present method is is the demineralisation of water in an inert steel containing two apparatuses according to the invention. The composition of the water was as follows: - calcium - magnesium - sodium - acidic carbonates - sulphates - chloride - silica 2.7 ¦ m3 equivalent 1.3 m3 equivalent 0.8 m3 equivalent 3.2 m3 equivalent 1.3 m3 equivalent 0.3 m3 0.4 the equivalent of m3 and its flow was 130 m3 / h. The water after the treatment had a conductivity of? 1 µS / cm, a sodium content of <0.2 mg / l and silica <0.05 mg / l. The area covered by the apparatus was 28 m2, total capacity 168 m3. The apparatus contained 5,300 l of cation exchanger and 7,200 l of anion exchanger. For the treatment of the same water in a conventional installation, the surface area would have to be 133 m 2, total volume 525 m 3; the necessary apparatus (cation exchanger, anion exchanger and mixed bed) would have to contain 13,500 liters of anion exchanger and 16,500 liters of cation exchanger. The application of the method according to the invention is of particular interest in the case of resins regenerable under the influence of hot water. Claims 1. A method of treating exhausted ion exchange resins derived from ion binding columns, by placing a predetermined part of the resin in a vertical tubular tank, refilled to the full, and passing, in countercurrent contact with them, the treatment fluid and after the finished treatment, the removal of the resin fraction from the top of the tubular tank by a strong flowing liquid, characterized in that the remaining resin moves upwards to a height corresponding to the height of the fraction received from above by means of a strong flowing liquid introduced from the bottom of the resin bed, after which the space thus released in the bottom of the reservoir is filled with a new portion of exhausted ion exchange resin. 2. The method according to claim The method of claim 1, wherein the liquid is introduced from the bottom of the tank at a rate of at least 10 m3 / m2 / h. 3. The method according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that 10-20, preferably 12-15 vol.% Of the total resin moves. - L * LDA 2 - Order. 677/82 - 105 copies Price PLN 100 PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki wyczerpanych zywic jonowy¬ miennych pochodzacych z kolumn wiazania jonów, 5 przez umieszczenie ustalonej z góry czesci zywicy w pionowym zbiorniku rurowym, uzupelnianym do pelna i przepuszczanie w przeciwpradowym kontak¬ cie z nimi cieczy obróbczej i po zakonczonej obróbce, odbieranie z górnej czesci rurowego zbiornika frak- !0 cji zywicy za pomoca silnego strumienia przeplywa¬ jacej cieczy, znamienny tym, ze pozostala zywice przemieszcza sie do góry na wysokosc odpowiadajaca wysokosci odebranej od góry frakcji za pomoca sil¬ nego strumienia przeplywajacej cieczy wprowadzanej 15 od dolu zloza zywicy, po czym wypelnia sie uwolnio¬ na w ten sposób przestrzen w dolnej czesci zbiornika nowa porcja wyczerpanej zywicy jonowymiennej.Claims 1. A method of treating exhausted ion exchange resins from ion-binding columns by placing a predetermined part of the resin in a vertical tubular tank, refilled to the full, and passing the treatment fluid in countercurrent contact with them, and after the finished treatment, collecting from the top of the tubular resin fraction reservoir by means of a strong flow of flowing liquid, characterized in that the remaining resin moves upwards to a height corresponding to the height of the fraction received from above by means of a strong flow of flowing liquid introduced from the bottom a resin bed, and the space thus freed in the lower part of the reservoir is filled with a new portion of exhausted ion exchange resin. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, Z3 20 ciecz wprowadza sie od dolu zbiornika z szybkoscia co najmniej 10 m3/m2/h.2. The method according to claim The method of claim 1, wherein the liquid is introduced from the bottom of the tank at a rate of at least 10 m3 / m2 / h. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze przemieszcza sie 10—20, korzystnie 12—15% obje- 25 tosciowych calej zywicy. —L* LDA 2 — Zam. 677/82 — 105 egz. Cena 100 zl PL3. The method according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that 10-20, preferably 12-15% by volume of the total resin is moved. —L * LDA 2 - Order 677/82 - 105 copies. Price PLN 100 PL
PL21382279A 1978-03-02 1979-03-01 Method of treatment of exhausted ion-exchange resins PL116533B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7805941A FR2418668A1 (en) 1978-03-02 1978-03-02 Continuous treatment of spent ion exchange resins - by treating resin in a column and periodically removing top fraction and introducing new fraction at the bottom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL213822A1 PL213822A1 (en) 1979-11-05
PL116533B1 true PL116533B1 (en) 1981-06-30

Family

ID=9205234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21382279A PL116533B1 (en) 1978-03-02 1979-03-01 Method of treatment of exhausted ion-exchange resins

Country Status (7)

Country Link
AR (1) AR219581A1 (en)
BE (1) BE874542A (en)
FR (1) FR2418668A1 (en)
MX (1) MX151775A (en)
PL (1) PL116533B1 (en)
TR (1) TR20693A (en)
YU (1) YU42175B (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB778859A (en) * 1954-10-20 1957-07-10 Permutit Co Ltd Improvements relating to methods of and apparatus for bringing liquids into contact with granular materials
GB904185A (en) * 1957-12-11 1962-08-22 Permutit Co Ltd Improvements relating to ion-exchange processes
GB881015A (en) * 1959-02-16 1961-11-01 Permutit Co Ltd Improvements relating to ion-exchange processes and plants
GB1185495A (en) * 1967-06-12 1970-03-25 Permutit Co Ltd Ion-Exchange Process and Apparatus for the Softening or Demineralisation of Water.
DE1924125B2 (en) * 1969-05-12 1973-03-08 Hager & Elsasser, 7000 Stuttgart Vaihingen ION EXCHANGE PROCESS FOR TREATMENT OF LIQUIDS, IN PARTICULAR WATER, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Also Published As

Publication number Publication date
FR2418668B1 (en) 1981-12-11
TR20693A (en) 1982-05-06
FR2418668A1 (en) 1979-09-28
PL213822A1 (en) 1979-11-05
YU51379A (en) 1983-01-21
AR219581A1 (en) 1980-08-29
YU42175B (en) 1988-06-30
BE874542A (en) 1979-09-03
MX151775A (en) 1985-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2666741A (en) Regeneration of mixed single bed deionization
US4321145A (en) Ion exchange treatment for removing toxic metals and cyanide values from waste waters
EP0190739B1 (en) Water-deionizing system
US3240699A (en) Upflow regeneration method
US3775088A (en) Process for treating fertilizer plant waste streams
EP0004792B1 (en) Moving bed ion exchange method
EP0659483B1 (en) Continuous ion exchange apparatus
JPS61209087A (en) Percolation type water desalting system and method
US3984313A (en) Preferential removal of ammonia and phosphates
US4228001A (en) Folded moving bed ion exchange apparatus and method
US2973319A (en) Process of contacting liquids with solids
US5089123A (en) Apparatus for continuous removal of materials from a liquid
JPH0286849A (en) Ion exchange method and apparatus for especially regenerating aqueous solution after softening/demineralization
US4387026A (en) Ion exchange regeneration plant
US3879287A (en) Continuous ion exchange process and apparatus
US5126056A (en) Continuous moving bed ion exchange system
NO143074B (en) INSTALLATION AND TRANSPORT ANCHORS FOR CONTAINING IN CONCRETE PARTS
US3580842A (en) Downflow ion exchange
US4385993A (en) Method and apparatus for folded moving bed ion exchange system
PL121483B1 (en) Cyclic process for deionization of aqueous supplying solutionhhego rastvora
US3775310A (en) Continuous ion exchange
PL116533B1 (en) Method of treatment of exhausted ion-exchange resins
US3101316A (en) Process of treating water
RU2206520C1 (en) Method of cleaning water to remove dissolved and undissolved impurities
US4126548A (en) Ion exchange process