PL60957B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.VIII.1970 60957 KI. 85 b, 2/03 MKP C 02 b, 1/16 CZr i tLNIA Urredu Polent©*©go Wspóltwórcy wynalazku: Harry Piechowiak, Romuald Bogoczek Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska, Gliwice (Polska) Urzadzenie do regeneracji kolumn jonitowych i Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ generacji kolumn jonitowych wypelnionych war¬ stwa zloza jonitowego, które stanowi anionit, ka- tionit, zloze mieszane lub zywica odbarwiajaca.Dotychczas kolumny jonitowe sluzace do oczysz¬ czania zwyklej wody celem otrzymania wody czystej lub tez do oczyszczania roztworów róz¬ nych zwiazków chemicznych po zuzyciu sie zloza jonitowego, to jest po wysyceniu sie zloza odpo¬ wiednim jonem, kationem lub anionem, poddaje sie regeneracji na drodze przepuszczania przez zloze jonitowe znajdujace sie w kolumnach, roz¬ cienczonych roztworów kwasów mineralnych i za¬ sad, a nastepnie wody. Po takiej regeneracji ko¬ lumny uwaza sie za uaktywnionie i gotowe do podjecia nastepnego cyklu pracy.Okazuje sie jednak, ze po krótszym czy dluz¬ szym czasie w zaleznosci od rodzaju kolumny i rodzaju jonitowanych roztworów, zloze ulega trwalej dezaktywizacji, przy czym wzrastaja opo¬ ry przeplywu roztworów przez kolumne tak da¬ lece, ze trzeba zloze w kolumnie wymienic na nowe.Oprócz postojów produkcyjnych powoduje to strate jonitów.W trakcie pracy z róznymi roztworami i jonita¬ mi stwierdzono, ze przyczyna wyzej wymienionych trudnosci sa drobne a niejednokrotnie nawet mi¬ kroskopijne zanieczyszczenia mechaniczne zawar¬ te w uprzednio nawet saczonych roztworach, 10 25 30 przeznaczonych do jonitowania. Owe zanieczysz¬ czenia mechaniczne posiadaja dzialanie podwójne.Zatykaja one mianowicie pory w poszczególnych ziarenkach jonitu, zmniejszajac w ten sposób zdolnosc wymienna wymieniacza jonowego. Poza tym jednak zmniejszaja one wolna, miedzyziar- nista przestrzen w zlozu jonitowym, zwiekszajac pokaznie opór przeplywu cieczy przez kolumne.To zmniejszenie swobodnej przestrzeni miedzy- ziarnistej posiada w dodatku na ogól charakter nierównomierny, wskutek czego tworza sie ka¬ naliki w zlozu, co obniza w zasadniczy sposób zdolnosc wymienna kolumny.Wedlug wynalazku wady te zostaja usuniete po¬ przez fluidyzacyjne oczyszczanie zloza jonitowego od wszelkich drobnych zawiesin i zanieczyszczen mechanicznych. Fluidyzacyjne oczyszczanie zloza umozliwia urzadzenie wedlug wynalazku.Urzadzenie do regeneracji kolumn jonitowych wedlug wynalazku posiada jedna lub kilka stru¬ mienie do przemieszczania zloza wewnatrz ko¬ lumny jonitowej w czasie regeneracji, które wbu¬ dowane sa równolegle — symetrycznie wewnatrz kolumny jonitowej i skierowane w kierunku od dolu ku górze. Dysza strumienicy wprowadza re- generat i wprawia w ruch zloze j.onitowe. Do przesylania cieczy stosuje sie strumienice ze¬ wnetrzne zainstalowane na przewodach rurowych, przy czym strumienica usytuowana na przewodzie kolumny kationitowej jest strumienica tloczacai 6095760957 regenerat do tej kolumny, a strumienica usytuo¬ wana na przewodzie kolumny amonitowej jest strumienica zasysajaca regenerat ze zbiornika poprzez zloze w kolumnie anionitowej.Strumienice nalezy dobrac w ten sposób w sto- 5 sunku do wymiarów kolumny, aby stosunek wprowadzanej do kolumny i wyprowadzanej z kolumny cieczy do ilosci zawiesiny jonitu w cie¬ czy zasysanej przez pompe wynosil okolo 1 : kil¬ kunastu.«• 10 Wynalazek zostanie blizej objasniony na rysun¬ ku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój kolumna TJónitowej z zastosowaniem przefcrójh strumien: icy, a fig.' 2' r-j- stacje jonitacyjna zlozona z djwóch kolumn i schjemat polaczen tych kolumn 15 z zastosowaniem . strumienie zewnetrznych.Kbiumna X »o ksztalcie cylindrycznym (fig. 1) posiiatfer-wspóts^ródkowo ustawiona strumienice 3, która wprawia w ruch zloze 2 w momencie wy¬ plywu silnego strumienia rozcienczonego roztworu 20 regeneratu z dyszy 4 przewodem 6.Regeneracja kolumny nastepuje wewnatrz stru- mienicy, gdzie zloze reaguje z regeneratorem (HC1, NaOH). Zregenerowane zloze przedostaje sie z dolnej warstwy zloza do górnej czesci i nastep¬ nie powoli wypelnia od góry w dól jako zloze zregenerowane w calej pojemnosci kolumny. Po przemieszaniu i zregenerowaniu kolumny zatrzy¬ muje sie doplyw czynnika regenerujacego, odcze- kuje sie kilka minut na osadzenie sie zloza i przystepuje do plukania zloza. W tym celu wpro¬ wadza sie króccem 8 wode, która splywajac z góry przeplywa przez zloze 2, oddziela sie od zloza na dnie sitowym 5 i króccem 7 odplywa do kanalu.Jezeli plukane zloze jest silnie zanieczyszczone mogace zatkac otwory w dnie sitowym 5, zuzyty regenerat odprowadzany jest króccem 10 wprost do kanalu. W czasie regeneracji zloza zawór 17 powinien byc lekko uchylony, celem odprowadze¬ nia gazów powstajacych w czasie regeneracji. Po przeplukaniu zloza kolumna nadaje sie do oczysz¬ czania.Po wyczerpaniu zloza przemywa sie kolumne 45 od resztek roztworu woda doprowadzona przez króciec 8, po czym przystepuje ponownie do re¬ generacji zloza.Stacja jonitacyjna przedstawiona na fig. 2 sklada sie z dwóch kolumn 26 i 27 zawierajacych 50 odpowiednio kationit i anionit. Kolumny sa po¬ laczone miedzy soba i ze zbiornikami podawczy- mi i odbiorczymi przewodami rurowymi, na któ¬ rych umieszczone zawory oznaczono liczbami od 11 do 25. Zbiorniki 33 i 34 zawieraja roztwory 55 regeneracyjne, a mianowicie zbiornik 33 zawiera kwas solny stezony, zbiornik 34 zawiera rozcien¬ czony roztwór zasady, na przyklad sodowej. Stru¬ mienice zewnetrzne 29 i 30 stanowia stosunkowo male wymiarowo pompy strumieniowe, majace 60 za zadanie wymuszanie obiegu cieczy w stacji jonitacyjnej. Strumienica 30 mieszajaca i rozcien¬ czajaca czynnik regenerujacy usytuowana jest na przewodzie 6, tloczacym rozcienczony regenerat do kolumny kationitowej 26. Strumienica ssaca 65 30 35 40 29 napedzana jest woda wodociagowa i usytuo¬ wana jest na przewodzie 35 wody wodociagowej.Strumienica 29 zasysa regenerat ze zbiornika 34 poprzez zloze w kolumnie anionitowej 27.Pompa strumieniowa 30 ma poza tym jeszcze drugie zadanie, a mianowicie zasysajac stezony kwas solny ze zbiornika 33, rozciencza go jedno¬ czesnie do poziomu okolo 3°/o czego wymaga re¬ generacja chemiczna zloza kationitowego. Zbior¬ nik 31 jest odbieralnikiem roztworów poregene- racyjnych, skad odprowadza sie je do kanalu.Wymienione roztwory odpadowe, stanowiace scie¬ ki, posiadaja odczyn w przyblizeniu obojetny, po¬ niewaz w zbiorniku 31 zbieraja sie zarówno scie¬ ki; z kolumny kationitowej jak i z kolumny anio¬ nitowej.Regeneracje kolumn jonitowych prowadzi sie nastepujaco: zbiornik pomocniczy 33 napelnia sie stezonym kwasem solnym, a zbiornik 34 3—5°/o roztworem wodorotlenku sodowego. Najpierw pro¬ wadzi sie regeneracje kolumny anionitowej 27.Roztwór lugu sodowego ze zbiornika 34 wprowa¬ dza sie przewodem, na którym umieszczony jest zawór 16. W tym celu uruchamia sie strumienice 29 woda wodociagowa z kolektora 35, poprzez otwarcie zaworu 14. Strumienica wysysa po¬ wietrze z kolumny anionitowej poprzez otworze¬ nie zaworu 15. Lug sodowy wplywajac do ko¬ lumny anionitowej silnym strumieniem powoduje wprowadzenie zloza w ruch fluidalny. Zuzyty lug odplywa poprzez zawór 15 do strumienicy 29 i do zbiornika 31.Po zregenerowaniu kolumny anionitowej zamy¬ ka sie zawory 14, 15 i 16 i przystepuje do rege¬ neracji kolumny kationitowej 26. Wode wodocia¬ gowa z kolektora 35 poprzez zawór 11 kieruje sie do strumienicy 30, która zasysa stezony kwas solny ze zbiornika 33, poprzez otwarty zawór 12, miesza i jako roztwór rozcienczony (3—5% wtla¬ cza przez otwarty zawór 13 przewodem 6 do stru¬ mienicy wewnetrznej kolumny kationitowej: Zlo¬ ze zostaje wprowadzone w stan fluidalny, zrege¬ nerowane i odmyte od zawiesin. Zuzyty kwas solny odplywa otwartym zaworem 17 do zbiornika 31 gdzie po zmieszaniu ze znajdujacym sie tam z regeneracji kolumny anionitowej lugiem so¬ dowym odprowadzony jest do kanalu.Odmywanie kolumn z roztworów regeneracyj¬ nych odbywa sie w nastepujacy sposób. Wode wodociagowa z kolektora 35 zaworem 18 kieruje sie od góry do kolumny kationitowej i wypycha kwas solny przewodem 7 poprzez otwarty za¬ wór 19, przy zamknietym zaworze 17 do. zbior¬ nika 31. Po odmyciu kolumny kationitowej wy¬ ciek kieruje sie do kolumny anionitowej przewo¬ dem 7 poprzez otwarty zawór 20 przy zamknie¬ tym zaworze 19. Woda zdekationizowana odmywa zloze w kolumnie anionitowej odplywajac poprzez zawór 21 przy zamknietym zaworze 22. Zakon¬ czenie odmywania kolumny sprawdza sie za po¬ moca urzadzenia elektrycznego np. pehametru lub konduktometru 28. Czujniki sa umieszczone na odplywie do zbiornika zbiorczego — neutrali¬ zatora i na przewodzie odprowadzajacym roz¬ twór zdejonizowany do zbiornika 32.60957 Po odmyciu kolumny z roztworów regeneruja¬ cych przystepuje sie do oczyszczania roztworu zwiazku organicznego. W tym celu otwiera sie zawór 24 na przewodzie 9 wprowadzajac na szczyt kolumny roztwór, który po przejsciu przez zloze kationitowe usuwa kationy przechodzi rura 7 do kolumny amonitowej, gdzie zostaja usuniete anio¬ ny. Roztwór kieruje sie zaworem 22 przy zam¬ knietym zaworze 21 poprzez miernik 28 do zbior¬ nika 32.Roztwór zwiazku organicznego przechodzac przez kolumny jonitowe wypycha przed soba wode zde- jonitowana, która zbiera sie czasowo w zbiorniku 32. Czesc tej wody zaworem 23 spuszcza sie do zbiornika 34 dla przygotowania roztworu wodoro¬ tlenku sodowego. Zawór 25 sluzy do spuszczenia resztek wody zdekationizowanej przed napelnie¬ niem roztworem zwiazku organicznego zdejonizo- wanego. 10 6 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do regeneracji kolumn jonitowych wypelnionych warstwa zloza jonitowego, zna¬ mienne tym, ze posiada jedna lub kilka stru¬ mienie (3) do przemieszczenia zloza wewnatrz kolumny w czasie regeneracji, które wbudowane sa równolegle symetrycznie, wewnatrz kolumny jonitowej (1), skierowane w kierunku od dolu ku górze i zaopatrzone w dysze (4) oraz strumie- nice zewnetrzne (29, 30) do transportu czynnika regenerujacego, przy czym strumienica (30) mie¬ szajaca i rozcienczajaca czynnik regenerujacy usytuowana jest na przewodzie (6) tloczacym roz¬ cienczony regenerat do kolumny kationitowej (26), a strumienica ssaca (29) napedzana woda wodo¬ ciagowa usytuowana jest na przewodzie (35) wo¬ dy wodociagowej i zasysa regenerat ze zbiornika (34) poprzez zloze w kolumnie amonitowej (27). wKI. 85 b, 2/3 60957 MKP C 02 b, 1/16 32 25 %2 PZG w Pab., zam. 817-70, nakl. 290 egz. PL PL