PT78646B - Method of adjustably metered transfer of resin increments in folded bed ion exchange systems/and a resin granule metering apparatus for use in a moving folded bed ion exchange system - Google Patents

Description

Descrição do objecto do invento que

AMERICAN PETRO MART, INC., norte-&mericana, industrial, com sede em 125 North Wilson, Bartow, Fio rida 33830, Estados Unidos da America, pretende obter em Portugal, para: «PROCESSO DE TRANSFERÊNCIA AJUSTAVELMENTE MEDIDA DS INCREMENTOS DE RESINA EM SISTEMAS DE PERMUTA DE IÕES EM LEITO CRUZADO, E INERENTE APARELHO DE MEDIÇÃO DE GRÂNULOS DE RESINA PA RA UTILIZAÇÃO NUM SISTEMA DE PER MUTA DE IÕES EM LEITO CRUZADO MÓ VEL*.

ÍO presente invento refere-se a um processo erência ajustávelmmnta .medida de incrementos de reistemas de permuta de iSee em leito cruzado e inerente_z/a|arelho de medição de grânulos de resina para utiliza ção ntim\ eis tema de permuta de iães em leito cruzado móvel.

O campo de utilização do presente invento ó constituído pelos sistemas de permuta de iães que utilizam leitos cruzados móveis para carregamento e regeneração dos grânulos de resina. Mais particularmente, o presente invento refere-se a aperfeiçoamentos na transferência medida de incrementos de resina tal como são expelidos das colunas de carregamento e de regeneração.

A Patente N? 2 815 322 concedida a Higgins ó uma das patentes mais antigas que descrerem o sistema de permuta e iCes em leito cruzado móvel, A resina é transferida, girando atravós de tua circuito em arco contínuo, por mei o de impulsos hidráulicos. Uma secção do circuito em f erma

93.

ΑΡΜ-5

♦

ί*

wTffF

de coluna proporciona um leito contínuo, cuja parte superior é a secção de carregamento e cuja parte inferior e a secção de regeneração. Por cima da secção colunar proporciona-se um espaço livre, cujo nível é controlado por uma saída de descarga que transfere resina para uma secção de receptáculo que a devolve para o fundo da secção de regeneração. Como toda a resina se move no circuito com cada impulso hidráulico, há uma medição automática ou equilíbrio da resina transferida, Esse arranjo, não proporciona no entanto, qualquer separação entre as diferentes secções do circuito, de modo que os líquidos que estão a ser processados na secção de c«, regamento ficam contaminados com os líquidos empregados para a regeneração. 0 movimento de toda a resina com cada impulso exibe também a utilização de pressões relativamente elevadas para os impulsos hidráulicos e durante o movimento os grânulos de resina são submetidos a uma fricção por atrito lndese jável que encurta a duração útil da resina.

Patentes posteriormente concedidas a Higgine como a Patente N« 3 579 322, referem sistemas em circuito fechado em que as secções do circuito são divididas em compartimentos separados, com válvulas entre os compartimentos. Co mo se ilustra na Patente 3 579 322, o impulso de um incremen to para o fundo do comparticumento de carregamento provoca a ejecção de um incremento de resina de volume correspondente a partir do topo da coluna de carregamento, para um comparti mento receptor. Com este arranjo, somente uma parte da resi, na existente no sistema se desloca com cada impulso e propor ciona-se uma maior separação entre as secções de carregamento e de regeneração do sistema. 0 sistema é operado com a re sina em movimento ascensional numa coluna de carregamento completamente cheia e em movimento descendente nos compartimentos de regeneração parcialmente cheios. Não se proporcionam meios para medir exactamente os incrementos de resina transferidos entre os diferentes compartimentos do sistema,

Mais recentemente, um sistema cruzado de permuta de iões aperfeiçoado foi descrito nas Patentes N»

- 2

55.426

<?

•ΐ

Ν* 4 208 9θ4 e Νβ 4 228 001, concedidas a Carlson, Neste eia tema existem colunas separadas que se prolongam verticalmenta para as operações de carregamento e de regeneração e existem receptores separados em cada um dos circuitos entre as colunas de carregamento e de regeneração. Ambas as colunas possuem espaços livres por cima das partes superiores dos leitos de r«|sina, sendo o nível controlado por saídas do tipo de escorrimento através das quais a resina é transferida para o respectivo receptor. Ambas as colunas funcionam com os incrementos de resina que são introduzidos nas extremidades inferiores das colunas e movem-se ascencionalmente nas colunas, para as saídas superiores. Adiciona-se líquido aos incrementos de resina para facilitar a sua transferência sob a forma de suspensões de grânulos de resina. Não são proporcionados meios para a medição precisa do volume dos incrementos de rjs

sina transferidos nem quaisquer meios para equilibrar os incrementos transferidos da ou para a coluna de carregamento, em relação aos incrementos de resina transferidos da ou para a coluna de regeneração·

Um outro aperfeiçoamento nos sistemas ds per muta de iões em leito cruzado é referido no Pedido de Patente copendente de Harold N. Hedrick e Solon G. Vhitney, com o número de série 275 658, depositada em 22 de Junho de 198l,e do qual é também proprietária a Requerente e de que já foi paga a taxa de publicação. 0 correspondente Pedido de Patente Europeia foi publicado sob a Publicação EPA N# OO684l3.Es te sistema utiliza câmaras de tratamento e de impulso separa das, entre as colunas, em cada parte do circuito e funciona com as colunas cheias com grânulos de resina compactados· A introdução de incrementos impulsionados de grânulos nas partes inferiores das colunas de carga e de regeneração expele incrementos de volume correspondente pelas partes superiores das colunas· Portanto, o volume de resina impelido para a paz te inferior de cada coluna é submetido a controlo separado, mas não sxistem meios para controlar com exactidão os volumes ds resina transferidos em cada impulso nem se proporcionam quaisquer meios para equilibrar os incrementos de resina

3

ί¹

Λ

·»

55.426

ΑΡΜ-5

transferidos para cada parte do circuito.

No desenvolvimento experimental de sistema de controlo para sistemas de permuta de iões em leito cruzado móvel, verificou-se que há uma variação significativa nos vnτ u«acuparioa por uma dada quantidade de grânulos de resi. na em ãjlferentee zonas do sistema. Os grânulos de resina incham encolhem e, portanto, ocupam um volume maior ou menor, dependendo da força iónica e/ou da concentração do ácido, qujs varia em larga proporção entre aa secções de carrega mento e de regeneração do sistema e, também, numa proporção significativa, entre as partes superior e inferior de cada u ma das colunas. Por conseguinte, há necessidade de proporei onar meios para medir mais rigorosamente os volumes dos incrementos de resina expelidos das partes superiores das colu nas para transferência entre as colunas de carregamento e de regeneração e proporcionar também, um ajustamento pré-determinado selectivo desses volumes, equilibrando dessa forma os

incrementos de resina transferidos do lado de carregamento em ommparação com o lado de regeneração do sistema e também em relação com as colunas individuais. 0 objectivo pretendido é proporcionar o funcionamento finamente regulado e precjL samente medido e equilibrado de todo o sistema com a mesma quantidade de resina a ser continuamente movimentada atrás do sistema.

0 presente invento, nos seus aspectos de mé todo e de instalação utiliza uma câmara de medição de construção e funcionamento novos. A câmara de medição, que tem uma entrada de resina que comunica com a sua parte inferior, possui uma rede colocada no interior da câmara a ura nível aoima da sua parte inferior. A rede é concebida de maneira a permitir a passagem do líquido enquanto retém os grânulos de resina que são forçados de encontro a ela. Verificou-se que, quando os grânulos que estão a passar para dentro da câmara de medição sob a acção de pressão hidráulica contactam cem a rede, o liquido que eatá a ser transferido com os grânulos passa através da rede até ao nível maie alto e que simultanj#

- 4 55.426

APM-5

mente a preesão no líquido aumenta por baixo da rede. Com efeito, cvia-se uma contrapressão que pode aer medida a jusante da rede tal como dentro da câmara de medição, da coluna de que a resina está a ser transferida ou da câmara de impulso em comunicação com a coluna* Como variante ou adicionalmente, o nível de líquido acima da rede pode ser medido e, se este nível de líquido ou a pressão ou ambos aumentam, pode ser usa do como um sinal para interromper a transferência de resina para dentro da câmara de medição. Com esta interrupção, a câmara de medição cativará tua volume de grânulos de resina rigo rosamente medido.

Nas formas de realização preferidas, a câma ra de medição possui uma parede flexível que encerra uma parte do interior da câmara de medição abaixo da rede. Flectindo a parede para dentro ou para fora, o volume da câmara de medição pode ser selectivamente diminuído ou aumentado. A posição da parede flexível é controlada proporcionando-se meios que originam uma pressão hidráulica, montados de maneira a actuarem contra o lado de fora da parede para posicionar esta de modo a proporcionar-se um volume variável previamente escolhido na câmara de medição. Mais especificamente, cria-se u ma diferença de pressão pré-determinada através da parede flexível com referência ã pressão hidráulica do líquido no in terior da câmara de medição e ã pressão hidráulica do líquido no exterior da parede flexível. Desta forma, pode determinar -se previamente a proporção de flexão da parede para dentro ou para fora e portanto pré-escolher-se o volume da oSma-r* de medição.

0 método e a instalação de acordo com o prjs sente invento são representados, numa forma de realização pre ferida, no desenho anexo, em que a Figura 1 é uma vista diagramática das unidades relevantes de um sistema de permuta de iãee em leito cruzado móvel, em que as unidades são representadas diagramaticamente em alçado; e a Figura 2 é uma vista ampliada, em alçado, da câmara de medição e das unidades de recepção do sistema da Figura 2, tendo sido retirada parte da câmara de medição para mostrar mais claramente a cons- 5 55.^26

ΑΡΜ-5

truçfto interna.

0 presente invento compreende um método e

___- -__—-i^- Η λ ΐ n AV.wi.ri 4·λ Ha (rrânllTn. Ha

l

>

i

i

1

*me

33.

ΑΡΜ-5

Ρ!)ΐ;ι·'?

tee Inferiores das colunas de carregamento e de regeneração que, estando completamente cheias com resina compactada, obrlgam a que correspondentes columes de resina sejam expelidos pelas partes superiores das colunas. A concentração iónica dos líquidos nas colunas de carregamento aumenta desde as bases das colunas até às suas partes superiores, sendo a eolu

ão de alimentação que tem a máxima concentração iónica intro zida nas partes superiores das colunas de carregamento e

endo o líquido desionizado retirado das partes inferiores as colunas de carregamento. Semelhantemente, ae soluções de egeneração são introduzidas nas partes superiores das coluas de regeneração e os líquidos de regeneração utilizados Çíão retirados pelas partes de baixo das colunas de regenerahavendo um aumento da força iónica e/ou da concentração ácido nas partes inferiores em relação às partes súperio^rjee das colunas de regeneração. Estas condições variáveis afe totam os volumes relativos ocupados pelas mesmas quantidades

* I # A A

jOm peso ou os mesmos numeros de grânulos de resina. Os granu los de resina dilatam-se ou retraem-se por causa das diferentes concentrações de iões ou de ácido.

Nas formas de realização preferidas do presente invento, os grânulos de resina contendo líquido são transferidos sob pressão hidráulica para dentro de uma coluna cheia com resina compactada contendo líquido como seja uma co luna de carregamento ou de regeneração que se prolongam vertjl calmante num sistema de permuta de iões em leito cruzado móvel, Os grânulos são introduzidos na coluna através duma entrada de resina na sua parte inferior enquanto, simultaneaaen te, se expele resina contendo líquido da coluna através duma salda de resina na parte superior da coluna. Os grânulos de resina expelidos passam para uma parte inferior da câmara de medição que ae prolonga verticalmente sob a acção do impulso que origina uma pressão hidráulica, A câmara de medição possui uma rede para restringir os grânulos colocada de través a um nível acima da base. A rede tem uma dimensão da malha que permite que o líquido passe através dela para a parte superl- 7 55.426

ΑΡΜ-5

or da câmara. 0 terão *rede^w tal como é usado na presente me mória descritiva pretende-se que inclua nâo só as redes de ma lhas entretecidas mas também os dispositivos equivalentes, ta is como as placas de peneiraçâo que possuem perfurações através das quais o líquido pode passar mas que são de tamanho su ficientemente pequeno para reter os grânulos de resina.

Os impulsos hidráulicos cqntinuam a forçar os grânulos para dentro da câmara de medição até atingirem o nível da parte inferior da rede e serem compactados de encontro a esta. Nesee momento, o líquido passa através da rede ate um nível mais alto. A compactaçSo doe grânulos de resina de encontro à rede e o forçamento da passagem dos líquidos através da rede, combinam-se para originar um aumento da pressão do líquido para baixo da rede que é transferida através de uma fase líquida contínua ao longo de todo o percurso até a câmara de impulso. A pressão aumentada pode portar.to ser mantida por meio de uma sonda apropriada de medição de pressão instalada na câmara de medição por baixo da rede ou na coluna ou na câmara de impulsos. Este aumento de pressão também acon tece no momento em que o líquido tenha atingido um nível acima da rede, nível de líquido esse que também pode ser sentido por um sensor apropriado do nível de líquido. Tanto a pressão

aumentada, como o nível de líquido, como ambos, podem ser empregados como sinal para fazer terminar a transferência de re, sina para a câmara de medição. Maie especificamente, o sinal pode ser utilizado para fazer parar o funcionamento da bomba que fornece a pressão hidráulica à câmara de impulsos. A cama ra de medição conterá por conseguinte um incremento de grânulos de resina, medido com exactidão. Este incremento pode então ser transferido para outra unidade do sistema de leito cruzado tal como uma câmara de tratamento situada a montante da câmara de impulsos e ligada à coluna seguinte do circuito. Esses arranjos do sistema geral são descritos com maior porm<» nor no Pedido de Patente dos Estados Unidos N« 276 658 acima referida e no correspondente pedido de Patente Europeia publl oado Ni 0068413.

- 8 55.426

ΑΡΜ-5

Nas fornas de realização preferidas· a cantara ds medição por baixo da rede possui uma parte da parede flexível que pode ser flectida para dentro ou para fora para, correepondentemente, se aumentar ou se diminuir o volume da câmara per baixo da rede. A parede flexível é posicionada du rante a medição da resina aplicando-se pressão hidráulica no lado de fora da parede para se proporcionar uma diferença de pressão que pré-determine a posição flectida da parede quando a câmara está cheia com os grânulos. Este arranjo permite,des sa forma, que o volume medido dos grânulos seja selectivamente variado e pré-determinado. Caso se pretenda, como acontece em formas de realização presentemente menos preferidas, o arranjo da parede flexível para fazer variar o volume interno da câmara de medição pode ser empregado com- uma câmara de medição sem uma rede de retenção da resina, câmara essa que é

completamente cheia com a resina para proporcionar a medição pretendida·

Nas formas de realização actualmente preferidas, o método de medição e o aparelho descritos são emprega dos em conjunção com as duas colunas de carregamento e regenj» ração que se prolongam verticalmente e tem entradas pelo fundo e saídas pela parte superior. Nessa utilização típioa do sistema, tal como por exemplo na eliminação de iãea metálicos de ácido fosfórico aquoso, as soluçães acídicas aquosas passam para baixo através dos leitos de resina compactados, tanto nas colunas de carregamento como nas de regeneração. Por j» xemplo, a solução que está a ser tratada na coluna de carrega mentopome compreender ácido fosfórico preparado pelo processo de-vm húmida a partir de fosforite, e a solução aquosa na coluna regeneração pode compreender ácido sulfúrico concen trado. ^'Iféssas formas de realização, as mesmas quantidades em peso doe grânulos de enchimento de resina ocupam volumes dife rentes nas respectivas extremidades opostas devido ao encolhi mento ou ao enchimento dos grânulos individuais quando se de.e locam através das colunas. Além disso, as mesmas quantidades em peeo ou em número de grânulos ocupam diferentes volumes

9

ΑΡΜ-5

quando são expelida» das colunas de carregamento em comparação com o mesmo volume quando expelidas das colunas de regeneração ·

Numa concepção preferida da câmara de medição, a reepectiva parede flexível tem a forma duma camisa tubular e adopta-se uma caroaça rígida em volta da parte exteri or da camisa para proporcionar um anel de pressão hidráulica·

0 anel é ligado a uma fonte de líquido sob uma pressão hidráu lica pré-determinada, proporcionando dessa forma um meio para criar uma diferença de pressão pré-determinada através da camisa flexível para eelectivamente fazer diminuir ou aumentar o volume da câmara de medição.

EXEMPLO DE DIAGRAMA DE FLUXO

0 método e aparelho de acordo com o presente invento são representados noi desenhos anexos que proporei, onam um exemplo dum diagrama de fluxo. Nos desenhos, a» unida des principais do sistema têm as respectivas designaçCes e existem setas indicativas do sentido da corrente de líquidos·

Observando em primeiro lugar a Figura 1, ne la está representada uma parte de um sistema de permuta de iães em leito cruzado móvel, que pode encontrar-se no lado de carregamento ou no lado de regeneração do sistema· Nae formai ι de realização preferidas, o arranjo representado é duplicado em ambos os lados do sistema, isto é, é usado em combinação com as colunas tanto de regeneração como de carregamento.

Na forma de realização da Figura 1, representa-se uma câmara de impulsos que está ligada, por meie de uma conduta, ao fundo de uma extremidade cónica inferior de u ma coluna que se prolonga verticalmente, como se indica, A ex tremidade cónica superior da coluna descarrega para uma condu ta ligada à parte inferior de uma câmara de medição· Como se mostra na Figura 1, a câmara de medição tem uma parte cónica inferior que descarrega para um receptor através duna conduta, Uma concepção preferida duma câmara de medição é representada mais pormenorizadamente na Figura 2«

10

55.42b

APM-5

No funcionamento do método e do aparelho da Figura 1, um corpo de grânulos de resina compactados é contido na parte inferior da câmara de impulsos, como se ilustra. Como se representa, deve proporcionar-se um nível de líquido acima da resina assente e um espaço de ar por cima dele. Deve ter-se presente que a resina existente na câmara de impulsoe foi previamente introduzida nela a partir de uma coluna de carregamento ou de regeneração. Por exemplo, os grânulos de resina que contêm líquido podem ser transferidos através duma válvula de manuseamento de resina VI e introduzidos através duma conduta para o topo da câmara de impulsos. A câmara de impuleos pode conter ou ser dotada de líquido adicional.Na fase de transferência da câmara de impulsos, a resina nela existente encontra-se no estado compactado e será cheia com lí quido que, preferivelmente, corresponde em composição ao líquido que se encontra presente na parte do fundo da coluna. A coluna será munida de entradas de líquido controladas por vál vulas para passar líquido a ser tratado ou o líquido de regeneração para baixo, através da coluna, como se indica.

Com a válvula Vl fechada e as válvulas V3 e V4 abertas, provoca-se um impulso hidráulico, introduzindo ar sob pressão proveniente de um compressor operado electricamen te através da válvula V2 na parte superior da câmara de impul sos, criando dessa maneira pressão de ar sobre o líquido e forçando a resina compactada a levantar-se do fundo da câmara de impuleos e para dentro do fundo da coluna. Ao mesmo tempo, a resina compactada é forçada para fora do topo da coluna através da válvula V4, para dentro da câmara de medição, até ela encher a câmara de medição até ao nível da rede. Durante esta transferência, a válvula de descarga para a atmosfera V5 é aberta e a válvula de entrada de ar V6 é fechada. A válvula V7, na tubagem de saída do fundo da câmara de medição é I também fechada. Deve compreender—se que todae ae válvulas ne

circuito da resina, tais como as válvulas V4 e V7, sâo válvulas para manipulação da resina*

Quando a resina dentro da câmara de medição

- 11 55.420

ΑΡΜ-5

atinge ο nível da rede e é retida nela, acciona—se como se descrevera subaequentemente com maior pormenor,um sinal, que desliga o compressor que fornece ar sob pressão a camara de impulsos. Isso interrompe a introdução dos grânulos de resina na câmara de medição, 0 volume de resina medida retido dentro da câmara de medição pode então ser transferido para uma unidade sulsequente do sistema, tal como o receptor representado na Figufira 1, Para esta finalidade, a válvula de descarga para a ati/osfera V5 e fechada e a válvula de entrada de ar sob pressão V6 é aberta, tal como é aberta a válvula de transferência de resina V7. Com os arranjos representados, o incremento medido de resina cairá para baixo a partir da câmara de medição para o receptor por acção da gravidade mas prefere-se ajudar a transferencia para introdução de ar sob pressão no espaço por cima da rede. Durante a transferência para o rece ptor, a válvula de saída V9 do receptor é fechada e a válvula de descarga para a atmosfera V8, da parte superior do receptor, é aberta. Embora isso não seja representado, deve notar -se que se pode ligar uma entrada de ar sob pressão controlada por válvula para a parte superior do receptor a fim de auxiliar a transferência de resina do receptor para uma unidade subsequente do sistema através da válvula V9, tal cemo outra câmara de impulsos semelhante à representada na Figura 1 que é ligada ao fundo da câmara seguinte do sistema e que,por sua vez, será ligada a outra câmara de medição semelhante à descrita com referência â Figura 1,

Observando agora a Figura 2, encontra-se ne la representada uma concepção preferida da câmara de medição. Na forma de realização representada, a câmara de medição consiste num cilindro 10, que se prolonga verticalmente, que tem uma parte anelar inferior alargada 11 que liga a uma parte com a forma de gargalo de diâmetro reduzido 12. A conduta do tápo da coluna liga a válvula de manuseamento da resina V4 pa ra dentro do lado da parte tubular do gargalo 12, Dentro da parte anelar 11 e distanciada dela pelo lado de dentro, proporciona-se uma camiea flexível 12, A camisa flexivel 12 retém o líquido e é hermeticamente fechada nas suas extremida12 -

55.426

ΑΡΜ-5

·,ι

ί

dee para ο lado de dentro da parede da câmara de medição* 0 anel 11 constitui uma carcaça rígida em volta da camisa 12 que enoerra o anel sob pressão hidráulica 13· θ anel sob pres são está ligado a uma fonte de líquido fornecido sob uma pres e5o controlada pré-determinada. Na ilustração apresentada,is so é proporcionado por um tubo de manómetro 14 que tem um nível de líquido na sua parte inferior, propagando-se o líquido através da tubagem controlada por válvula Vil até ao liquido que enche o anel 13. Dentro do tubo manométricô 14, por cima do nível de líquido proporciona-se um espaço de pressurização de ar* A extremidade superior do tubo manométrico está ligada a uma fonte de ar sob preesâo através da válvula V13. A tu bagem que liga à parte superior do tubo manométrico l4 também comunica através da válvula V12 com uma descarga do ar para a atmosfera* Com o arranjo representado, o nivel de líquido dentro do tubo manométrico 14 pode ser selectivamente posicio nado mediante a introdução de ar sob pressão através da válvu

la V13 com a válvula V12 fechada para fazer descer o nível de líquido ou descarregando ar através da válvula V12 com a válvula V13 fechada,

A um nível intermédio dentro do oílindro 10 enoontra-se montada uma rede 15 que se prolonga horizontalmen te. Esta rede pode ser formada por uma rede de arame de ma*>> lhae apertadas ou ter a forma de placa perfurada. As perfura çSes da rede de malha ou da chapa perfurada tem um diâmetro menor do que o diâmetro dos grânulos de resina de modo que oe grânulos de resina são retidos por baixo da rede, como mostra a Figura 2.

A extremidade superior do cilindro 10, que proporciona a câmara de medição, pode ser ligada à válvula V5 para uma descarga para a atmosfera e uma fonte de ar sob pres são pode ser ligada ao topo do cilindro através da válvula V6* Preferivelmente proporciona-se também um dispositivo de medição do líquido que tem um medidor de nível l6 que se prolonga até uma posição acima da rede 15.

Como se mostra na ^Figura 2, por baixo da câ

V

13

3Ρ·**χο

ΑΡΜ-5

mara de medição proporciona-se um receptor através do qual se pode transferir resina da câmara de medição, descarregando através do gargalo 12 e da válvula V7 para o topo do receptor que pode ser descarregado para a atmosfera durante a transferência através da válvula V8. Da extremidade inferior do receptor, proporciona-se uma saída através da válvula V9.

No funcionamento da câmara de medição da Fi gura 2, aplica-se uma pressão pré-determinada ao fluído existente no anel 13 em tomo da parede flexível 12« Para atingir este resultado, o líquido no manómetro 14 é posicionado e mantido a um nível escolhido, sendo introduzido ar sob pressão através da válvula 13 ou retirado através da válvula V12, conforme for necessário para estabelecer o nível. A resina contendo líquido é transferida da coluna através da válvula V4 para o gargalo 12 e para cima, para o interior da câmara de medição, cuja parte inferior possui a camisa flexível 12. Quando a resina transportada pelo impulso enche o interior da câmara de medição, a pressão do líquido interno actua contra o interior da camisa flexível 12 estabelecendo uma diferença de pressão através dela. Se esta diferença de pressão for ne gativa no sentido externo, a oamida tubular 12 flectirá para dentro como se mostra na Figura 2 ou, se for positiva no sentido para fora, flectirá para fora, diminuindo ou aumentando selectivamente o volume no interior da câmara de medição para dentro da qual os grânulos da resina são transferidos. A posi ção da camisa flexível (12) é mantida fechando a válvula (Vil), visto que o líquido é imcomprsensível,

0 impulso enche rapidamente a câmara de medição até ao nível da rede 15· A rede retém a resina de maneira que ela fica compactada de encontro àquela devido à for ça do impulso, mas o liquido transferido com os grânulos da resina passa através da rede até ao nível acima desta, como se mostra na Figura 2, Aquele nível pode ser escolhido de ma neira a corresponder a quantidade de líquido forçada a passar através da rede quando os grânulos de resina são completamente compactadas de encontro à rede. Quando se atinge aquele

- 14

55.426

ΑΡΜ-5

II

nível de líquido, o fundo da sonda de mediçSo do nível l6 será contactado e este contacto pode ser usado como sinal para aotuar um interruptor de desligação para a bomba que forne ce a pressão do impulso de pressão hidráulica à câmara de impulso e â coluna, como se descreveu em ligação com a Figura 1>

Quando os grânulos de resina sSo compactados contra a rede 15 β o líquido atingiu um nível acima dela, haverá um rápido aumento da pressão do líquido por baixo da rede 15, que ee deslocará como uma contrapressão através da fase líquida contínua na coluna e câmara de impulso. Este rápido aumento de pressão pode eer sentido por um sensor de pre ssão apropriado e também usado como um sinal alternativo ou a dicional para actuar um interruptor de desligação do compressor que fornece ar sob pressão ao topo da câmara de impulso. Por exemplo, pode instalar-se um dispositivo sensor da pressão no lado da coluna, como se indicou na Figura 1, Se o fluí do sob pressão fornecido ao topo da câmara de impulso for um líquido em vez de ar, pode-se usar o mesmo sinal de nível de líquido ou um sinal de pressão aumentado para desligar a bomba que fornece o líquido sob pressão»

Quando aos pormenores de construção, é evidente que podem variar dentro de largos limites. A camisa fie xível 12 deve geralmente ser feita de uma material elástico flexível que tenha uma grande resistência ao líquido que está a eer transferido com a resina, que pode ser ácido fosfórico pelo processo de via húmida, ácido sulfúrico concentrado,etc. Um material apropriado para a camisa flexível 12 e aplicaçães semelhantes é por exemplo, Hypalon. Com uma resina de permuta de catiães em grânulos, com uma dimensão média dos grânulos igual a 30 malhas, pode-se empregar uma rede com uma dimensão de 50 malhas (American Standard Screen). Um sei] eor de nível apropriado é Levelite, um sensor óptico fabricado por Genelco, Inc., Dallas, Texas e a extremidade inferior da eonda de nível de líquido pode ficar situada a cerca de

101,6 mm (4 polegadas) acima do topo da rede. Um sensor de pressão apropriado pode ser ligado â. coluna como ee mostra na

15

33·*»*®

ΑΡΜ-5

Figura 1 como seja um interruptor de pressão "Econ-O-Trol* fornecido por Delaval Turbine, Inc·, Barksdale Controle Divi« eion, Los Angelee, Califórnia.

0 depósito do primeiro pedido para o inven, to aoima descrito foi efectuado nos Estados Unidos da Amério em 31 de Maio de 1983 eob o N» 499.205.

-

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES1» - Processo para transferência ajustavel-4 mente medida de incrementos de resina em sistemas de permuta de iões em leito cruzado móvel, que consiste em se medir o vol lume de incrementos de grânulos de resina de permuta de iSes contendo líquido expelidos por uma extremidade de uma coluna, tendo a referida coluna uma entrada de resina numa sua extreJ midade e uma saída de resina na extremidade oposta e sendo completamente cheia com grânulos de resina compactados contexy do líquido no interior dos grânulos e entre os grânulos, incluindo a operação de transferência, sob pressão hidráulica, de grânulos de resina contendo líquido de enchimento através da referida entrada de resina, enquanto simultaneamente ee expele resina contendo líquido de enchimento da referida coluj na através da mencionada saída de resina, caracterizado pelo facto de compreender as seguintes operações:

   a) se fazer passar os citados grânulos de resina expelidos, sob a referida pressão hidráulica, para uma parte inferior de uma câmara de medição que se prolonga pa] ra cima, tendo a mencionada câmara uma rede que retém os grânulos disposta através dela a um nível acima da citada parte inferior, permitindo a referida rede que passe líquido através dela para uma parte superior da mencionada câmara;

   b) se continuar a fazer passar os citados I grânulos para dentro da referida câmara até que os menciona- 16 3)Ρ.**ΛΟ

   APM-5

   dos grânulos atinja» o nível da parte inferior da citada rede e sejam compactados de encontro a ela, tendo o líquido paj sado através da referida rede para um nível superior a esta;

   c) se medir, sob a forma de um sinal de controlo, a altura do nível de líquido acima da mencionada rede e/ou a pressão aumentada de líquido por baixo da citada rede provocada pela compactação doa referidos grânulos de en contro a mencionada rede e se usar o citado sinal para inter romper a aplicação de pressão hidráulica para fazer passar grânulos para dentro da mencionada câmara, de maneira que a citada câmara contenha um incremento rigorosamente medido de enchimento de grânulos de resina; e

   d) se transferir o referido incremento me

   MM

   dide para outra unidade no mencionado sistema de permuta de iões em leito cruzado móvel.
2. 2» - Processo de acordo com a reivindicaç&c 1, caracterizado pelo facto de a citada câmara de medição pox baixo da referida rede ser dotada de uma parte flexível da pa rede que pode eer flectida para dentro ou para fora para reja pectivaraente diminuir ou aumentar o volume da mencionada câmara por baixo da citada rede e se posicionar a referida parede flexível durante a medição da resina na mencionada câmara mediante aplicação de pressão hidráulica do lado de fora da referida parede para originar uma diferença de pressão através dela a qual pré-determina a posição flectida da meneie nada parede quando a citada câmara está cheia com os referidos grânulos, permitindo assim que o volume medido dos meneia nados grânulos seja selectivamente variado.
3. 3» - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a referida coluna de carregamento da resina ou de regeneração da reeina que se prolonga verticalmente, na qual a mencionada resina é feita contactar com uma solução acídica que passa para baixo através dos grânulos de enchimento da citada coluna, ocupando o mesmo peso dos referidos grânulos de enchimento um volume diferente nas respeotivas extremidades opostas da mencionada coluna devido

   17

   »*

   55.426

   APM-5

   ί

   Λ .

   V yt

   & contracção ou ao inchamento dos grânulos individuais quando se deslocam através da citada coluna.
4. 4* - Aparelho de mediçSo ds grânulos ds re sina para utilisaçSo num sistema de permuta de iões em leito cruzado móvel, caracterizado pelo facto de compreender:

   a) uma câmara de medição que se prolonga para cima tendo uma entrada de resina que comunica com a sua parte inferior;

   b) uma rede colocada através do interior da referida câmara a um nível situado acima da mencionada parte inferior, permitindo a mencionada rede que o líquido passe através dela enquanto retém os grânuloe ds resina for çados de encontro a ela;

   c) uma parede flexível que encerra um parte do interior da citada câmara de mediçSo por baixo da referida rede, diminuindo ou aumentando a referida parede reepectivamente o volume da mencionada câmara por baixo da citada rede quando flectida para dentro ou para fora;

   d) meios para gerar pressSo hidráulica ar ranjadoe de maneira a actuar contra a parte exterior da cita da câmara de maneira a posicionar a referida câmara para pro, porcionar um volume variável pre-eacolhido nas mencionadas câmaras de mediçSo; e

   e) meios para transferir grânulos de resjL na contendo líquido para dentro da citada câmara ds mediçSo por baixo da referida rede; e

   f) meios para interromper a mencionada transferencia quando os citados grânulos ficam compactados de encontro â referida rede,
5. 5» - Aparelho de mediçSo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de a mencionada pa rede flexível ter a forma de uma camisa tubular, se adaptar uma carcaça rígida em volta da citada camisa para se proporcionar um anel ds pressão hidráulica e se ligar uma fonte ds

   18

   55.426

   ΑΡΜ-5

   líquido aob uma preeeSo hidráulica pré-determinada ao referido anel.