PT807605E - Aparelho para dessalinizacao e tratamento de agua - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “Aparelho para dessalinização e tratamento de água” O invento refere-se a um aparelho para dessalinização e tratamento de águas, em particular águas industriais de máquinas de electro-erosão, no qual duas colunas de permuta iónica estão ligadas em série, das quais uma contém resina de permuta aniónica e a outra resina de permuta catiónica, e no qual estão previstos tubos de gravidade, que se prolongam até ao fundo no interior das colunas, munidos de uma extremidade de crivo.

Durante o funcionamento das máquinas de electro-erosão é necessário que a água utilizada no processo apresente uma condutibilidade tão reduzida quanto possível. Para uma redução da condutibilidade até à data têm sido utilizadas como unidades móveis somente unidades com leito de mistura de resinas, nas quais se enchem numa coluna mistura de resinas, tanto para a eliminação de catiões como também de aniões, a qual, se de algum modo economicamente justificável, é muito difícil de regenerar, porque antes da regeneração a mistura de resinas deve ser separada nos seus dois componentes. Até à data, as instalações com duas colunas separadas só foram utilizadas como instalações fixas, o que significa que a máquina, a qual deve ser alimentada com a água dessalinizada, não pode funcionar durante a regeneração. Já são conhecidos dispositivos para a purificação e descontaminação de líquidos, nos quais estão ligadas em série, pelo menos, duas colunas de permuta iónica, das quais uma se encontra cheia de resina de permuta aniónica e a outra de resina de permuta catiónica, nos quais estão previstos tubos de gravidade, que se prolongam até ao fundo no interior das colunas, munidos de uma extremidade de crivo. Uma unidade deste género é descrita, por exemplo, em DE 19 32 205 A1, tratando-se neste caso de uma unidade fixa, na qual estão instaladas num edifício as colunas individuais, as quais são comandadas através de instrumentos e bombas especiais. Nesta instalação conhecida as colunas são atravessadas pelo escoamento de cima para baixo, o que tem a desvantagem, de que no lado superior, devido à emissão de gás das resinas de permuta iónica se poderem formar almofadas de gás, as quais, no caso da instalação mencionada e conhecida, devem ser escoadas através de respectivos sistemas exaustores. Isto 2 86 220 ΕΡ 0 807 605/ΡΤ exige um correspondente aumento estrutural no topo da coluna, devendo ser evitado que sobre o sistema exaustor possa eventualmente sair líquido.

De acordo com DE 22 07 829 A1 está previsto um pequeno aparelho para a obtenção de água completamente dessalinizada, no qual também as duas colunas de permuta iónica estão ligadas em série, ou neste caso não estão previstos tubos de gravidade, que se prolongam até ao fundo do recipiente. Ambas as colunas estão ligadas entre si, na sua extremidade superior, através de uma abertura de ligação, em que a passagem do fluxo na primeira coluna é de baixo para cima e na segunda coluna de cima para baixo. Daqui resultam as já mencionadas desvantagens de formação de almofadas de gás na zona superior das colunas, em que só se poderá realizar uma regeneração das resinas no interior das colunas quando, como mostra a segunda variante de execução desta estruturação conhecida, na extremidade superior das colunas forem previstas aberturas especiais de enchimento para a passagem do liquido de regeneração. Em ambas os equipamentos descritos e conhecidos, é difícil a substituição do material de permuta iónica uma vez que existem somente pequenas aberturas, pelas quais deve ser removida, por um lado, a resina utilizada e introduzida, pelo outro, a nova resina.

Finalmente é ainda conhecida uma variante de execução de um dispositivo para a purificação e neutralização de produtos de condensação de gás de exaustão, isto é, em DE 40 34 269 A1, o qual não apresenta colunas de permuta iónica, ligadas em série, mas numa variante de execução possui anéis sobrepostos, os quais estão separados entre si por fundos porosos e nos quais está previsto sobre um fundo uma resina de permuta catiónica e sobre o outro fundo um filtro de carvão activado. Num outra variante de execução, descrita nesta publicação, está previsto um recipiente, o qual está cheio de resina de permuta iónica, ao qual está ligada em frente uma tina de sedimentação com carvão activado. O invento tem por objectivo desenvolver um aparelho do tipo inicialmente mencionado, o qual pode ser transportado e cujas resinas podem ser facilmente regeneradas.

Este objectivo é conseguido de acordo com o invento por ambas as colunas de permuta iónica estarem instaladas numa caixa hermeticamente fechada comum,

86 220 ΕΡ 0 807 605/ΡΤ 3 em que as ligações para a linha de alimentação e linha de descarga de cada coluna são conduzidas para fora da caixa, vedadas em relação à mesma, estando a linha de alimentação de cada coluna ligada ao tubo de gravidade, e em que está previsto um tubo de ligação desmontável entre a linha de descarga da primeira coluna e a linha de alimentação da coluna seguinte. Desta forma toma-se possível substituir simplesmente a aparelhagem usada e transportá-la para uma instalação de regeneração, onde então é retirado o tubo de ligação entre as duas colunas e as duas colunas ligadas em separado à instalação de regeneração. Após a conclusão da regeneração das duas colunas, as mesmas são novamente ligadas em série, de forma que a aparelhagem está novamente pronta para entrar em funcionamento.

De forma vantajosa para cada coluna, a linha de alimentação em conjunto com o tubo de gravidade e a linha de descarga podem ser instalados em conjunto numa cabeça. Com isto é fácil o acesso ao interior da coluna, sem que seja necessário desmontar a coluna da aparelhagem, o que é particularmente vantajoso quando da substituição do enchimento de resina.

Para permitir uma trasfega uniforme do líquido, pode ser previsto na cabeça, a qual forma a extremidade da coluna, um anel anular circundante concêntrico, do qual parte a linha de descarga e o qual está aberto para o interior da coluna. Desta forma é proporcionado ao líquido a possibilidade de sair da coluna de forma superficial, o que garante uma paesagem uniforme do liquido pela coluna, também na zona superior da mesma. Para evitar espaços mortos, na zona da cabeça da coluna, pode-se também intercalar no canal anular uma cabeça colectora, a qual rodeia o tubo de gravidade, munida de canais de admissão ou fendas de admissão, orientadas no sentido radial. Para um melhoramento das condições de escoamento podem ser também instalados na cabeça colectora canais de admissão ou fendas de admissão nos vários níveis, desfasados em relação à altura, diminuindo o diâmetro da cabeça colectora de nível para nível.

Para facilitar a abertura da coluna e para uma elevada impermeabilidade, também com elevadas pressões de trabalho, a cabeça pode ser vedada por meio de anéis de vedação, dispostos numa superfície exterior cilíndrica de revestimento em relação a uma superfície interior cilíndrica de revestimento, que apresentam ressaltos locais radiais, os quais, por meio de rotação da cabeça pelo seu eixo 4 ΕΡ Ο 807 605/ΡΤ central, são móveis em conjugação com os respectivos ressaltos de fixação instalados na extremidade superior da coluna.

Nos desenhos está representado um exemplo de concretização do aparelho de acordo com o invento. A Fig. 1 mostra uma vista lateral, parcialmente em corte, do aparelho, A Fig. 2 mostra em escala maior a cabeça a ser instalada na coluna, onde a parte central do tubo de gravidade está seccionada. A Fig. 3 mostra uma vista por cima da cabeça de acordo com a Fig. 2. A Fig. 4 mostra uma vista de cima sobre o aparelho em operação com a tampa retirada. A Fig. 5 mostra o ciclo de regeneração.

No esquema presente, que representa a caixa rectangular 1 em planta, encontram-se instaladas duas colunas 2 e 3, das quais a coluna 2, situada em frente no sentido do escoamento, durante o ciclo de funcionamento, está cheia de resina de permuta catiónica e a coluna 3, situada atrás no sentido do fluxo está cheia de resina de permuta aniónica. As colunas 2 e 3 são compostas por paredes cilíndricas, as quais terminam na parte inferior pelo fundo 16 da caixa 1 e na extremidade superior pela parede de extremidade superior 15 da caixa 1. Esta parede de extremidade superior 15 apresenta na zona das colunas, respectivamente, um recorte concêntrico 19 com as mesmas, no qual está inserida uma cabeça 4, a qual fecha a coluna. Cada cabeça 4 está provida de uma linha de alimentação 5 para a água a ser tratada e uma linha de descarga 6 para a água tratada. De forma concêntrica à cabeça, um tubo de gravidade 7 está ligado à linha de alimentação 5, o qual se prolonga até ao fundo 16 da coluna 2 ou 3. Na extremidade inferior do tubo de gravidade 7 está instalada uma cabeça de distribuição 8, na qual desemboca o tubo de gravidade 7, e a qual apresenta canais de descarga nu fendas de descarga 9. para transporte do líquido a ser tratado. Isto permite um escoamento uniforme através da resina, sendo evitados os espaços mortos.

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Além disso a cabeça 4 está equipada com um canal anular 12, o qual envolve de forma concêntrica o tubo de gravidade e do qual parte a linha de descarga 6. Antes deste canal anular 12 está montada uma cabeça colectora 10, a qual está equipada com canais de entrada ou fendas de entrada 11. Através desta cabeça colectora 10 passa, de forma vedada, o tubo de gravidade 7.

Tanto na cabeça de distribuição 8 como também na cabeça colectora 10, os canais ou fendas 9 aliás 11 estão dispostos em vários níveis, uns por cima dos outros, isto é, desfasados em relação à sua altura, em que o diâmetro da cabeça de distribuição 8 ou da cabeça colectora 10 vai diminuindo progressivamente para baixo de nível para nível. Isto tem como consequência que o líquido introduzido na zona do fundo é também conduzido para fora, de forma segura, o que impede a formação de espaços mortos, principalmente na zona da transição também entre o fundo e a parede cilíndrica da coluna. A cabeça 4 apresenta na zona inserida no recorte 19, da parede de extremidade 15, uma parede exterior 17 cilíndrica, a qual está equipada com anéis de vedação 18, os quais se encostam hermeticamente na parede interior cilíndrica do recorte 19. Na parede cilíndrica 17 exterior estão, além disso, ainda previstos localmente ressaltos 20, salientes no sentido radial, os quais actuam em conjunto com os ressaltos de fixação 21, os quais se projectam para o interior de um anel de fixação 22. Entre os ressaltos de fixação 21 estão previstos recortes 23, cuja extensão periférica é maior do que a dos ressaltos 20, de modo que a cabeça 4 com os ressaltos 20 pode ser instalada entre os ressaltos de fixação 21 através dos recortes 23 para dentro do recorte 19 da parede de extremidade superior 15 e, por meio de rotação, bem com o movimento dos ressaltos 20, poder ser fixa sob os ressaltos de fixação 21 no recorte 19. A linha de descarga 6 da coluna de permuta catiónica 2 está ligada à linha de alimentação 5 da coluna de permuta aniónica 3 através de um cotovelo 13, o qual pode ser facilmente retirado, por exemplo, por meio de ligações de encaixe.

Durante o funcionamento, as cabeças 4, bem como as linhas de alimentação e descarga das mesmas e o cotovelo de ligação, estão cobertas por uma tampa 14, sendo apenas visível e acessível do lado exterior a entrada 24 e a saída 25 do aparelho. 6 86 220 ΕΡ 0 807 605/ΡΤ

Durante ο funcionamento do aparelho (ver a Fig. 4) o líquido a ser tratado é introduzido através da entrada 24 da linha de alimentação 5 da cabeça 4 da coluna de permuta catiónica 2, escoando-se a partir dai através do tubo de gravidade 7 para baixo para a cabeça de distribuição 8. Esta distribui o liquido através das fendas de descarga 9, de modo uniforme, em toda a secção transversal da coluna 2. O líquido sobe agora lentamente na coluna libertando os catiões para a resina na coluna 2. Na extremidade superior da coluna, o líquido liberto de catiões escoa-se então através das fendas de entrada 11 da cabeça colectora 10 para dentro da mesma e atinge o canal anular 12, do qual é removido através das linhas de descarga 6. O líquido liberto de catiões passa através do cotovelo de ligação 13 para a linha de alimentação 5 da cabeça 4 da coluna aniónica 3 e corre através desta, do mesmo modo do que na coluna catiónica. A água assim tratada pode agora ser introduzida novamente no processo de produção, por exemplo, para electro-erosão.

Quando as resinas devem ser regeneradas, devido à sua carga de catiões e aniões, então o aparelho é desligado da máquina ferramenta e é ligado um aparelho de substituição cheio de resina regenerada. O aparelho cheio de resina usada é transportado para o local de regeneração, o qual pode estar afastado do local de produção. O aparelho cheio de resina a ser regenerada é aberto removendo a tampa 14. Em seguida, é retirado o cotovelo de ligação 13 e o aparelho é ligado à estação de regeneração, como mostrado na Fig. 5. Então, através da conduta de regeneração 26, aplica-se por cima o líquido de regeneração, na cabeça colectora 10, na resina da coluna catiónica 2 e é conduzido para baixo na coluna para a cabeça de distribuição 8, depois do que o líquido de regeneração sai da coluna através do tubo de gravidade 7, da linha de alimentação 5 da cabeça 4 e da entrada 24 do aparelho. Através da saída 25 do aparelho, a coluna aniónica 3 é carregada com líquido de regeneração o qual atravessa a coluna 3 do mesmo modo como descrito para a coluna catiónica 2. O líquido de regeneração usado da coluna aniónica 3 é descarregado através da saída 27.

Em ambas as colunas, o líquido de regeneração restante é removido quando, em vez do líquido de regeneração, após a conclusão da regeneração for introduzido, através das colunas, um gás sob pressão, do mesmo modo que o 7 ΕΡ Ο 807 605/ΡΤ líquido de regeneração, sendo o líquido expulso pelo gás sob pressão através do tubo de gravidade. Devido à configuração da cabeça de distribuição, a qual actua, durante a fase de regeneração, como cabeça colectora, é garantido que todo o líquido é expulso da coluna.

Para a substituição de resina, que já não pode ser regenerada é retirada a cabeça 4, após ter sido removida a linha de alimentação 5 e a linha de descarga 6 por meio de rotação, pelo eixo central do recorte 19, na parede de extremidade superior da caixa 1 e da respectiva coluna 2 ou 3, podendo ser introduzido então um tubo de aspiração, com o qual a resina usada pode ser aspirada da coluna. Após enchimento da nova resina e a eventual activação da mesma e após colocação da cabeça 4, a coluna fica novamente pronta a funcionar.

Em conjunto o invento ainda oferece a possibilidade de se atingir um caudal de até 30 l/min, uma vez que é possível uma pressão de serviço de aproximadamente 6 bar. Apesar do caudal elevado, é possível atingir uma condutibilidade da água de 0,5pS e inferior. Além disso, o aparelho é transportável sem problemas, porque o mesmo, devido à sua caixa impermeável, forma praticamente um recipiente de paredes duplas, visto que a caixa 1 actua como espaço colector, no caso de uma coluna eventualmente com fugas, de modo que o líquido que eventualmente possa sair da coluna, e que esteja ainda contaminado com metais da electro-erosão, é retido com segurança, não sendo possível qualquer derrame não controlado.

Lisboa, 2a FEV. 2U0t

Por Charmilles . Zubehõr. Ersatzteile Vertriebsgesellschaft mbH - O AGENTE OFICIAL -

Claims (6)

1. 86 220 ΕΡ 0 807 605/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Aparelho para dessanilização e tratamento de águas, em particular, águas industriais, provenientes de máquinas de electro-erosão, no qual duas colunas de permuta iónica estão ligadas em série, das quais uma contém resina de permuta aniónica e a outra resina de permuta catiónica, e no qual estão previstos tubos de gravidade, que se prolongam até ao fundo no interior das colunas, munidos de uma extremidade de crivo, caracterizado por ambas as colunas de permuta iónica (2, 3) estarem instaladas numa caixa hermeticamente fechada comum (1), em que as ligações para a linha de alimentação (5) e a linha de descarga (6) de cada coluna (2, 3), são conduzidas para fora da caixa (1), vedadas em relação à mesma, estando a linha de alimentação de cada coluna (2, 3) ligada ao tubo de gravidade (7), e em que está previsto um tubo de ligação (13) desmontável ontre a linha de descarga (6) da primeira coluna (2) e a linha de alimentação (5) da coluna seguinte (3).
2. 2 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, para cada coluna (2, 3), a linha de alimentação (5) em conjunto com o tubo de gravidade ligado (7) e a linha de descarga (6) estarem instalados em conjunto numa cabeça (4).
3. 3 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por na cabeça (4), que fecha a coluna (2 ou 3) estar previsto um canal anular (12), o qual envolve de forma concêntrica a linha de alimentação (5), do qual parte a linha de descarga (6) e o qual está aberto para o interior da coluna.
4. 4 - Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por estar instalada, em frente dos canais anulares, uma cabeça colectora (10), que envolve de forma concêntrica o tubo de gravidade (7), equipada com canais de entrada ou fendas de entrada (11) orientadas no sentido radial.
5. 5 - Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os canais de entrada ou as fendas de entrada (11) estarem dispostas em vários níveis desfasados em relação à altura, em que o diâmetro da cabeça colectora (10) se reduz progressivamente para baixo de nível para nível. 86 220 ΕΡ 0 807 605/ΡΤ 2/2
6. 6 - Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a cabeça (4) estar vedada por meio de anéis de vedação (18), dispostos numa superfície de revestimento exterior cilíndrica (17), em relação a uma superfície de revestimento interior cilíndrica da coluna (2 ou 3), apresentando ressaltos (20) radiais, os quais podem ser movimentados, por meio de rotação da cabeça (4) pelo seu eixo central, em conjugação com respectivos ressaltos de fixação (21) instalados na extremidade superior da coluna (2 ou 3). Lisboa, 2a FE¥. 2L1

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