DE1517936A1

DE1517936A1 - Verfahren zum Ionenaustausch in Gegenstromkolonnen

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Publication number: DE1517936A1
Application number: DE19661517936
Authority: DE
Inventors: Kunz Dr-Ing Gerhard K
Original assignee: GHH MAN ANLAGEN
Current assignee: GHH MAN ANLAGEN
Priority date: 1966-07-27
Filing date: 1966-07-27
Publication date: 1970-09-10
Also published as: GB1202718A; FI51330B; FI51330C; JPS546501B1; IL28312A; US3554376A; NL6708960A; ES343498A1; IT998006B

Description

Verfahren zum Ionenaustausch in Gegenstromkolonnen

Für den Ionenaustausch z.B. bei der Enthärtung und Vollentsalzung von Wasser werden in üblicher Weise Filter benutzt. Das in diesen Filtern befindliche Austauschermaterial besitzt ■nro Gewichts- oder Volumeneinheit eine bestimmte Kapazität für die aus dem Wasser oder aus anderen Lösungsmitteln zu entfernenden Stoffe. Demzufolge ist die Laufzeit eines Filters begrenzt. Die Laufzeit wird der Auslegung eines Filters zußTundegelegt und bestimmt neben anderen Faktoren seine Größe. Wenn das Austauscheraaterial erschöpft ist, muß es rückgesDult, mit der geeigneten Lösung regeneriert und anschließend gewaschen werden. Während dieser Vorbereitung für den Beladungszyklus fällt das Filter für die Produktion aus. Da in der Kegel eine ununterbrochene Produktion gewünscht wird, muß ein zweiten Filter vorgesehen werden. Beide Filter werden abwechselnd beladen und regeneriert.

Es hat sich nun schon gezeigt, daß Trennoperationen dieser Art dann einen höheren Wirkungsgrad haben, wenn ein kontinuierliches Gegenstromverfahren angewandt wird.

Dieses kontinuierliche Gegenstromverfahren ist ein Anal.ogon

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zu der in der chemischen Technik weit verbreiteten Methode der Extraktion. Der Unterschied rxir Extraktion lieft aber darin, daß als Extraktionsmittel keine Flüssigkeit, sondern ein in körniger Form vorliegender fester Stoff verwendet wird. Armarate für die Durchführung eines solchen Prozesses müssen diese Gegebenheiten besonders berücksichtigen, wenn der höhere Wirkungsgrad und die größere Wirtschaftlichkeit des kontinuierlichen Gegenstromvirfahrens im Vergleich zu den konventionellen Filterverfahren erreicht werden soll.

Es sind apparative Ausführungsformen vorpeschlafeη worden, die eine Verbesserung der Ionenaustauschverfahren anstreben. Sie arbeiten in der Regel quasi kontinuierlich oder teilweise nach dem Gegenstronmrinzip. Sie sind in der Ausführung und Handhabung der Regelung aufwendier od^r erbringen eine geringere Produktqualität als in konventionellen FiIt *» ran lagen. Es ist jedoch im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und vor allem im Hinblick auf die Betriebssicherheit von größter Bedeutung, daß solche Anlagen mit niedrigem armarativem Aufwand und einfachster Bedienungsmöglichkeit arbeiten. Ks kommt ferner darauf an, daß durch die Anwendung des kontinuierlichen Gegenstromnrinzines nicht etwa eine Verschlechterung der Produktqualität aufgrund ungeeigneter Apnarateanordnung und Apparatedimensionierung in Kauf p-enommen werden muß.

In Untersuchungen konnten nun Krkenntninse gewonnen werden, die zu der Entwicklung dea erfindunKSPOmäßen Verfahrens zum Ionenaustausch In Gegenstromknlonnen führten. Diese Erkenntnisse, auf die das Verfahren aufbaut, seien im folgenden dar-

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gestellt

Wird eine Austauscherpackung mit den Ionen A von einer Lösung mit den Ionen B durchströmt, so findet zwischen der Lösung und dem Austauschermaterial ein Austausch dieser Ionensorten statt, falls sich das System nicht im Gleichgewicht befindet. Die Geschwindigkeit der Gleichfewichtseinstellunp; ist durch Diffusionswiderstände gegeben, von denen die bedeutendsten der Filradiffusionswiderstand und der Korndiffusionswiderstand sind. Bei den technisch interessantesten Austausch- M reaktionen,wie z. B. der Wasserenthärtung, ist der Anteil des Filmdiffusionswiäerstandes hoch. Er ist in den meisten Fällen sogar der geschwindigkeitsbestimmende Faktor. Es wurde nun gefunden, daß bei einer Durchströmung der Austaucherpackung von unten nach oben die Geschwindigkeit der Gleichge'-.n.chtseinstellunfr im Vergleich zum Fest- oder Fließbett erheblich erhöht wird, wenn die lineare Strömunp-sf^schwindxgk^it der Lösunf so hoch frewählt wird, daß ein Wirbelbett entsteht. Wird nun ein solches Wirbelbett von unten nach oben beladen, so

stellt sich in der Längsachse des Bettes ein Konzentrations- ^

gefälle ein. Dieses Gefälle reicht vom Gleichgewicht des beladenen Austauschers bis zum Gleichgewicht des regenerierten Austauschers. Die Höhe dieser Zone sei im folgenden als "Reaktionshöhe" bezeichnet. Unterhalb und oberhalb dieser Reaktionszone findet demnach kein Austausch .statt. Insbesondere zeipte sich, daß auch hei extremer Wirbelbettausdehnung die Begrenzung der Reaktionszone scharf ist, wenn schlanke Kolonnen als Austauschannarate verwendet werden.

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Es zeigte sich weiter, daß einerseits die Reaktionshöhe, wie zu erwarten, mit zunehmender linearer Strömungsgeschwindigkeit der Lösunpr größer wird, da'i sie aber andererseits aufgrund der viel höheren Austauschgeschwindiffk^it iin Wirbelbett kleiner bleibt als in einem entsnrechenden Fest- oder FlLeßbett. Wird ein Wirbelbett in der beschriebenen Weise beladen, so wandert die Reektionszone in Richtung der Längsachse von unten nach oben. Führt man über Kopf der Kolonne eine so große regenerierte und gewaschene Austauschermenge zu, daß die Kapazität, die sie am Boden der Beladungskolonne erreicht, dem Ionengehalt der Lösung und dem Durchsatz der Lösung entspricht und zieht die bleiche Mene:e pro Zeiteinheit ?m Boden der Kolonne ab, so stellt sich ein stationäres Konzentrationsprofil im Wirbelbett ein. Es wurde insbesondere gefunden, daß dann die Austauschermasse ontimal ausgenutzt wird, wenn die Wirbolhöhe des Austauscherbettes gleich der Reaktionshöhe ist.

Es konnte ferner gefunden werden, daß diese Erkenntnisse sowohl für den Vorsang der Beladung als auch für den Vorrang der Regenerierung gelten.

Die regenerierte Austauschermasse muß vor der Beladung von anhaftender und absorbierter R<*R:enerierwlösung befreit werden. Dies geschieht ebenfalls im Gegenstromverfahren, in dem durch das Austauscherbett einer Kolonne die Waschflüssigkeit von unten nach oben gleitet wird. Es zeigte sich, daß der Waschvorgang im Wirbelbett schneller verläuft als im Fest- oder Fließbett. Es konnte auch eine der Reaktionshöhe analoge "Wasch-

höhe" ermittelt werden. Insbesondere wurde für diesen Vorgang

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gefunden, daß dann die Austauschermasse ontimal und mit der kleinstmöglichen Waschflüssigkeitsmenge behandelt werden kann, wenn die Wirbelhöhe des Austauscherbettes gleich der Waschhöhe ist. Nach dieser Erkenntnis ist die tfaschkolonne kleiner als die Regenerierkolonne zu dimensionieren.

Die Durchführung des Gegenstromverfahrens, bei dem die regenerierte und gewaschene Austauschermasse in die Beladung, die beladene Austauschermasse in die Regenerierung gefordert wird, erfolgt in Kolonnen mit besonders konstruierten Ab- ύ

Zugsvorrichtungen für Ionenaustauschermasse. Diese Kolonnen und Abzugsvorrichtungen sind auf neuartige Weise mit Rohrleitungen so verbunden, daß eine äußerst einfache Regelung der gesamten Anlage ermöglicht wird, insbesondere konnte mit dieser Schaltung die Förderung der Austauschermasse in die Beladungskolonne und die Förderung der Austauschermass^ in die Regenerierkolonne hydrodynamisch gekopnelt werden, wodurch die Regelung beider Fördermengen mit nur einem einzigen Ventil erfolgt. Außerdem entfallen nach den erfindungsgemäßen Verfahren Förderpumpen für die Austauschermasse.

Das erfindungsgemäße Wirbelschicht-Gegenstrom-lonenaustauschverfahren benötigt für seine Anwendung drei Kolonnen. Eine Kolonne dient der Beladung der Austauschermasse, eine der Regenerierung, eine der Waschung. Die Regenerierkoüonne und die Waschkolonne sind zu einer Kolonneneinheit zusammengefaßt, in der die Waschkolonne unter der Regenerierkolonne angeordnet ist. Im unteren Teil der Beladungskolonne befindet sich ein VerteilungBsystem für die zu reinigende Flüssigkeit und ein Ablaufsystem, im folgenden "Gegendruckkammer" genannt, für

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die beladene Austauschermasse. Der untere Teil der Begenerierkolonne besitzt ebenfalls ein Verteilungssystem für die Regenerierlösung, in das die Waschkolonne hineinragt. Im unteren Teil der Waschkolonne ist eine Düsenvorrichtung für die Zuführung von Waschwasser und eine Ablauf vorrichtung· im folgonden ebenfalls "Ge'■endruckkammer¹¹ genannt, angebracht.

Die Gegendruckkammer der Waschkolonne besitzt an ihrem Boden eine Rohrleitung, die zum Kopf der Beladungskolonne führt. Die Gegendruckkammer der Beladungskolonne besitzt an ihrem Boden eine Rohrleitung, die zum Konf der Reienerierkolonne führt. In die Ge^endruckkammer der Beladunsskolonn« mündet ferner eine Gesrendruckleitung für Rohflüssigkeit, in die Gegendruckkafflmer der Waschkolonne eine Gerrendruckl^itunfr für gereinigte Flüssigkeit. Am Kopf der Beladungskolonne ist eine Ablauf leitung für dia gereinigte Flüssigkeit und am Kor>f der Regenerierkolonne eine Ablaufleituni? für die verbrauchte Regenerierlösuna: angebracht. Die zu reinigende flüssigkeit durchströmt die Verteilervorrichtung am unteren Ende der Be- r ladungskolonne, durchströmt dann die Kolonne von unfen nnch oben und verläßt sie durch die Ablauf]eitunt? für die gereinigte Flüssigkeit. Die Durchströmuni* der Beladunir^kolonn» erfolgt mit no großer Geschwindigkeit, daß dip in d*»r Kolonne befindliche Austauschermas.se eine Wirbelschicht großer Ausdehnung und hoher Turbulenz bildet. Während beladene AustauschRrmasse in die Gegendruckkammer der Beladunfcskolonne fließt, wird eine gleichgroße Menge frischer Austauschermasse

über Kopf zugeführt. Auf diese Weise bewegt sich die Wirbelschicht im Gegenstrom zur Flüssigkeit von oben nach unte n.

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Der freie Auslauf der beladenen Austausch^rmassp ir die GfPendruckkamnpT" wird durch Gegendrvekf llissifkei t, die über eine Gejrendruckleitung zugeführt wird, gebremst. In der Gegendruckkammer wird also ein so hoh^r Druck ^arzeuft, daß ein Teil der Ge p;e η druckflüssigkeit gegen Hie auslaufende Austauschermasse in die Beladungskolonne g^lanrren kann. Der restliche Teil der Gegendruckflüssigkeit gelangt zusatnner mit beladener Austauschermasse über eine Förderleitung auf den Ko-of der Regenerierkolonne.

Die Regenerierlösung durchströmt die Regenerierkolonne von unten nach oben und verläßt die Kolonne durch eine Ablaufleitunp. Der Durchmesser der Regenerierkolonne ist so gewählt, daß die Losung eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht, wodurch die sich in der Kolonne befindliche Austauschermasse ein stark ausgedehntes Wirbelbett hoher Turbulenz bildet. Während sich die regenerierte Austauschermasse in die Waschkolonne bewegt, wird beladene Austauschermasse über Kopf zugeführt. Auf diese Weise bewegt sieb das Wirbelbett im Gegenstrom zur RegenerierlÖsunp; von oben nach I unten.

Die regenerierte Austauschermasse gelangt über Kopf in die Waschkolonne. Im unteren Teil der Waschkolonne wird gereinigte Flüssipkeit zugegeben, welche die Waschkolonne von unten nach oben durchströmt. Der Durchmesser der Waschkolonne ist so klein, daß sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit ergibt, wodurch die zu waschende Austauscher-

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masse eine Wirbelschicht ausbildet. Am unteren Ende der Waschkolonne fließt die gewaschene Austauschermasse in die Gegendruckkammer, so daß sich die Wirbelschicht in der Waschkolonne im Gegenstrom zum Waschwasser von oben nach unten bewerrt. Das am oberen Ende der Waschkolonne anfallende und mit Regenerierlösung beladene Waschwasser vereinigt sich in der Regenerierkolonne mit frischer Regenerierlösung.

Der Abfluß regenerierter und gewaschener Austauschermasse aus der Waschkolonne in die Gegendruckkammer wird durch k Gegendruckflüssigkeit, die der teereinigten Flüssigkeit entnommen wird, gebremst. Das wird dadurch bewirkt, daß der Druck in der Gegendruckkammer so gehalten wird, daß ein Teil der Gegendruckflüssigkeit gegen die ausfließende Austauschermasse in die Waschkolonne gelangen kann. Der restliche Teil der Gegendruckflüssigkeit gelangt mit der gewaschenen Austauschermasse durch ein Förderrohr auf den Κουί der Beladungskolonne .

Die gesamte Förderflüssigkeit der beladenen Auetauscher-' masse wird am Kopf der Regenerierkolonne mit der verbrauchten Sole gemischt und verläßt mit ihr durch eine Ablaufleitung die Anlage. Die Förderflüssigkeit der regenerierten und gewaschenen Austauschermasse gelangt auf den Koüf der Beladungskolonne und verläßt mit der gereinigten Flüssigkeit die Anlage.

Für die Funktionsfähigkeit des Verfahrens ist von wesentlicher Redeutunp, daß nicht nur ausreichende, sondern vor

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allem gleiche Mengen an regenerierter und beladener Austauschermasse in die entsprechenden Kolonnen gefördert werden. Erfindungsgemäß wird diese Forderung mit Hilfe der Gegendruckkammern erfüllt. Sie erübrigen darüberhinaus die Verwendung von Fördemumpen für den Transport der Aüstauschermasse. Die Funktionsweise der Geirendruckkammern für Förderung und Regelung der Austauschermasse ist folgende: In den Gegendruckkammern wird mit Hilfe der Gegendruckflüssifkeit ein höherer Druck eingestellt als am Kopf der Regenerierkolonne und der Beladuncskolonne herrscht. Somit ergibt sich zwischen dem unteren und dem oberen Ende der Förderleitungen eine Druckdifferenz, die einen Teil der Gegendnickflüssigkeit als Förderflüssigkeit durch die entsprechende Förderleitung fließen läßt. Gleichzeitig dringt die übrige Gep^ndrurkf lii.ssi.n-k«! t »r.tr-eo-en df*r ausfließenden Austauschermasse in die ßelndun^skolonne bzw. in die Waschkolonne und bremst rieren Anstrittsgeschwindigkeit. Die Regulierung erfolgt am Ventil der Ablaufleitung für die verbrauchte Sole. Durch diese Leibung fließt auch die FörderflüseiFkeit für die beladen* AustauschermaBse, nachdem sie sich im Oberteil der Regenerierko]onne von ihr getrennt hat. #ird diesen Ventil gedrosselt, ro .steigt der Druck in der Regenerierkolonne, somit also der Druck on oberen Ende <ier Förderleitung für die belndene Austaunchermasne. Dadurch wird nicht nur dei Fördermenge in dor Förderleitung herabgeflotzt, sondern ob ntromt auch mehr GegendruckflüsBigkeit in die Beladungekolonne und damit gelanrt weniger b^ladpne Aiißtnunchf»rmnnr-.n in die Gegendruckkammer der

BeladungBkolonne. Andererseits ist durch die Drosselung der Druck in der Hege-Heriertund Waschkolonne geetiegen, wodurch

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weniger Gefrendruckwasser in die Waschkolonne eindringen kann, wohl aber mehr gewaschene Austauschermasse in die Gegendruckkammer der Waschkolonne abfließen kann. Gleichzeitig wird der Förderstrom für die gewaschene Austauschermasse um den Betrag des gedrosselten Gegendruckflüssigkeitsanteiles größer. Bei Offnen des Ventils tritt sinngemäß der umgekehrte Vorgang ein» Die Fördermenge beladener Austauschermas<~e wird größer, die Fördermenge der pewaschenen Austauschermasse- wird °;eringer. Damit ist die Regelung des Austauscherumlaufs in der rresamten Anlage durch Betätigen eines einzigen Ventils m^srlich, was eine wesentliche Vereinfachung des Prozesses bedeutet.

Die Vorteile des erfindun^sfremäßen lonenaustauschverfahrens sind folgende:

Der Vorgang der Beladung, Regenerierung und Waschunr ist vol!kontinuierlich und wird durch keine periodisch anfallenden Arbeiten unterbrochen. Aufgrund der besonderen hydrodynamischen Kopplung beider Kord ^run^eη ist die Reprelunrr einer solchen Anlage höchst einfach und erfordert wrincen Aufwand für* Armaturen und Rohrleitungen und niedrigeren He-Be triebskos ten.

Für die Beladung, ReKenerieruiip; und Wnschunc; worden schlanke Kolonnen verwendet, die eine .'-,-hmal^ U alctionnr.ono gewährleisten und damit die Produktqualita'ten bekannter Festbettfilter erreichen.

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Standzeiten für frische und verbrauchte Austauschermasse entfallen, weil die Wirbelschichthöhe der Beladungskolonne gleich der Reaktionshöhe bei der Beladung, die Wirbelschichthöhe der Regenerierkol onne gleich der Reaktionshöhe bei der Regenerierung und die Wirbel Schichthöhe der Waschkolonne gleich der Waschhöhe ist. Damit ergeben sich erhebliche Einsparungen an Austauschermaterial.

Die Wirbelschicht der Waschkolonne benötigt nur äußerst geringe Waschfliissigkeitsmengen, welche die -tiegenerierlösunc nur unwesentlich verdünnen. Deshalb kann die Regenerierlösung mit Rohflüssigkeit aufbereitet werden, was eine Einsparung an gereinigter Flüssigkeit bedeutet.

Bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorhandenen heftigen Wirbelung in der ßeladungs- und Regenerierkolonne bewirkt die starke Turbulenz eine viel höhere Ionenaustauscher- · schwindigkeit als in vergleichbaren Pest- oder Fließbettfiltern, was eine Verringerung der Austauschermenge und damit pine erhebliche Verbilligung: der Investitionskosten bedeutet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeisniel der Erfindung für die Wasserenthärtung schematisch dargestellt.

DaR Verfahren benötigt drei schlanke Kolonnen, und zwar die Kolonne 1 für die Beladung, die Kolonne ?. für die Regenerierung, die Kolonne 3 für die Waschunp· der AufitauschermaBse. Tm untTfln Teil der Bei adunr^nkol onne bofindet nich ein riioht

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abschließender Zwischenboden 4-, üb^r dem im Mantel der Kolonne die Rohwasserzulaufleitung 5 mündet. Das Rohwasser wird von der Rohwasserpumpe 6 gefördert und ist mit Hilfe des Ventils 7 regulierbar. Oberhalb des einlaufes befindet sich ein Lochboden oder ein mit Düsen besetzter Verteilerboden 8, auf den Füllkörper 9 zur weiteren Verteilunr des Rohwasserzulaufes geschichtet sind. Unterhalb des Bodens 4 wird von einem kegelförmigen Ablauftrichter 10 ein Austauschermassesammelraum gebildet. Der Austauschermassesammelraum ist über

fc Ablaufrohre 11 mit dem Wirbelraum der Kolonne verbunden. Der Ablauftrichter 10 geht in das Abzugsrohr 12 über, das in die Gegendruckkammer 13 hineinragt. Das Abzugsrohr 12 kann an seinem unteren find« durch »ine verstellbare Platte 14 verschlossen werden. Von der Rohwasserzulaufleitung 5 führt eine Gegendruckleitung 15 in die Gegendruckkammer 13· Diese Gegendruckleitung ist an ihrem freien offenen Ende so gebogen, daß die Gee-endruckflüssipkeit tangential in die Gegendruckkammer 13 einfließen kann. Die Men^e d<*r Gegendruckflüssigkeit wird mit Hilfe des Ventils 16 eingestellt. Von

' der Gegendruckkammer 13 führt eine Förderleitung 17 in fester

und dichter Verbindung durch den Deckel dor Recenerierkolonne und rap-t in einer Länge von 5 % der Kolonnenhöhe in die Kolonne hinein. Dadurch entsteht eine Beruhicrungszone Zp, die ein Austragen der Austauschermasse verhindert.

An den Deckel der Beladungskolonne 1 sind eine Produktleitung 18, die durch das Ventil 19 verschlossen werden kann und eine Schlammabzugsleitung 20 an ce nc ti lor, sen, die mit einer Länge von 2,5 % der Kolonnenhö'hr» in die Kolonne 1 hinein-

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ragt und mit Hilfe des Ventils 21 verschließbar ist.

Durch den Boden 22 der Regenerierkolonne 2 ragt der obere Teil der Waschkolonne 3. Oberhalb des Einlaufe für die Salzsole als Regeneriermittel befindet sich eine Lochnlatte oder ein nit Düsen besetzter Verteilerboden 2²S, anf den Füllkörner ?.h firr die weitere Verteilung- der Nes:eneriermittel — lösuni? j?eschichtet sind. Die Höhe dieser Füllkörperschicht reicht bis an die Oberkante der Waschkolonne. Die Regeneriermittellösung wird mit Hilfe der Pumpe 25 gefördert, über f die Leitung 26 der Regenerierkolonne zugeführt und ihre Menge mit Hilfe des Ventils 26 eingestellt.

Der untere Teil der VJ'ischkol onne ragt in die Gependruck— kammer 28 hinein. Ihr Ausgang kann mit Hilfe d;;r verstellbaren Platte 29 geschlossen werden.

Du¹Oh die Gegendruckleitung "-50 wird mittels der HiI fsnumne 31 aus der Produktleitung iß gereinigte Flüssigkeit als Gependruckf 1 üsnigkeit in die Ge^endruckkammer 28 gedruckt. Diese Gefen-iruckleitunr ist an ihrem freien offenen Ende no gebogen, daß die Gegendruckflüssigkeit tangential in die Gerendruckkamner 28 einfließen kann. Die Menre der Gegemlrunkfl iissi "keit wird mit Hilfe des Ventils 32 eingestellt. Von der Oefendruckksminpr 28 führt eine Förderleitung 3'» in fent;r>r und dichter Verbindung durch den Deckel der ßeladungskolonne 1 und ragt

in einer Lunge von 5 % der Kolonnenhöhe in die Kolonne hinein. Dadurch entsteht »ine ßeruhigunpnzone Z._f die ein Austragen der Aufitaunchermasne verhindert. .

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Oberhalb der Gegendruckkammer ?8 befindet sich eine Ringkamrner 3^, von der aus durch Düsen VJasch flüssigkeit in die Waschkolonne gelangen kann. Diese Waschflüssigkeit wird mittels der Viaschleitung 35, die an den Druckstutzen der Hilfsrmmpe 31 angeschlossen ist, zugeführt. Ihre Menge wird mit Hilfe des Ventils ~*>6 eingestellt.

An den Decke] d^r Reerenerxerkol onne ?. ist ei mittelablauf leitun"· ^7 angeschl osson, deren Durchfluß mit. Hilfe des Ventils 38 geregelt werden k«nn.

Die Arbeitsweise des erfirdun-rsgemäßer Verfahrens ist folgende :

Durch die Rohwasserzulaufleituner 5 wird mit Hilfe der Rohwassornurape 6 das zu reinigende Rohwas:"er gefördert. Die Rohwrissermence wird mit Hilfe des Ventils 7 oin^pptellt. Durch den Verheilerbod^n R und die Füllkornerschüttnng Q relancrt das Rohwasf-er gleichmäßig verteilt in die Beladunrskol onne In der Beladuni'skol onne befindet ?"ich AufitTi^ch^^iraf^e, die infolge dor RohwaRserströmun"· eine scharf begrenzte WirHoischicht ausbildet, in dieser Wirbelschicht erfolrt dip KnI--hfirtnnf d^s vvas;iers. Dan gereinirtp Wasser verläßt durch (Hp Rohrleitung 18 und das Ventil 19 die Kolonne. Mit Hilfe der. Ventils 19 wird ein geringer Überdruck in der Helndungskolonne 1 eingenteilt: . Die beladens Austnuscher^rianrc fließtdurch die AhI infrohre 11 und durch das Abzugsrohr 1? in die (iegendruckkaiiimer 1~4. Dabei ist die verstellbare Kl'u>ne 1'i geöffnet. Mit Hilfe der. Ve η H. Ir 16 \·ΛΠ\ durch

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15 ein Gegendruckwasserstrom eingestellt. Ein Teil dieses Gegendruckwassers fließt in das Abzugsrohr 12 und hemmt dabei den Ausfluß der beladenen Austauschermasse, der andere Teil gelangt mit der ausgeflossenen beladenen Austauschermasse durch das Förderrohr 17 auf den Konf der Regenerierkolonne

Mit HiI ff» der Sole-nunroe 25 wird durch die Leitung 26 die Regeneriersole gefördert. Ihre Menge wird mittels des Ventil ρ ?7 eingestellt. Durch den Verteilerboden 23 und die Füllkör-■perschüttung 2k gelangt die Sole gut verteilt in die Regene- "

rierkolonne ?. In d^r Retrenerierkolonne befindet sich Austauschermasse, die infolge der Soleströmung eine scharf begrenzte Wirbelschicht ausbildet. In dieser Wirbelschicht erfolgt die Regenerierung der Austauschermasse. Die verbrauchte Sole verläßt zusammen mit dem Förderwasser durch die Leitunpr 37 und d*s Ventil 38 die Kolonne.

Die regenerierte Austauschermasse fließt durch die Waschkolonne 3 in die Gefrendruckkammer 28. Dabei ist die verstellbare Platte ?9 peöfnet. Mit Hilfe des Ventils 36 wird durch die Leitung 35 ein Snülwasserstrom durch die Rinp·- kammer 3^ in die Waschkolonne gedrückt. Die Menge des Waschwassers wird so bemessen, daß in der Waschkolonne eine Wirbelschicht entsteht. In dieser Wirbelschicht wird die regenerierte Austauschermasse solefrei gewaschen. Mit Hilfe des Ventils wird in der Leitung 30 ein Gegendruckwasnerstrom einp-estellt. Ein Teil dieses QegendruckwaBRf>rs fließt in die Waschkolonne 3 und hemmt dabei den Ausfluß der gewaschenen Austauscher-πΒβ. Der andere Teil gelanpt mit der ausgefloRsenpn rege-

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nerierten und p-ewaschenen Austauschermasp» durch das Förderrohr 33 auf den Kopf der Beladungskolonne 1. Das Förderwasser fließt zusammen mit dem gereinigten Wasser durch die Leitung 18 ab.

Sowohl das Spülwasser als auch dar; Gegendruckwasser wird mittels der Hilfsnunpe 31 gefördert, deren Saugstutzen an der Leitung 18 angeschlossen ist.

Mittels des Soleablaufventils 38 wird nun der Druck in der Repenerierkol onne so eingestellt, daß durch die beiden Förderrohre 17 und 33 eine Förderung erfolgt. Die Grobeinstellung der Menge derττο Zeiteinheit geförderten Austauschermasne erfolgt durch die Platten 1^· und 29· Für den nraktischen Betrieb einer solchen Anlage ist es von wesentlicher Bedeutun.-·, daß die Gleichheit der Förderungen beladener und regenerierter Austauschermasse sehr einfach vorzunehmen ist. Dies geschieht erfindunerspemäß mit Hilfe den Soleablaufventils ^8. Ist z. B. die Förderung beladener Austnuschormasse durch die Förderleitung 17 größer als die der regenerierten durch die Förderleitung 33_f so wird das Ventil 38 etwns ge-Ri-hloBsen. D=IbPi steigt der Druck in der Regenerierkolonne, es fließt mehr Auntaunnhermass»» in die Gefrondruckkammer ?8, wodurch der FörderRtrom in der Förderl eitunr ^'> starker wird. Glei ch7,eitif steigt der Druck in der Förderleitung 17, wodurch mehr Gerendruckv/nsn^r in das Abzugsrohr Λ? fließt und den Ausfluß dor "bplndonen Austnusch^rmasse stärker hemmt. Die Fördermenge in dnc Körderleitunr 17 nimmt nh, Kin entoprech-nd onl ^oc-onp-pfiei 7.te:' Vorhalten rtellt sich br>im offnen den

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Ventils 3^ ein.

Ira Lmif einer längeren Betriebszeit können sich, aus dem Ron-Wasser stammende Schmutzstoffe in der Beruhip;unp;szone Z.. ansammeln. Sie-werden durch die Leitung PO und das Ventil 21 von Zeit zu Zeit abgezogen.

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Patentanspruch« BAD

Claims

JOHANN-LUDWIG HEIM Iserlohn, den 18. Juni 197o ^VTs""^ Jt P 15 17 9.6.9 GMT9 Gutenbergstraße 65 Telefon (O2371) 29668 1517 9 3 GHH - MAN Technik, Gesellschaft für Anlagenbau mbH, Patentansprüche

1. Vorrichtung· zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere zum Enthärten und/oder Entsalzen von V/asser mit einer Beladuneskolonne, einer mit dieser verbundenen Regenerierkolonne sowie einer v/eiteren mit fi^av Regen"riⁿr*^l'"ol onn<» verbundenen Waschkolonne, vor d^ren alle Kolonnen mit W Zu- und Abfiihrleitungen für die ein- und auszuleiten-

den Medien, wie die zu behandelnde Flüssigkeit, die Ionenaustauschermasse, das Regeneriermitt.eJ. und dip taschflüssigkeit sowie Ventilen und Fb'r^^mnmrer. > ft en Leitungen für rti« Förd^runp· der Medien ausrre^fcitttpt sind,

/ als
wobei die Kolonnen ieweils getrennte r.chTanke Röhren ausgebildet sind und am Aur^angsende für die Ionenaustauschermapsp sowohl an der Bei ndnni?skolonn»> als auch βπ d^r Waschkolonne ,je eine Gr»rTPndruckkammer 1^_f ?8 vorgesehen ist, in die einerseits ein in dessen üffnunarswrvite regelbares Übe»'] au fr ohr 1? bzw. ^in*» rpg^lbire Ablaufdüse einmündet und andererseits Ku- und Abführuntrsi «i tunken 1'i, 17, ^C), V^ für eine For de rf lüssirkeit und die r.n fördernde IonenauGtauschormafi.se nn diesen angonchlos^on sind, von denen die Zuleitungen tangential in die iterondruckkammern eingeführt sind und bei. welcher Verrichtung iow^lfl am Hoden d»»r Relnduncs- bzw. Hegenorierkol onne ie ein Hammel raum für die zu behandelnden Medien, wie Kohf 1 iisBigkei t. bzw. Hep-eneriermitte 1 vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb diener Samme 1 räume BAD ORlGiWAL

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sowohl an der Beladunn-skolonne (1) als auch an der Regenerierkoüonne (?) je ein Einlauf- und Verteilungssystem, das ieweils von einem Lochboden (8, 23) und einer Fiill- ^örrerschüttung (Q, 2*f) gebildet ist, vorgesehen ist, und daß durch diese Einlauf- und Verteilunpssysteme bei d^r Beil adun<^Tskolonne (1) Abzugsrohre (11) für die beladene Ionenau.stauschermasse und bei der Regenerierkolonne (2) ein Teil der Waschkolonne (3) hindurchgeführt sind, wobei zwecks Bildung des Samrnelrauaes der Lochboden (8 bzw. 23) mit geringem Abstand über dem Boden (4, 22) der ieweiligeη Kolonne angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß riie der Beladnngskolonne (1) zugeordneten Abzugsrohre (11) mit ihrem dem Einlauf- und Verteilungssystem abpewandten iinden in einen an sich bekannten Ab] auf trichter (10) einmünden.

3. Vorricht.iinr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Regenerierkolonne (2) zugeordnete Waschkolonne (3) an ihrem dem Einlauf- und Verteilungssystem abrrewandten Ende mit einer Rinpdüse (^'f) versahen ist, und daß der Auslauf der Waschkolonne in eine Ge^endruckkammer einmündet.

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