DE1803202C - Vorrichtung zur Behandlung von Flussig ketten mittels eines Ionenaustauscherharzes mit einer Ionenaustauschersaule mit Gegen strom Fließbett - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ionenlustausch-Behandlungsvorrichtung vom Gegenstrom-Fließbettyp und insbesondere eine verbesserte Ionenaustauschbehandlungsvorrichtung, die vorteilhaft für die kontinuierliche Behandlung einer großen Menge an Flüssigkeit geeignet ist, wie z. B. Wasser, polaren Lösungsmitteln mit einem spezifischen Gewicht, das im wesentlichen dem des Wassers gleich ist, oder einer Mischung von Wasser und derartigen polaren Lösungsmitteln.

Es sind zwar bereits verschiedene Methoden zur kontinuierlichen Durchführung einer lonenaustauschbehandlung bekanntgeworden, das sogenannte perfekte kontinuierliche Verfahren, bei dem der Strom der behandelten Flüssigkeit und des lonen-ustauscherhar/es immer in einem ununterbrochenen Zustand gehallen wird, steht jedoch auf Grund der vielen mechanischen und wirtschaftlichen Probleme, die dabei bestehen, noch nicht zur Verfügung.

Aus diesem Grund werden auch halbkontinuierliche technische Arbeitsweisen gewöhnlich als «koniin'iierliehe Arbeitsweisen« bezeichnet, typische Beispiele dieser Arbeitsweisen sind das Higgins-Verfahren gemäß der USA.-Patentschrifi 2 815 322, das Robert-Potor-Verfahren (Chemical Week, S. 74 bis 76 vom 9. Juni 1956) und das in der japanischen Auslege schrift 5104 von 1963 beschriebene Verfahren.

Gemäß diesen Arbeitsweisen, die sich von der Verwendung des herkömmlichen Festbettyps unterscheiden, werden T;ile der Harzschicht, deren lonenaustauschvermö^en abgenommen hat, aus der Ionen- austauschbehandlungszone entfernt und einem Regenerierungssystem zugeführt. Gleichzeitig mit dieser Entfernung wird ein regeneriertes Harz in einer Menge, die der entfernten gleich ist, dem Ionenaustauschbehandlungsgebiet aus dem Regenerierungssystem er- gänzend zugesetzt, so daß eine lonenaustauschbehandlung mit der minimalen Menge des zugeführUn Harzes sichergestellt ist, daß keine Ionen austreten. Da Teile des Harzes, die ihr Austauschvermögen verloren haben, bei diesem System für keine lange Zeit- spanne in dem Harzbett verbleiben, kann eine Vorrichtung mit der gleichen ß^ladungsmenge eine relativ große Menge der Flüssigkeit mit hoher Wirksamkeit behandeln. Dies verbessert auch die Wirksamkeit der Regenerierung stark. Außerdem sind Zeit- Schwankungen bei der Qualität der behandelten Flüssigkeit kleu, so daß dieses System für die Behandlung von Flüssigkeiten mit hohen Ionenkonzentrationen bei leichter Kontrolle geeignet ist. Jedoch wird bei der oben beschriebenen Methode der Ioneiiaustauschbehandlung vom Fließbettyp die Neifc- Ag zur mechanischen Zerkleinerung des Harzes auf Grund von Reibung und von Kontakt mit Ventilen groß, und bei Erhöhung der Behandlungskapazität führt eine Zunahme dts Durchmessers der Behand lungssäule zu ungleichmäßiger Packung de* Harzes sowie zu ungleichmäßiger Verteilung des zu behandelnden Flüssigkeitsstromes, wodurch ein ungleichmäßiger Ionenaustausch der Flüssigkeit verursacht wird. In ähnlicher Weise erlauben die aus den USA.-Pa tentschriften 3 152 072, 3 244 561 und der belgischen Patentschrift 622 174 bekannten Vorrichtungen eine halbkontinuierliche Arbeitsweise. Darin wird die pro Charge verwendete Harzmenge durch zeitgesteuerte Magnetventile bestimmt, die sich so auswirken, daß zeitweilig der Flüssigkeitsdruck in der Säule gesenkt wird, wodurch sich dann ein Kugelrückschlagventil im oberen Ende der Säule öffnet und durch die öffnung eine in einem darüber befindlichen Trichter angesammelte Harzmenge in die Ionenaustauschersäule eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels eines lonenaustauscherharzes mit einer lonenaustauschersäule

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mil Gegenstrom-Fließbett, in der das lonenausuiuscherh.ir/ im oberen Säulenabschnitt zugeführt wird, von _WM os als Fließbett abwärts Hießt, und in der die zu beh üilelnde Flüssigkeit am Grund der Säule zugeführt v. ,· d, von wo sie nach oben durch das Fließbett strömt. u; ·.! mit einer Gegenstrom-Regenerationssäule, in der ii .■■- lonenaustaus'.herharz. das in die lonenaus- !.,. .h'.-rsäiile eingebracht wird, regeneriert und aiisi.'-.--.'..!sehen und dem oberen Abschnitt der ionen-.:., !juschersäule wieder zugeführt wird, derart zu ver-ι o-V-TH. daß sie in der Lage ist. in einem echten kon- !:■ icrlichen Prozeß zu arbeiten, was bedeutet, daß die I ließbett abgesunkene Harymenge am unteren ! ,. ;·: der lonenaiistausehersäuie kontinuierlich abteil wird, während versländlicherweise die bleiche.

.'.orierte Harzmenge am Kopf der Säule zugeführt
ν.■■; .11 muß. Darüber hinaus soll eine Zermahlung
des lonenaustauscherharzes vernachlässigbar klein
se:n und der Strom einer großen Menge der behandr'ien Flüssigkeit gleichmäßiggerr icht werden können. 20 verbunden ist.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung Die Erfindung

obengenannter Art dadurch, daß am Boden der lonenaiistausehersäuie eine Trennkammer mit Düsen H-J eine Harzüberführungskammer mit einem Fasnetzes, eine untere Filtei kammer, eine Finlaßleiiung, die sich in der Nähe der Mute des unteren Filters nach oben öffnet, eine Verteilungsleitung im mittleren Teil der Säule /Air Einführung und Verteilung eines Regenerierungsmittels une eine oberhalb der WrteilungsleiUing angeordnete Austrag^cHnv.' .·ι;ηι Sammeln und Austrauen son verbrauchtem Spülwasser. Im oberen Teil der Regenerierungs- und Spülsäule sind ein oberes Filter, eine obere I ilterkammer und eine Harziiberführungskammer /wischen dem oberen Fnde des in die Säule eingeführten Harzes und dem oberen Filter vorgesehen. Eine Überführung-■-leitung /ur Überführung des reuenerierten und gespulten Harzes erstreckt sich durch das obere I liter urui öffnet sich in der Nähe ,los oberer: Fndes des eingeführten Har/es. Fine FinlaßleitunL! fur das Spülwasser ist mit der oberen Filierkammer verbunden. während eine Entleerungsleitung für das verbrauchte Regenerierungsmittel .ail der unteren Filterkarnmer

wird nachfolgend an Hand Zeichnung im einzelnen erläutert; labei zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ionenaus-

sii.igsvermögen für die vorbestimmte Menge an 25 tauschsäule vom Gegenstrom-Fließbettyp, lonenaustauscherharz am oberen Ende der Regene- F i g. 2 einen Längsschnitt des oberer, Teiles einer

modifizierten lonenaust-iuschsäule,

F i g. 3 eine Draufsicht, die ein Ausführungsbeispiel

^ _o der Anordnung von Trenndüsen und Sammeldüsen

eine lonenaustauschersäule vom Gegenstrom-Fließ- 30 auf einer Verteilungsplatte veranschaulicht, biMtyp geschaffen, worin das lonenaustauscherharz in F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt einer Aus-

ii.Mi oberen Teil der Säule eingebracht wird, so daß es M.ii als Fließbett nach unten bewegt und nach und

iv.!;'inssäule vorgesehen sind.

verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen dieser erihidungsgemäßen Lösung sind möglich. So wird z. B.

nach vom Boden der Säule abgenommen werden kann.

führungsform des erfindungsgemäßen Regenerierungssystems und

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines modi

während die behandelte Flüssigkeit am Boden der 35 fizierten Regenerierungssystems.

Säule in diese eingeführt wird, um mit dem lonenati .lauscherharz in Gegenstromweise in Berührung zu kommen, und dann am Kopf der Säule ausgetragen wird, wobei die Ionenaustausch^cäule dadurch gekenn-

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Die in F i g. 1 gezeigte Ionenauslauschbehandlungssäule umfaßt einen lonenaustauschbereich 1, der

zeichnet ist, daß im oberen Teil der Säule ein im we- 40 zwischen einer Trennkammer 10 und einer Zufuhsentlichen horizontales Filter für die zu behandelnde rungskammer 3 liegt. Eine perforierte Beschickungs-

trägerplatte 11 ist zwischen dem lonenaustauschbereich 1 und der Trennkammer 10 vorgesehen, während eine Beschickungsträgerplatte 2 zwischen der Be

Flüssigkeit, beispielsweise in Form eines Drahtnetzes, eine Harzzuführungskammer unmittelbar unter

dem Filter und eine Stützplatte unter der Zuführungs- ----„ ... .

kammer vorgesehen sind, daß sich eine Einlaßleitung 45 schickungskammer 3 und dem Ionenaustauschbereicn für das lonenaustauscherharz in Richtung auf den vorgesehen ist. Jede Trägerplatte 11 bzw. Beschik-Boden in der Nähe der Mitte des Filters für die zu be- kungsträgerplatte 1 ist eine perforierte Platte mit einer handelnde Flüssigkeit öffnet, daß eine Ionenaustausch- Vielzahl von auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig kammer unter der Stützplatte gebildet ist, daß eine im verteilten Perforationen, so daß das Harz, zusammen wesentlichen horizontale perforierte Harzträgei platte 50 mit der zu behandelnden Flüssigkeit durch die Hatte unter der Ionenaustauschkammer vorgesehen ist, daß hindtirchtreten kann. Am oberen Ende der Beeine Harzabtrennkammer unter der Harzträgerplatte schickungskammer 3 und, wenn gewünscht, auch am vorgesehen ist, daß in der Harzabtrennkammer Ab- unteren Ende der Trennkammer 10 sind Filter 4 una trenndüsen und Sammeldüsen vorgesehen sind und daß 12, vorzugsweise in Form von Drahtnetzen, vorgeeine Harzaustragsleitung sich in der Mitte des Bodens 55 sehe.·, durch die Flüssigkeit, jedoch kein Haiz, under Harzabtrennkammer nach oben öffnet. durchtiitt und die aus Drahtnetzen eines Metalles, Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung beispielsweise rostfreiem Stahl, oder vorzugsweise liegt in einer lonenaustauschbehandlungsvorrichtung, eines Kunststoffes., wie Polyvinylidenchlorid, beispieisdie eine Kombination der oben beschriebenen Ionen- weise dem von der Asahi Dow Co., Japan verkauttcn austauschsäule mit einer Waschsäule zum Waschen 60 »Sarar« hergestellt sind. Zur Entfernung der N"ssigvon verbiauchtem Harz, das aus der Ionenaustausch- keil, die das Harz begleitet, das von einem spater Desäule ausgängen worden ist, und eine Regenerierungs- schriebenen Regenerierungssystem ubergeluhrt wird, und Spülsäule umfaßt, worin das aus der Waschsäule und um das Eintreten derartiger Flüssigkeit in aen ausgetragene verbrauchte Harz einer Regenerierungs- lonenaustauschbereich 1 zu verhindern, ist eine ringbehandlung ..vd Spülung unterworfen wird; dann 6₅ förmige Fiitcrkammer 6 für begleitende Flüssigkeit wird es zu der Ionenaustauschsäule zurückgelcitet. rund um die innere Peripherie der loncnaustauscn-Eine Ausführungsform der Regenerierungs- und Spül- säule vorgesehen. Gewünschtenfalls kann der Kaum :> säule umfaßt einen unteren Filter in Form eines Draht- innerhalb der ringförmigen Fillerkammcr dazu ver-

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wendet werden, die behandelte Flüssigkeit zeitweilig Düsen 18 abgetrennten Harzes nicht gestöit wird. Es

aufzunehmen. wild darauf hingewiesen, daß die Anordnung von ver-

Wie in F i g. 1 gezeigt, kann der Peiipherieteil des schiedenen Düsen und ihre AusstoBrichtung variiert Filters 4 als das Filterelement für die Filterkammer 6 werden kann, um wiiksame Abtrennung und Ausfür begleitende Flüssigkeit verwendet werden. Alter- 5 fällung des Harzes sicherzustellen,
nativ kann, wie in F i g. 2 gezeigt, eine lingförmige Nachfolgend wird die Arbeitsweise der dargestellten Filterkammer 6a vorgesehen werden, um die Ionen- Ionenaustauschsäule veranschaulicht: Vot dem Einaustauschsäule zu umgeben. Bei dieser Modifikation treten dei Flüssigkeit wird das lonenaustauscherhatz wird ein Diahtnetz21, das als Filter wirkt, zwischen eingebracht, um die gesamte Beschickungskammer 3, Filterkammer 6a und Beschickungskammer 3 vor- io den Ionenaustauschbereich 1 und die Abtrennkammer gesehen. 10 zu füllen. Nach Zuführung der Flüssigkeit durch

Eine Vielzahl von Abtrenndüsen 18 und eine Viel- Einlaßleitung 15 wird das verbrauchte Harz in der zahl von Sammeldüsen 18 ist auf einer Verteilungs- Abtrennkammer 10 durch die Austragsleitung 14 mitplatte 16 vorgesehen, die in der Abtrennkammer 10 tels der oben beschiiebenen Wirkung der Abtrennenthalten ist. Wenn es erwünscht ist, die Flüssigkeit 15 düsen 18 und der Sammeldüsen 17 weggeführt. Zu oder das Wasser, die behandelt werden sollen, den je- diesem Zeitpunkt ist ein Ventil 19, das in der Ausweiligen Düsen mit einem konstanten Druck zuzufüh- tragsleitung vorhanden ist, geöffnet. Wenn alles verren, können ein Flüssigkeitsfilter 12 und eine Flüssig- brauchte Harz in der Abtrennkammer 10 weggeführt keitsverteilungskammer 13 unter der Verteilungsplatte ist, w.'rd Ventil 19 geschlossen, um die gesamte der 16 vorgesehen werden. Duich geeignete Konstruktion ao Abtrennkammer 10 zugeführte Flüssigkeit in den ist es möglich, an verschiedene Düsen verschiedene Ionenaustauschbereich 1 einzubringen. Alternativ kann Flüssigkeitsdrücke anzulegen. Ventil 10 teilweise geöffnet werden, um einen Teil der

Zur Zuführung und Wegführung des lonenaus- Flüssigkeit zur Überführung des verbrauchten Harzes

tauscherharzes sind eine Harzeinlaßleitung 8, die sich zum Regenerierungssystem zu verwenden. Die Flüssig-

in der Mitte von Filter 4 nach unten öffnet, und eine as keil kann auch verwendet werden, um suspendierte

sich nach unten erstreckende Austragsleitung 14 vor- Feststoffe zu entfernen, die an dem verbrauchten Harz

gesehen, die mit der Mitte der Verteilungsplatte 16 anhaften,

verbunden ist. Die in den Ionenaustauschbereich 1 durch Per-

Wie in F i g. 3 gezeigt, sind Abirenndüsen 18 und forationcn der Trägerplatte 1! einströmende Flüssig-Sammeldüsen 17 auf der Verteilungsplatte 16 so an- 30 keit drängt das Harzbett nach oben. Aus diesem Grund geordnet, daß sie eine bestimmte gegenseitige Anord- fällt während des Aufwärtsfließens der Flüssigkeit das nung aufweisen und über den Querschnitt der Säule Harz nicht in die Abtrennkammer 10. Wenn beispielsgleichmäßig verteilt sind. weise die Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von

Jede der Abtrenndüsen 18 verläuft axial nahe der 50 bis 60 m³/Std. aufwärts geleitet wird, so wird das unteren Oberfläche der Trägerplatte 11 und ist mit 35 in dem Ionenaustauschbereich 1 und der Beschickungseiner Ausstoßöffnung 18fl in der Nähe ihres oberen kammer 3 enthaltene Harzbett durch die Flüssigkeit Endes versehen. Vorteilhafterweise wird die Richtung nach oben gedrängt, und die Haizteilchen, die beidieser Vielzahl von Ausstoßöffnungen 18a in solcher spielsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von Weise eingestellt, daß sie normalerweise die zu be- 0,4 mm besitzen, werden in gegenseitigen Kontakt gehandelnde Flüssigkeit in der tangentialen Richtung 40 bracht, wobei ein sogenanntes dichtes Bett gebildet eines Kreises um die Achse der Harzaustragsleitung 14 wird. Auf diese Weise werden die Zwischenräume ausstoßen, die in der Mitte der Verteilungsplatte 16 zwischen benachbarten Teilchen veiiingert, wodurch angeordnet ist. und daß alle Flüssigkeitsströme in der die Wirksamkeit des Ionenaustausches erhöht wird, gleichen Richtung zirkulieren, wodurch die aus- Während des Durchströmens des Harzbettes werden gestoßene Flüssigkeit auf der unteren Oberfläche der 45 die Flüssigkeit oder das Wasser dei lonenaustausch-Trägerplatte 11 mit einer geeigneten Umfangsgeschwin- behandlung unterworfen, wodurch eir behandelte digkcit entlangwirbelt, so daß das Harz von der un- Flüssigkeit erzeugt wird. Wenn zu diesem Zeitpunkl teren Seite der Trägerplatte weggewaschen wird. Durch die Verteilung der Strommenge nicht gleichmäßig ist. diese wirbelnde Flüssigkeit wird das verbrauchte Harz bildet der Ionenaustauschbereich keine horizontaler von dem Boden des Harzbettes entfernt und auf der 50 Schichten aus. mit dem Ergebnis, daß die Qualität der Vcrleilungsplatte 16 niedergeschlagen. Die zu behan- behandelten Flüssigkeit nicht gleichmäßig ist. Da je dclnde Flüssigkeit fließt in das Harzbett oberhalb der doch die Abtrennplatte 11 und die Hai zträgerplatte 2 Trägerplatte 11 durch deren Perforationen. die Wirkung haben, einen gleichmäßigen Strom dei

Jede der Sammeldüsen 17 hat eine Ausstoßöffnung Flüssigkeit zu schaffen, können die oben beschriebener

17a. die zur Mitte des Bodens der Abtrennkammer 10 55 Probleme beseitigt werden. Indem die Filterkammei !

gerichtet ist. um die zu behandelnde Flüssigkeit oberhalb des Filters 4 und eine Vielzahl von Aus

ladial auszustoßen. Das Harz, das von der unteren tragsleitungen 20 gleichmäßig veiteilt am Kopf dei

Seite der Trägerplatte 11 entfernt worden ist. wird Behandlungssäuleanstatt.wiedarscstelit.einereinzigei

durch den von den Sammeldüsen ausgestoßenen Leitung vorgesehen werden, können λ orteilhaften

Wasserstrom zur Mitte hin bewegt und dann durch 60 Ergebnisse erhalten weiden.

Austragsleitung 14 weggeführt, gemischt mit einem Während die Flüssigkeit kontinuierlich aufwärt

Teil der zu behandelnden Flüssigkeit. Der verbleibende geleitet wird, wird das Harzbett in dem Ionenaustausch

Teil der von den Sammeldüsen ausgestoßenen Flüssig- bereich oder -band, wie oben beschrieben nach oiei

keil fließt rwar durch die Abtrennkammer 10 und durch gedrängt, so daß. wenn der Durchbruchsnunkt da

Pcrfoialionen der Trägerplatte in das Harzbett ober- 65 obere Ende des lonenaustauscherbettes erreicht, de

halb der Trägerplatte 11. die Menge dieser Flüssigkeit Verlust von Ionen beginnt. Demzufolge soll d*

kann jedoch auf einen Wert eingestellt werden, daß Flüssigkcilsdurchleitung beendet werden, bevor de

die Ausfällung und die l.nlicrnung des durch die loncnvc iust beginnt, und das regenerierte und ge

(ύ

spülte Harz muß ergänzend zugefüh.t werden. Um einander angeordneten horizontalen Harzschichten kontfnuiSiichen Betrieb über eine lange Zeitspanne mit gleichmäßiger D.cke, jedoch unterschiedlicher sicherzustellen, ist erforderlich, das Intervall der Aktivität.

FlßSkeü du chleitung für einen Durchlauf derart Bei der ernndungsgemaßen neuen lonenaus ausch-

^bISSS daß der Abstand der Verschiebung der 5 säule werden somit alle Arbeitsgänge einschließlich SnSSfuschschicht im wesentlichen mit der Harz- Abtrennung des verbrauchten Harzes dessen Transmenge in der Abtrennkammer 10 oder der der Be- port, Absenken des Harzbettes und Zufuhrung des re-Suikammer ergänzend zugeführten Menge im gene.ierten Harzes, ohne Verwendung irgendwelcher VwHs steht. So werden die Dimensionen der Be- mechanischer Einrichtungen durchiRegu «rung des schicku Skammer3 und der Abtrennkammer 10 in io Flüssigkeitsstroms durchgeführt. Demzufolge kann Abhtgifkeit νοΐ der Zeitspanne der Flüssigkeit Zerkleinerung bzw. Bruch des Harzes durch öffnen durchtotung, der Menge der durchgeleiteten Flüssig- und Schließen von Ventilen und der sich ergebende keil dem Ionengehalt der zu behandelnden Flüssigkeit Harzverlust vollständig vermieden werden, wodurch und ähnlichen Parametern bestimmt. Umgekehrt Defekte der Vorrichtung auf Grund des zerkleinerten sollen die Zeitspanne de. Flüssigkeitsdu.chleitung und 15 Harze, beseitigt oder vermindert werden. Außerdem die Flüssigkeitsmenge in geeigneter Weise variie.t ist, da die Abteilung des verbrauchten Harzes und die widen wenn verschiedene Flüssigkeiten einer Aus- Zuführung des regenerierten oder aktivierten Harzes tauschsäule mit Kammern 3 und 10 mit vorgegebenen durch einen einzigen Mechanismus unter Bildung Dimensionen zugeführt werden, um stabilen Betrieb gleichmäßiger Schichten durchgeführt werden das über eine lange Zeitspanne sicherzustellen. ao Harzbett in dem Ionenaustauschbereich immer gleich-

Nach Beendigung einer flüssigkeitsdurchleitungs- mäßig gepackt, wodurch ein gleichmäßig« Fluß der neriodr wird die Flüssigkeitszuführung durch Einlaß- zu behandelnden Flüssigkeit sichergestellt ist. Demteitung; 15 unterbrochen, und die behandelte Flüssig- zufolge wird das Ionenaustauschvermögen jeder Harzkeit wird durch die Austauschsäule in entgegen- schicht in der gleichen horizontalen Ebene bei dem gesetzter Richtung fließen gelassen, d.h. von der 25 gleichen Wert gehalten.

oberen Kammer 3 zur unteren Verteilungskammer 13, Bisher ist die Abtrennung oder Abteilung des ver-

Sm das verbrauchte Harz am Boden des Austausch- brauchten Harzes in kleinen Vorrichtungen relativ bereiches 1 durch Perforationen der Trägerplatte 11 befriedigend durchgeführt worden, war jedoch bei T. L »w^um^io 7M hefördern. Zu diesem Vorrichtungen großen Maßstabs von verschiedenen ZeUDunkTisT'eTn "Äbflußventil 15a geöffnet, um die 30 Schwierigkeiten begleitet. Im Gegensatz dazu ist es mit Flüssigkeit in die Kammern 10 und 13 zu entleeren. der erfindungsgemäßen neuen Vorrichtung möglich. Im Ergebnis bewegt sich das Harzbett als Körper wie eine richtige Menge des verbrauchten Harzes immer rin Kolben nach unten bis die Abtrennkammer 10 in einer gleichmäßigen Schicht abzutrennen, unab- Z dem «-brauchten Harz gefüllt ist, und das vorher hängig von dem Durchmesser der lonenaustauschin die obere Beschickungskammer 3 eingebrachte Harz 35 säule. Somit kann die Vorrichtung eine große Menge bewegt sich durch Perforationen der Trägerplatte 2 der Flüssigkeit, typischerweise Wasser über eine ausnach unten in den Austauschbereich, wodurch die Be- gedehnte Zeitspanne hin gleichmäßig behandeln, schickuneskammer geleert wird. Dann wird regene- Als m.l der oben beschriebenen lonenaustausch-

riertes Harz der Beschickungskammer 3 zusammen säule zu kombinieiendes Regenerierungssystem »st cn mit begleitender Flüssigkeit durch Einlaßleitung 8 zu- 4° Regenerierungssystem vom kontinuierlichen Typ zweckeefühtt Da die von dem regenerierten Harz begleitete mäßiger als ein Regenerierungssystem vom chargen-Flüssiekeit durch die ringföimige Filterkammer 6 und weisen Typ. Es s.nd zwar bereits viele Typs derartig« durch Auslassleitung 7 weggeführt wird, fließt sie Regenerierungssysteme vom kontinuierlichen Typ beradial längs dem horizontalen Filter 4 nach außen, so kannt, es ist jedoch erwünscht ein Regenerierung daß das regenerierte Harz ausgebreile. und in gleich- 45 system der nachfolgend beschriebenen Au zu vcrwenmäßiRer Schicht in die Beschickungskammer 3 ein- den. um d.e Ziele der vorliegenden Erfindung voll-Bebracht wird, und die Zuführung des regenerierten ständig zu erreichen.

Harze- wird automatisch gestoppt. Die Ionenaustausch- F 1 g. 4 veranschaulicht ein Ausf uhrungsbeispie de.

rtüteist nunmehr für den Beginn eines neuen Zyklus bevorzugten Regenenerungssysterne Das in F ig. A !^n feLndlunßsooerationen bereit. Auf diese Weise 50 gezegte System umfaßt eine Waschsaule 22 und einer ^^ÄSSSSSctalute eine Harzmenge Regenerier- und Spülturm 2* Waschturm 22 funktia ^TKhoben die gerade ausreicht, um Kammei 3 niert so. daß in der zu behandelnden Huss.gkei verscnooen, uic _B suspendierte und dem verbrauchten Harz anhaftend«

p\ k^hekinnt daß die Aktivität des in dem Be- Feststoffe weggewaschen werden, und das verbraucht. ™^h ι rnthaltenen lonenaustauscherharzes auf den 55 Haiz wird zusammen mit der Flüssigkeit in den Boder Boden zu aiSüch abnimm». Es ,, erwünsch«, daß der Waschsäule 22 durch die Austrags.e.tung 14 an <£h£hten mit verschiedener Aktivität horizontal ver- Boden der ionenaustauschsaule (F 1 g. 1). durch Ven Sen u^d daß JcJe Schicht gleichmäß.ge Dicke hat. til 19 und eine Einlaßleitung 24 e.ngeführt Wahrem ι« Abwesenheit der perforierten Trägerplatte 2 hat des Waschvorganges ist das Ventil 27 geschlossen um L· durch Leitung 8 Zusammen mit regeneriertem 60 ein Ventil 26 wird geöffnet, so daß die aus Einlaß Harr Tueeführte Flüssigkeitsstrom die Neigung, die leitung 24 austretende Flüssigkeit nach oben fließt oi^Thmäßiee Verteilung des lonenaustauscherharzes um das verbrauchte Harz durch einen aufwärts ge •dem obersten Teil des Bereiches 1 ^u stören. Durch richteten Strom zu waschen. Von dem verbraucht« Ir rfnrierte Trägerplatte 2 und die ringförmige Harz auf diese Weise entfernte Feststoffe weraei pnJ*amnier6 ist jedoch eine gleichmäßige Vertei- 65 durch eine Austragsleitung 25 und ein Ventil 26 zu ι.«. H« lonenaustauscherharzes sichergestellt. Mit sammen mit der Flüssigke.t ausgetragen. Es ist somi T^mTworten die nerforierte Trägerplatte 2 dient festzuhalten, daß die Waschsäule 22 als Rückwasch ah Ausgleichseinrichtimg bei der Bildung v«r. über- einrichtung arbc.te!

9 ' ίο

Nach dem Waschen wird das saubere Harz durch die wird, kann die Harzüberführungsleitung 41 direk

durch Leitung 24 durch öffnen von Ventil 27 züge- (oder durch ein Ventil) mit der Harzeinlaßleitung ί

führte Flüssigkeit in die Regenerierungs- und Spül- (F i g. 1) verbunden werden,

säule 23 übergeführt. Wenn die durch Einlaßleitung Das Harzvolumen in Säule 23 vaiiiert oft von 10 bi<

24 zußeführte Flüssigkeit nicht ausreicht, um einen 5 15%, was von Typ und Konzentration der Flüssigkei

ausreichenden Druck zu erzeugen, um das Harz zur abhängt, mit der es in Berührung kommt. Demzufolge

Säule 23 zu überführen, kann eine zusätzliche Leitung variiert das Harzvolumen in der Säule während des

28 mit einem Ventil 29 vorgesehen werden, um den Betriebs. Aus diesem Grund traten in herkömmlichen

Flüssigkeitsdruck zu erhöhen. Wenn das gewaschene Regenerierungsvorrichtungen vom kontinuierlichen

verbrauchte Harz durch Leitung 30 der Regenerie- io Typ oft Schsvankungen oder Unterbrechungen dei

rungs- und Spülsäule zugeführt wird, so ist es bevor- Harzüberführung auf.

zugt, eine zusätzliche Menge der Flüssigkeit durch Mit der erfindungsgemäßen neuen Voirichtung kann

eine Leitung, die ein Ventil 49 umfaßt, zu dem Boden die Schwankung bei der Harzmenge vermindert wer-

der Säule 23 zu führen, um den Aufwärtsstrom des den, indem die Zeitspanne der in der »achfolgenden

Harzes in Säule 23 zu fördern. Wenn es nicht erwünscht 15 Tabelle I gezeigten Arbeitsscheue vaiiiert wild, um

ist, die zu behandelnde Flüssigkeit in dem Wasch- die pro Stunde zirkulierte Harzmenge zu erhöhen oder

und Regenerierungssystem zu verwenden, kann ein zu verringern. Diese Maßnahme ist jedoch nicht aus-

Teil der in der Ionenaustauschsäule behandelten reichend, um die Schwankung der Harzmenge auf NuI

Flüssigkeit vei wendet werden. zu vermindern.

Vorzugsweise hat die Regenerierungs- und Spül- 20 Zur Lösung dieses Problems und um einen glatten säule 23 die Form eines langgestreckten Zylindei s, der kontinuierlichen Betrieb über eine lange Zeitspanne eine obere Filterkammer 40, eine Harzübeiführungs- zu ermöglichen, wird das Volumen der Harzüberkammer34, einen Spülteil 33, einen Ersatzteil 32, führungskammer 34 so gewählt, daß es dem Volumen einen Regenerierungsteil 31 und eine untere Filter- des in der Zeitspanne in Abtrennkammer 10 abge kammei 39 umfaßt. Normalerweise ist die Säule mit 25 trennten Harzes plus der maximalen Variation bei dem Harz bis zu einer Höhe unmittelbar unter der Harz- im System enthaltenen Gesamtharzvolumen gleich ist Überführungskammer gefüllt. Ein Filter 36 in Form Vorteilhafterweise werden Beobachtungsfenster 48 füi eines Drahtnetzes ist zwischen der oberen Filter- die Harzüberführungskammer vorgesehen, um dit kammer 40 und der Harzüberführungskammer 34 vor- daiin enthaltene Harzmenge zu sehen,
gesehen, und eine Leitung 38 zum Sammeln von Spül- 30 Nach der Beendigung der Harzüberführung wire wasser ist zwischen Spülteil 33 und Eisatzteil 32 an- Ventil 46 in der Wassersammelleitung 38 geöffnet, un geordnet, wobei Leitung 38 mit einer Vielzahl von Spülwasser zu entfernen. Gleichzeitig wird Spülwasse Perforationen versehen und durch ein Drahtnetz aus durch Einlaßleitung 43 zugeführt, um das in dem Spül Metall oder synthetischem Harz bedeckt ist. Eine Ver- teil 33 enthaltene Harz zu spülen. Wählend ein Haupt teilungsleitung37, die Leitung 38 identisch ist, ist 35 teil des Spülwassers durch die Wassersammelleitung 38 zwischen Ersatzteil 32 und Regeneiierungsteil 31 an- weggeführt wird, wird ein Teil davon über den Ersatzgeordnet, um eine geeignete Regenerierungsflüssigkeit teil 32 in den Regenerierungsteil 31 geschickt, um zi zuzuführen. Außerdem ist ein unteres Filter 35 in verhindern, daß das Regenerierungsmittel in den Spül Form eines Drahtnetzes zwischen dem Regenerierungs- teil 33 eintiitt, woduich Verlust des Regenerierungs teil 31 und der unteren Filterkammer 39 vorgesehen. 40 mittels verhindert wird. Der in den Regenerierungstei Eine Überführungsleitung 41 für das regeneriei te und eintretende Teil des Spülwassers wirkt als Verdün gespülte Harz ist vorgesehen und etstreckt sich durch nungsmittel für das Regenericrungsmittel.
die obere Filterkammer 40 und Filter 36 und hat ihie Die Regenerierung des verbrauchten Harzes wire öffnung in einem Raum obeihalb des oberen Niveaus gleichzeitig mit dem Spülarbeitsgang eingeleitet. Da des Haizes im Spülteil 33. Einlaßleitung 30 für das 45 Regenerierungsmittel, das auf eine geeignete Konzen verbiauchte Harz erstreckt sich durch die unteie FiI- tration verdünnt worden ist, fließt in das Harzbett im terkammer 39 und den unteren Filter 35 nach oben Regenerierungsteil 31 durch eine Vielzahl von Per- und öffnet sich in der Nähe von dessen Mitte nach forationen der Verteilungsleitung 37 und strömt dam oben. EmeSpülwasseieinIaßleitung43, dieein Ventil47 in Richtung auf den Boden. Die Einführung des Re umfaßt, ist mit der oberen Filterkammei 40 verbun- 50 generierungsmittels'wird für eine geeignete Zeitspann« den, während eine Leitung 42 zur Ableitung des ver· in der ersten Hälfte der Regenerierungsperiode fort brauchten Regeneriei ungsmittels mit dem Boden der geführt, und danach wird das eingeführte Regenerie unteren Filterkammer 39 verbunden ist. rungsmittel durch Verdünnungswasser und die Flüssig

Im Betrieb wild das gewaschene verbiauchte Haiz keit aus der Waschsäule aus der Säule gedruckt, wo

in den unteren Teil der Regenerierungs- und Spülsäule 55 durch verhindert wird, daß die verbrauchte Regene

gedrückt, und das darin enthaltene Haizbett wild als rierungsflüssigkeit während der Überführung des re

Ganzes um einen Betrag nach oben bewegt, der der generierten Harzes in der entgegengesetzten Richtunj Menge gleich ist, die in der Zeitspanne in der Abtrenn- fließt. Die zu behandelnde Flüssigkeit, die wähienc

kammer 10 in der in F i g. 1 gezeigten Ionenaus; „usch- der Überführung des verbrauchten Harzes in den Re

behandlungssäule abgetrennt wird, wodurch das Harz 60 generierungsteil eingeführt worden ist, kann durcl

in dem oberen Teil des Spülteiles 33 in die Harzüber- Austragsleitung 42 und Ventil 44 zusammen mit den

führungskammer 34 verschoben wird. Das Harz in der verbiauchten Regenerierungsmittel abgefühlt werden.

Harzüberführungskammer 34 wird dann mittels aus Die Haizmenge, die in dem Regenerierungstei] bzw

der Spülwassereinlaßleitung 43 zugeführtem Wasser dem Spülteil enthalten ist, ist vorzugsweise der in de

durch Überführungsleitung 41 in die in F i g. 1 ge- 65 Zeitspanne aus der Ionen., istauschsäule entnommen«

zeigte Ionenaustauschsäule ausgetragen. Menge gleich oder beträgt ein Mehrfaches davon. So

Wenn die oben beschriebene Regenerierungs- und mit wird jederzeit eine vorbestimmte Menge des ver Spülsäule mit der Ionenaustauschsäule kombiniert biauchten Harzes im Boden von Säule 23 eingeführt

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und die Höhe des Harzbettes in dem Regenerierungsteil sowie in dem Spülteil steigt schiittweise, wodurch eine Regenerierung und Spülung vom Vielstufengegenstromtyp sichergestellt wird. Auf diese Weise werden sowohl das Regenerierungsmittel als auch das Spülwasser wirksam ausgenutzt, um wirtschaftliche Regenerieiung und Spülung mit hohem Wirkungsgiad zu schaffen.

Da Bewegung und Anhalten des Harzes in dem Regenerierungssystem durch Flüssigkeitsstrom bewirkt wird, kann die kontinuierliche lonenaustauschbehandlungsvorrichtung, die die Kombination dieses Regenerierungssystems und der oben beschriebenen Ioncnaustauschsäule umfaßt, stabil und kontinuierlich über eine lange Zeitspanne arbeiten, da der Prozentsatz an zerkleinertem Harz niedrig ist und da die Harzüberfühiungskammer ausreichend Raum hat, um eine Volumenzunahme des Haizes auf Grund von Quellung aufzunehmen, die bei der Harzüberführung in bisher bekannten Vorrichtungen Schwankungen hervorgerufen hat. Die erfindungsgemäße lonenaustauschsäule kann, wenn sie mit einer derartigen ausgezeichneten Regenerierungssäule kombiniert wird, sehi befriedigend bei außerordentlich hohem Wirkungsgrad arbeiten.

Die nachfolgende Tabelle veranschaulicht verschiedene Arbeitsschritte der kombinierten Vorrichtung.

ίο Wenn die Grundverfahren automatisch durch Kontrolle verschiedener Meßwerte, die für die Durchführung dieser Gnmdverfahren erforderlich sind, mittels einer Zeitmeßeinrichtung und anderei notwendiger Meßinstrumente geiegelt werden, kann die erfindungsgemäße neue Voriichlung eine sogenannte automatische kontinuierliche lonenaustauschbehandlung durchführen.

Tabelle Arbeitsschritte

Austauschsäule	Regenerie rungsteil	Flüssigkeitseinleitung	Absitzen	Harzniederschlag	Harzzuführung
Waschturm	Spülteil	Waschen	Herausdrücken des Regenerierungs mitteis	Harzübertragung	Warten
Regene rier- und Spülsäule	Regenerierungs mitteleinfühlung	Spülen	Harzzuführung	Warten
Harzzuführung	Harzübertragung

ein Durchlauf

Bezüglich der nachfolgenden Beispiele für mit der erfindungsgemäßen neuen Vorrichtung durchgeführte Behandlungen wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Beispiele beschränkt ist, sondern auf verschiedene Weise modifiziert werden kann, ohne daß dabei dei Rahmen dei Erfindung verlassen wird.

Beispiel 1

Ein Anteil eines Kationenaustauscherharzes, das von der Misubishi Chemical Industries Ltd., Tokio, Japan, unter dem Handelsnamen »Diaion SKIB« verkauft wird, wird in eine Ionenaustauschbehandlungssäule, die mit der in F i g. 1 dargestellten identisch ist, eingebracht, und die Säule wild mit einem heikömmlichen Regeneiierungssystem vom chargenweisen Typ verbunden, um 4 Tonnen Wasser (für industrielle Verwendung) zu behandeln, wonach die folgenden Ergebnisse erhalten werden.

Da die Gesamtmenge an Ionen in dem zu behandelnden Wasser bei normalen Bedingungen etwa ISO ppm beträgt, bei anomalen Bedingungen jedoch 200 ppm erreicht, jeweils ausgedruckt als Kaliumcarbonat, ist die in einer Zeitspanne abgeteilte Harzmenge mit 12 Liter und die Arbeitsdauer mit 40 Minuten bei normalen Bedingungen angesetzt worden. Bei anomalen Bedingungen vicrdcr. diese Parameter in geeigneter Weise modifiziert, um der Gesamtionenmenge des behandelten Wassers zu entsprechen. Nach einem kontinuierlichen Versuch für einen Monat werden in der lonenaustauschbehandlungssäule keine anomalen Bedingungen bemerkt, und Abtrennung und Zuführung des Harzes in einer gleichmäßigen Schiern · ird jederzeil erreicht. Von dem behandelten Wasser werden in Ab ständen von 30 Minuten Proben gezogen, und es wird gefunden, daß die Wasserqualität während der Ge samtperiode im wesentlichen konstant ist, d. h., e:

wird ein schwach saures Wasser mit ungefähr pH 3 er halten. Wenn das behandelte Wasser duich ein< Anionenaustauscherharzsäulelaufengelassen wird, win reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand vor mehr als 200 000 Ohm erhalten.

Zur Regenerierung des verbrauchten Har/es win 6°/oige Chlorwasserstoffsäure bei einem Verhältni von ISO g/l des verbrauchten Harzes verwendet.

Beispiel 2

Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wt;d wieder holt, mit der Ausnahme, daß eine Ioncnausiauschsäule wie in F i g. 1 veranschaulicht, und ein Regonerierungs system, das dem in F i g. 4 gezeigten identisch ist, ver wendet werden.

Das zu behandelnde Wassei ist das gleiche Industrie wasser wie im Beispiel 1 Im vorliegenden Beispie vaiiieren jedoch zusätzlich >u H_er oben heschriebenei Variation der Gesamt » nenmenge auch Natriumionei

beispielsweise um 25 bis 75" „. I m diesen Variationen gerecht zu werden, wird die Kapa/iiäl der liaizübeifiihrungskammei der Regeiierierungs- und Spülsäule mn 12 Liter (der Menge des in jeder Zeitspanne abgeirennli.ii Märzes) an^r IS Liter erhöht, und die Arbeilsperiodc wird win dem angesetzten Wert \on 40 Minuten über einen Bereich von ; 5 Minuten \aiiiert, wodurch Variationen beim Volumen des geseilten zugefühnen llar/es aufgefangen weiden. Die ITgebnisse de»· kontinuierlichen Betiiebs für einen Monat /eigen, daß trol/ der beträchtlichen Änderung in der Zusammensetzung der Ionen in dem behandelten Wasser keine Schwierigkeit beobachtet wild, weder beim lonenaustjiisehsyslem noch beim Regenerierungssystem, und es werden im wesentlichen die gleichen I rgebnisse wie im Beispiel 1 erhalten. Die \ erwendete RegenerierungsniitIeImenge wird auf H)Og Ί verschobenes März vermindert.

B e i s ρ i e 1 3

Die erfindungsgemäße neue Vorrichtung wird bei einem System angewendet, das eine Wasserreinigungskapazität von 75 Tonnen pro Stunde erfordeit. Die Vorrichtung umfaßt eine Kationenauslauschsäule und eine Anionenaustauschsäule, jeweils kombiniert mit einem Regenerierungssystem, sowie eine DecarboxylierungSjäule, die zwischen die beiden Säulen geschaltet ist. Jede dieser Säulen hat eine der in F i g. 1 gezeigten identischen Konstruktion mit einem Innendurchmesser von 1400 mm und einer Länge der Haizschicht von ! 100 mm. F.in Kationenaustauscherharz und ein Anionenaustauscherharz, die von dei Mitsubishi Chemical Industries Ltd. unter dem Handelsnamen »Diaion SK1 B« (ein stark saures Kationenaustauscherharz) bzw. »Diaion SAlOB« (ein stark basisches Anionenaustauscherhaiz) veikauft werden, werden in die jeweiligen Säulen eingebracht.

Jedes Regenerierungssystem hat eine der in F 1 g. 4 gezeigten identischen Konstruktion, und die Regenerier- und Spülsäule für das Kationenaustauscherharz hat einen Innendurchmesser von 280 mm, eine Länge der Harzschicht von 9,5 mm und ein Volumen der Harzüberführiingskammer von 120 Liter. Die Regenerierungs- und Spülsäule für das Anionenaustauscherharz ist so ausgelegt, daß sie einen Innendurchmesser von 370 mm, eine Länge der Harzschicht von 10,5 m und ein Volumen dei Harzüberführungskammer von 225 Liter besitzt.

Das zu behandelnde Wassei wird durch die Kationenausiauschsäule mit einer Geschwindigkeit von 80 m³/Std. geleitet, und es wird ein Wasserzwischenprodukt mit einer Geschwindigkeit von 78 m^:l/Sld. einallen. Die Menge des bei jeder Zeitspanne abgetrennten verbrauchten Harzes beträgt 80 Liter, die innerhalb von 5 bis 6 Minuten ausgetragen werden.

Der Grund dafür, daß die Menge des Wasserzwischenprodukts getinger ist als die des ursprünglichen Wassers, liegt darin, daß ein Teil des ursprünglichen Wassers dazu verwendet wird, um das verbrauchte Harz zu waschen und zu überfühien und daß ein Teil des Wasserzwischenprodukts dazu verwendet wild, das Regenerierungsmitlei zu verdünnen.

Das sich ergebende Wasserzwischenprodukt wird über die Decarbonisiersäule durch die Anionenaustauschsäule geleitet, wobei die Menge des in jeder Zeitspanne in der Anioncnauslauschsäule abgetrennten verbrauchten Harzes 150 Liter beträgt, die innerhalb V bis 10 Minuten ausgetragen werden.

Die Arbeitsdauer fur jede Säule wird auf einen Wert im Bereich von 20 bis 25 Minuten eingestellt.

Der Kationengehalt des zu behandelnden Wassers beträgt 105 bis 125 ppm. ausgedrückt als CaCO₃. der Anionengehalt beträgt S5 bis 115 ppm (gemessen nach der Dccarbonisierung), rnd der SiO₂-Gehalt betrag'. 15 bis 25 ppm. ebenfalls als CaCO₃ ausgedrückt. Der Ausfluß aus der Anionenaustatischsäule ist dagegen im wesentlichen ι eines Wasser, das weniger als 0,05 ppm

ίο SiO₂ enthält und einen spezifischen Widerstand über 200(HK) Ohm besitzt.

Die Vorrichtung gernäli diesem Beispiel ist kontinuierlich zwei Monate lang betrieben worden, ohne daß in einer Säule eine Störung aufgetreten ist.

F i g. 5 zeigt ein modifiziertes Regenerierungs- und Spülsystem für das verbrauchte Harz, das eine Rikkwaschsäule 51. eine Regenerierungssäule 52 vom (icgensttomtyp und eine Spülsäule 53 vom Gegensirom- typ umfaßt. Das vei brauchte Harz vom Boden der

Ionenaustauschsäule wird der Rückwaschsäule 51 duich Leitung 14 und Ventil 54 zugeführt, damit es durch den Aufwärtsstrom der Flüssigkeit zurückgewaschen wird. Abfallflüssigkeil wird aus der Rückwaschsäulc durch Ventil 55 weggeführt. Dei Rück- waschschritt des verbrauchten Harzes kann in einer relativ kurzen Zeitspanne durchgefühlt werden. Dann werden die Ventile 36 und 57 geöffnet, um das gewaschene verbiauchte Harz mittels durch Ventil 56 zugeführter Flüssigkeit, die die ursprüngliche oder

noch nicht behandelte Flüssigkeit sein kann, in die Regenerierungssäule 52 zu überführen.

Fin geeignetes Regenerierungsmittel oder eine geeignete Regenerierungsflüssigkeit wird dem Boden der Regenerierungssäule 52 aus einem Vorratsbehälter 58

durch eine Pumpe 59, ein Ventil 60 und ein Filter 61 am Boden der Säule zugeführt. Die Regenerierungsflüs^igkeit fließt dann aufwärts durch ein Harzbett in Säule 52 und wird schließlich durch ein Filter am Kopf der Säule und ein Ventil 63 ausgetragen. Das regene rierte Harz wird dann in die Spülsäule 53 überführt, die zusammen mit Säule 52 in U-förmiger Anordnung vorgesehen isi. Die Verbindung64 zwischen den beiden Säuien 52 und 53 hat einen gioßen Querschnitt, der ausieicht, um die freie Überführung des regenerierten Harzes zu erlauben. Beispielsweise kann der Querschnitt der Verbindung 64 gleich oder etwas kleiner als der von Säule 52 oder 53 sein. Das in die Spülsäule überführte regenerierte Harz wird mit Wasser gespült, das das durch die in F i g. 1 gezeigte Ionenaustauschsäule behandelte Wassei sein kann und mittels einer Pumpe 65 durch ein Ventil 66, einen obeien Filter 67. das Harzbett in Säule 53, einen unteren Filter 68 und ein Ventil 69 zirkuliert wird. Das regenerierte und gespülte Harz wird dann durch Leitung8 in die Ionenaustauschsäule (F i g. 1) zurückgeführt. Der Transport des Harzes durch Rückwaschsäule 51, Regenerierungssäule 52 und Spülsäule 53 und die Zuführung des Regenerierungsmittels und des Spülwassers kann automatisch durchgeführt werden, indem verschiedene Werte entsprechend einem vorgeschriebenen Programm kontrolliert bzw. geregelt werden.

Für das in F i g. 5 gezeigte Regenerierungssystem ist charakteristisch, daß die Regenerierungssäule 52 vom Gegenslromtyp, worin das verbrauchte Harz nacii unten fließt, und der Spülturm 53 vom Gegenstromtyp, worin das regenerierte Harz aufwärts fließt, in einer U-förmigen Konfiguration angeordnet sind,

indem die unleien linden davon mittels eines Verbindungsstücks 64 mit großem Querschnitt verbunden sind, und daß die Rüekwaschsäule 51 oberhalb der Regeneiierungssäule angeordnet ist. Diese Anordnung \ereinf '. nicht nur die Harzkammern und den Har/-iiustrags. organg für die jeweiligen Säulen, sondern macht auch ein Ventil im Verbindungsstück entbehrlich, so daß Harzzerkleinerui.g auf Grund der Arbeitsweise des Ventils verhindert wird. Da außerdem die RückwiLichsäule 51 die Wirkung hat. zerkleinertes Harz, feste Verunreinigungen und Gas aus dem verbrauchten Harz, zu entfernen, ergibt sich keim· Variation im Druckabfall des Haizbettes. so daß Schwankungen bei der Strommenge und der Qualität der behandelten Flüssigkeit im wesentlichen beseitigt werden. Ohzwar die Regenerierungs- und Spülsäulen als einMückige Einheit ausgebildet bind, da sie in einer U-förmigen Konfiguration verbunden sind, ist die Gesamthöhe des Systems nicht übermäßig. Das obere Ende von Säule 53 ist ausgebaucht, um eine Harzüberführungskammer mit ausreichendem Volumen zu schaffen, was in genau der gleichen Weise geschieht, wie in Verbindung mit F i g. 4 beschrieben.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht eine Anwendung der erfindungsgemäßer. Vo. richtung auf ein System mit einer Wasserbehandlungskapazität von 120 Tonnen pro Stunde. Im vorliegenden Beispiel umfaßt das System eine Kationenaustausehsäule, eine Anionenaustauschsäule, Regenerieiungssysteme, die mit diesen Säulen jeweils verbunden sind, und eine Decarbonisiersäuie, die zwischen die Anionen- und die Kationenaustausehsäule geschaltet ist. Jede dieser Ionenaustauschsäulen hat eine der in F i g. I gezeigten identischen Konstruktion mit einem Innendurchmesser von 1850 mm und einer Höhe der Harzschicht von 1100mm. Diese Säulen werden jeweils mit einem Kationenaustauscherharz »Diaion SKIB« bzw. mit einem Anionenaustauscherharz »Diaion SA20B« gefüllt, die beide von der Mitsubishi Chemical Industries Ltd. verkauft Η,,,,,,α betrat 310 Liter. Die Rc«ener.crun,wi.le

^" das Anione.uuiMauscherharz hat einen „„.·„-

L-hmesser von 605 mm und erne Harzschich; -„he

,'„ (o mm. und die Wasserspiele hat _ e.nen

Inncndim-hmesse, von 750 mm. eine lar/sch.cn-Mohe

" ^Omundeinllarzüberführu^kammerw,,,::^

-,,„ 61SL Her. /.. behandelndes Wasser wird . ,.h

di, Kaiionenaustauschsäule mit emc, Gesch,.., _lg_

keil von 140 m< S.d. geschickt, und e< wird IxIk.., cites

,ο Wasser als /-,,schenproduk. in einem Mengei^rom v.,„ ir nr'StJ. erhalten. Verbrauches Harz ν ■,] ,η einer Meime von 205 Liter für jede Ze.tspa..· , ihgetrennt, und das ,!,getrennte Harz, wird ,n K b,- _!; ,U-nuten ausgetragen. Oer (irund dar,r daß die ..,„ge

,. _d,._{s aN} Zwischenprodukt anfallenden beha,, !u-_n Wassers kleiner als die des ursp-^ghchen Was.,. _ls!, liegt darm, daß ein Teil des ursprünglichen V, ,r, dazu verwendet wird, um das verbrauchte Harz zu waschen und zu befördern und daß e.n Teil u, als

Zwischenp.od.ikt anfallenden behandelten V..,ssers als Veidünnungsmiltel für das Regenenerungsmittel verwendet wird. Das als Zwischenprodukt anfallende

ÄÄÄ*«· von 132 m»/S«.l. zu ,5 der Anior.enaustauschmühle geleitet, und behandeltes ^ _{jm wesentlichen} reines Wasser wird in einem

Mengenstrom von_;120^^^ ^Z't

spanne werden 410-LHer^«brauc'ites Han^aus der

Anionenaustauschsaule abgetrennt und da^^abge 3" trennte verbrauchte Harz w, d m 3 bis 5 M. u.ten

ausgetragen. E,n Teil des al Zw^h^°^dukl ^

fallenden behandelten Wasse,; ^wird

das verbrauchte Ha.z "^=™/

und dn Te.l des ^rane
das RegenenerungsmtUel

zu

und

ld« Regenerierungssystem hat eine der in F i g. 5 gezeigten identischen Konstruktion. Der Innendurchmesser der Regenerierungssäule für das Kationenaustauscherharz beträgt 495 mm, und die Höhe der Harzschicht ist 4,9 m Die Wasserspülsäule hat einen Innendurchmesser von 560 mm und eine Harzschichthöhe von 3,0 m, das Volumen der Harzüberführungs-

Arbeitskreis auie α eser uciu Beieich von 25

werden so eingestellt, daß sie in eintm Bei eich von 2₃

bis 30 Minuten l^ieß^en· „ , . _nft

Das ursptünghche Wasser enthalt UO b s 30 ppm

Kationen, ausgedruckt als ^C?V^ ⁹; * '"^ S Anioj« Ojch^ Dec^

während das aus der AnioMMUrta^hsiule austretende Wasser »m wesentl chen r« ^e m t

e.nem S.O₂-Gehalt ^untei ^¹ PP^m "m ist fischen Widerstand über 100 000 01 m1 ist

Die Vorrichtung gemäß dem vo liegenden Beispiel ist ebenfalls kontinuierlich 2 Monate lang ohne einen Defekt in einer Säule gefahren w~.-en.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung /ur Behandlung von Flüssigkeiten mittels eines Ionenaustauscherharze mit L-iner lonenuustauschersäule mit Gegenstrom-l· ließbett, in der das lonenaustauscherhar/. im oberen Säulcnahschnitt zugeführt wird, von wo es als I ließbett abwärts Hießt, und in der die zu behandelnde Flüssigkeit am Grund der Säule zugeführt v. ird, \on wo sie nach oben durch das FlieUbett >iri>mt, und mit einer Gegenstrom-Regencralionssäuie. in der das loncnaustauscherharz. das in die ! 11nenaustaLischersäule eingebracht wird, regeneriert und ausgewaschen und dem oberen Abschnitt tier ionenaustauschersäule wieder zugeführt wird, da durch gekennzeichnet, dali am Boden der lonen;u stauschersäule (1) eine Trennkammer (10) mit Düsen (17, 18) und eine Harzüberführungskammer (34) mit einem Fassungsvermögen für die vorbestimmte Menge an Ionenaustauscherharz am oberen Ende der Regenerationssäule vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschsäule (22, 51) für das Harz zwischen die Trennkammer (ίθ) der Ionenaustauschersäule und die Regenerationssäule eingefügt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daC die Ί sennkammer (10) vom unteren Ende des Fliebbeites durch eine perforierte Trägerplatte (11) getrennt und mit einer Anzahl Flüssigkeit abgebender Düsen (18) nahe der Untergrenze des Fließbettes ausgestattet ist und eine Vielzahl von Sammeldüsen (17) vorgesehen sind, denen eine für das abgetrennte verbrauchte Harz bestimmte Abführleitung (14) nachgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Flüssigkeit abgebenden Düsen (18) tangential zu einem konzentrischen Kreis um die Achse der Trennkammer (10) ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenaustauschersäule am oberen Ende mit einer Beschickungskammer (3) ausgestattet ist, die dt.rch eine perforierte Beschickungsträgerplatte (2) vom Fließbett getrennt ist, daß die Beschickungskammer (3) ein Volumen hat, das im wesentlichen dem der vorbestimmten Harzmenge entspricht, daß eine Zuleitung von der Regenerationssäule für das regenerierte Harz mit begleitender Flüssigkeit etwa in der Mitte der Beschickungskammer (3) mündet und Auslässe (6, 7) zum Abziehen der begleitenden Flüssigkeit aus der Beschickungskammer (3) an deren Peripherie vergesehen sind.