DE1812029A1 - Verfahren zum Rueckspuelen von Ionenaustauscherbetten,die im Gegenstromverfahren benutzt werden - Google Patents

Description

• Verfahren zum Rückspülen von Ionenaustauscherbetten, die im Gegensromverfahren benutzt werden Die Rückspülung der lonenaustauscherbetten hat- im allgemeinen erstens die Aufgabe, das Bett zu lockern und somit seine Füllung gleichmässig zu machen und zweitens den auf die Oberfläche des Bettes abgesetzten Schmutz wegzuspülen. Dieser Schmutz setzt sich aus solchen zu behandelnden Flüssigkeiten ab, die nicht ausreichend filtriert wurden. Es wird aud der Oberfläche eine Schicht gebildet, die den Strömungswiderstand des Bettes erhöht. Deshalb ist es erforderlich, das Austauscherbett möglichst oft rückzuspülen.
• Im bekannten Verfahren wird das Rückspülwasser durch die Spaltdüsen oder andere ähnlich wirkende Vorrichtungen des Gefässbodens eingeführt und nach oben geleitet. Dabei werden die Austauscherkörner voneinander getrennt und durch die auftretenden Wirbelströmungen auch vermischt. Dieses bekannte Verfahren lässt sich bei verschiedenen Arten des begenstromverfahrens nicht anwenden.
• In mehreren Arten des egenstromverfahrens wird die zu behandelnde Lösung, z.B. das Rohwasser, durch das Austauscherbett von oben nach unten, die Aegenerierlösung von unten nach oben geleitet. Somit ist die Eintrittsschicht des Bettes für eine Flüssigkeit gleichzeitig die Austrittsschicht für die andere und umgekehrt.
• Da durch die Eintrittsschicht der Regenerierlösung die gesamte Menge der frischen Lösung durchgeleitet wird, ist diese Schicht praktisch vollständig regeneriert. Als Austrittsschicht wiederum für die zu behandelnde lüssigkeit ist sie demzufolge befähigt, allg austutauschenden Ionen dieser Flüssigkeit auf zunehmen. So ist es im Gegenstromverfahren zum ersten Mal möglich geworden, bei der Beladung des Austauscherbettes die auszutauschenden Ionen der Lösung sehr weitgehend bis vollständig zu entfernen, ohne dass dazu ein grösserer ttberschuss am Regeneriermittel erforderlich gewesen wäre.
• Je höher nun diese praktisch vollkommen regenerierte Schicht ist, umso grösser wird die Menge der in so hoher Qualität erzeugten Produktlösung. Ist z.B. die zu behandelnde Lösung Rohwasser das enthärtet werden muss, so wird die Qualität durch die Angabe des Härteschlupfes gekennzeichnet. Es wird also umso mehr härtefreies Wasser erzeugt, äe höher die Schicht des Austauscherbettes ist, die praktisch frei von den Härtebildnern geworden ist. Da man in den hier in Frage kommenden Fällen die zu behandelnde Lösung, im gewählten Beispiel das zu enthärtende Wasser, nur solange durch das Bett leitet, bis die auszutauschenden Ionen nicht durchbrechen, bleibt ein Teil des Bettes, gebildet durch die Austrittschicht der zu behandelnden Lösung, zurück, die sehr kleine Mengen von den auszutauschenden Ionen, im gewählten Beispiel den Härtbeildnern, aufgenommen hat. dird nun die Regenerierlösung auf dieses nun zur Eintrittsschicht gewordenen Schicht geleitet, so werden die Reste der auszutauschenden Ionen leicht entfernt und es wird wieder eine regeneriertem beträchtlich hohe Schicht von praktisch vollkommennx Austau3cher hergestellt.
• Wird aber das wustauscherbett nach der Beladung auf die bekannte Art rückgespült, so mischen sich die Austauscherkörner, die in der Austritt schicht der fleladungslösung enthalten waren, mit anderen Körnern des Bettinneren zusammen, letztere gelangen in die Austritt schicht und erhöhen deren Gehalt an den auszutauschenden Ionen. So ergibt sich, dass die nachfolgende Regenerierung nicht mehr die vorhin beschriebene leichte Aufgabe zu erfüllen hat, sondern sie wird bereits in der jetzieen-Eintrittsschicht teilweise verbraucht. Die Höhe der praktisch vollständig regenerierten Bettschicht wird also erheblich vermindert. Auf diese Weise wurde der grösste Vorteil des Gegenstromverfahrens verloren.
• Infolge dieses Nachteils war man bisher gezwungen, von der Rückspülung nach jeder Beladung abzusehen, man begnüngte sic: damit, dass die Füllung des Austauscherbettes jedesmal bei der Arbeit im Aufwärtsstrom gelockert wurde und verziehtete auf die Durdhuirbelung der Füllung. Erst in jedem dreissigsten bis vierengsten Austauschzyklus wurde das Bett einmal rückgespült. Diese Arbeitsweise führte aber dazu, dass man in diesen Zyklen mit der doppelten Menge des Regeneriermittels regenerieren musste, was mit zusätzlichem Verbrauch verbunden war. Um auch so arbeiten zu können, war es erforderlich, dass man die zu behandelnde Lösung vor dem Eintritt in das Austauscherbett sehr scharf filtrieren musste, um die Ansammlung des Schmutzes auf dem Austauscherbett zu @ verhindern. Dazu brauchte man aber in vielen Fällen zusätzliche Filteranlagen.
• Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun erkannt, dass es möglich ist, das Austauscherbett mit zur Entfernung des abgesetzten Schmutzes erforderlichen Geschwindigkeit rückzuspülen, ohne dass /man dabei die Vorteile des Gegenstromverfahrens preisgeben würde, wenn man das Wasser beim rückspülen nicht durch den Boden des Austauschergefässes, sondern mindestens@@/3%, vorteilhaft um mehr als 5 bis 15 % über dem Boden einleitet, wobei als Bezugswert die Gesamthöhe des Bettes genommen wurde. Unter diesen Umständen wird die Austrittsschicht der Beladungslösung unberührt gelassen und gleichzeitit eine beliebige Strömungsgeschwindigkeit benutzt. Die Regenerierlösung kann also ihre volle Wirksamkeit entfalten und ermdglicht die Produktion der sonst üblichen Menge an Produktlösung mit der gebliebenen hohen Qualität.
• Die Vorrichtunen zum Einleiten des Rückspülwassers liegen inmitten der Füllung, die sich in den verschiedenen Phasen der Arbeit hinauf und hinunter bewegen muss. Vorteilhaft werden sie deshalb aus stromlinienförmigen Bestandteilen zusammengebaut. Dadurch werden nicht nur die Austauscherkönner geschont, sondern die Bildung von Stromschatten hinter der Einleitungsvorrichtung verhindert.
• Vor allem werden die bekannten Spaltdüsen stromlinienförmig gebaut, Weitere Vorteile werden erzielt, wenn zur Eimleitung des Rückspülwassers dieJenige Vorrichtung verwendet wird, die sonst zur @bführung der gebrauchten Regenerierlösung benutzt wird. über diesen Vorrichtungen ist stets mine Austauscherschicht vorhanden, die zum festhalten des Austauscherbettes während der Aufwärtsströmung dient. Diese Austauscherschicht wird in vielen Fällen ausreichen, um den Schmutz aus der eladungslösung zurückzuhalten; somit wird es genügen, wenn nur diese Schicht auf die beschriebene Art rückgespült wird. In anderen Fällen wird es erforderlich sein, etwas mehr austauscher über die Einleitungsvorriohtung zu halten, als es bisher der Fall war, um alles Schmutz mit Sicherheit entfernen zu können ber auch in diesem Fall wird es noch immer vorteilhafter sein, etwas mehr Austauscher zu verwenden als ein, zusätzliche Einrichtung zum Filtrieren zu benutzen.
• Die Erfindung kann beispielsweise bei der Enthärtung und Entsalzung vom lsesselspeisewasser, oder vom Saft dr Zuckerrübeg oder des Zuckerrohrs, bei der Entsalzung von Glyzerin, Glukose usw.
• angewandt werden.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Rückspülen von Austauscherbetten, die im Gegenstromverfahren betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rückspülwasser mindestens um 3 %, vorteilhaft um mindesten 5 bis 15 %, bezogen auf die Gesamthöhe des Austauscherbettes, @ber dein moden des Austauscherbehälters einleitet,

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Einleitungsvorrichtung stromlinienförmig ausgebildet sind

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltdüsen zur Ein-und ausweitung der Flüssigkeiten, die sich inmitten der Füllung befinden, stromlinienförmig ausgebildet sind

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie gleichzeitig zur Abführung der Regenerierlösung verwendet wird

5. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtun@en nach den ansprüchen 1 bis s, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei der Enthärtung und/oder bei der Entsalzung vom Rohwasser verwendet werden

6. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtun@en nach den Ansprüchen 1 bis 4 auf die Entsalzung von Lösungen organischer Stoffe