DE1812029A1

DE1812029A1 - Backwashing of ion exchange beds used in - counter current processes

Info

Publication number: DE1812029A1
Application number: DE19681812029
Authority: DE
Inventors: Vajna Dr-Ing Sandor
Original assignee: VAJNA DR ING SANDOR
Current assignee: VAJNA DR ING SANDOR
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1968-11-30
Publication date: 1970-06-18

Abstract

Backwashing water is introduced at a point above the base of the exchanger vessel, equal to at least 3% and preferably 5-15% of the total exchanger bed height. The inlet part of the equipment is preferably streamlined as well as the slit nozzle for the feed and discharge of the liquids. Uses are in water softening processes etc.

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.Process for backwashing ion exchange beds using the countercurrent process The backwashing of the ion exchanger beds generally has to be used first the task of loosening the bed and thus making its filling evenly and second, to wash away the dirt that has settled on the surface of the bed. This dirt builds up from those liquids to be treated that are not have been sufficiently filtered. A layer is formed on the surface, which increases the flow resistance of the bed. Therefore it is necessary that Backwash the exchange bed as often as possible.

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 the known method, the backwash water is through the slot nozzles or other similarly acting devices of the vessel bottom introduced and after headed up. The exchange grains are separated from each other and through the eddy currents that occur are also mixed. This known method leaves do not apply to various types of counterflow method.

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. In several types of the cross-flow procedure, the treatment is to be carried out Solution, e.g. the raw water, through the exchanger bed from top to bottom, the regeneration solution directed from the bottom up. Thus, the entry layer of the bed is for one Liquid at the same time the exit layer for the other and vice versa.

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.Because the entire amount through the inlet layer of the regeneration solution the fresh solution is passed through, this layer is practically complete regenerated. As an exit layer, in turn, is for the liquid to be treated consequently, they are capable of absorbing ions of this liquid which are generally to be exchanged. For the first time, it was possible to use the countercurrent method during loading of the exchange bed the ions of the solution to be exchanged very largely up to to remove completely without doing any larger excess on the regenerant would have been required.

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.The higher this practically completely regenerated layer is, the greater the amount of product solution produced in such high quality. is E.g. the solution to be treated is raw water that has to be softened, so the Quality characterized by the indication of the hardness slip. So it will be all the more Hardness-free water is produced, the higher the layer of the exchanger bed is has become practically free of the hardness builders. Since you are in the here in question Cases the solution to be treated, in the chosen example the water to be softened, only passes through the bed until the ions to be exchanged do not break through, remains a part of the bed, formed by the exit layer of the to be treated Solution, back, the very small amounts of the ions to be exchanged, in the chosen one Example the hardness constituents. dird now the regeneration solution on this now passed to the entry layer, the remnants of the layer to be exchanged become Ions are easily removed and a considerably high layer is regenerated again Made by practically perfect exchangers.

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. But the exchange bed will be on the familiar after loading Kind of backwashed, so the exchange grains mix in the exit layer the charge solution was contained, together with other grains of the bed interior, the latter get into the exit layer and increase its content to the one to be exchanged Ions. The result is that the subsequent regeneration is no longer the same as before The easy task described has to be fulfilled, but it is already in the jetzieen entry layer partially consumed. The height of the practically completely regenerated bed layer is therefore considerably reduced. In this way became the greatest advantage of the countercurrent process lost.

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. As a result of this disadvantage, one was previously forced to stop using the backwash To be seen after each loading, they contented themselves with the fact that the exchange bed was filled every time working in the upstream it was loosened and warped on the Whirling the filling. Only in every thirtieth to fourth exchange cycle the bed was backwashed once. But this way of working led to the fact that one had to regenerate in these cycles with twice the amount of the regenerant, which was associated with additional consumption. To be able to work like that too, was it is necessary to have the solution to be treated before entering the exchanger bed I had to filter very sharply to avoid the accumulation of dirt on the exchanger bed to prevent. In many cases, however, additional filter systems were required for this.

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.With the present invention it has now been recognized that it is possible to backwash the exchanger bed at the speed required to remove the deposited dirt, without this / one would reveal the advantages of the countercurrent process if the water is not fed through the bottom of the exchanger vessel during backwashing, but at least @@ / 3%, advantageously more than 5 to 15% above the bottom, with the total height of the as a reference value Bed was taken. Under these circumstances the exit layer of the loading solution is left untouched and at the same time an arbitrary flow rate is used. The regeneration solution can therefore develop its full effectiveness and enables the production of the otherwise usual amount of product solution with the remaining high quality.

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. The devices for introducing the backwash water are in the middle the filling, which goes up and down in the different stages of the work must move. They become beneficial therefore from streamlined Components assembled. This not only spares the exchange experts, but prevents the formation of electricity shadows behind the discharge device.

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.Above all, the known slot nozzles are built in a streamlined manner. Further advantages are achieved if The same device is used to convey the backwashing water that is otherwise used to convey the used regeneration solution. Above these devices there is always my exchange layer, which is used to hold the exchange bed in place during the upward flow. This exchange layer will in many cases be sufficient to hold back the dirt from the charge solution; thus it will be sufficient if only this layer is backwashed in the manner described. In other cases it will be necessary to hold a little more exchanger above the inlet device than was previously the case in order to be able to remove all dirt with certainty. In this case too it will still be more advantageous to use a little more exchanger than one to use additional equipment for filtering.

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.The invention can be used, for example, in the softening and desalination of boiler feed water, or from the juice of sugar beet or sugar cane, in the desalination of glycerine, glucose, etc.

angewandt werden.can be applied.

Claims

1. Process for backwashing exchange beds using the countercurrent process operated, characterized in that the backwash water at least by 3%, advantageously by at least 5 to 15%, based on the total height of the exchanger bed, @ about your moden initiates the exchanger tank,

2. Device for implementation of the method according to claim 1, characterized in that the parts of the introduction device are streamlined

3. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the slot nozzles for in and expansion of the liquids that are in the middle of the filling are streamlined are

4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that it is used at the same time to discharge the regeneration solution

5. Application of the method and the devices according to claims 1 to s, characterized in that that it is used for softening and / or desalination of raw water will

6. Application of the method and the Vorrichtun @ s according to claims 1 to 4 on the desalination of solutions of organic substances