DE2065830A1 - Treatment of ion exchange medium - with application of particulate buffer layer for particle retention - Google Patents
Treatment of ion exchange medium - with application of particulate buffer layer for particle retentionInfo
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Abstract
Description
206583Q206583Q
Anlage zur Patentanmeldung
vom 29. Okt. I97O Sei/MaAttachment to the patent application
from Oct. 29, 197O Sei / Ma
"Verfahren zur Behandlung eines Filtermaterials"Method of treating a filter material
bzw. einer Ionenaustauschermasse11 or an ion exchange mass 11
(Ausscheidungsanmeldung aus Patentanmeldung(Separation application from patent application
P 20 53 551.7)P 20 53 551.7)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Filtermaterials bzw. einer Ionenaustauschermasse, wobei die Austauschermasse mit Ionen einer einzigen bestimmten Ionenart vor ihrem bestiramungsgemäßen Einsatz behandelt wird, bis die Austauschermasse in einer einzigen bestimmten Ladeform vorliegt. Durch das Verfahren wird es ermöglicht, daß eine Lagerung der Teilchen nach ihrer Größe erzielt wird. Es ist bereits bekannt, Ionenaustauschermassen einzusetzen, die jedoch vor ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz in unterschiedlicher Bildungsform vorliegen und/oder der Größe nach nicht geordnet sind. Es ist weiterhin bekannt aus dem Gebrauchsmuster 1 939 125 und 1 933 636 sowie 6 752 649, die Ionenaustauschermasse innerhalb eines Filterbehälters mit einem Filterboden so anzuordnen, daß diese mit einem Puffermaterial bzw. Filtermaterial überdeckt ist.The present invention relates to a method for treating a filter material or an ion exchange mass, wherein the exchange mass is treated with ions of a single specific type of ion prior to their intended use until the Exchanger mass is present in a single specific form of charge. The method makes it possible that a storage of the Particles according to their size is achieved. It is already known to use ion exchange materials, but before their intended use Use in different forms of education and / or are not classified according to size. It is also known from utility models 1 939 125 and 1 933 636 and 6 752 649, the ion exchange compound within to arrange a filter container with a filter base so that it is covered with a buffer material or filter material is.
Dieses elastische zusammendrückbar und nach Druckaufhebung seine ursprüngliche oder annähernde Form annehmende Puffermaterial kann in der Austauschermasse eingebettet sein, wird jedoch vorzugsweise in einer Schicht Über der AustauschermasseThis elastic compressible and after depressurization its original or approximate shape assuming buffer material can be embedded in the exchange mass but preferably in one layer above the exchange mass
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als Abgrenzungsmaterial zum Rückspülraum angeordnet, wobei ggf. auch die zum Rückspülraum angeordnete Sieb- oder Filterplatte bzw. bewegliche Siebplatte entfallen kann. Ein derartig aufgebauter Ionenaustauscher ist besonders vorteilhaft, weil auch eine bewegliche Lochplatte bzw. Siebplatte zum Rückspülraum hin entfallen kann und somit Verkantungen der Lochplatte als Fehlerquelle von vornherein ausgeschaltet werden. Darüber hinaus ist es möglich, ohne erheblichen Material- und Arbeitsaufwand die bisher noch im Gleichstromprinzip arbeitenden Ionenaustauscher umzustellen. Weiterhin ist es möglich, erforderliche Kontrolleinrichtungen weitgehend einzusparen. Als weitere Vorteile dieser Vorrichtung sind ein geringerer Salzsäureeinsatz, kürzere Regenerierungszeiten, geringerer Waschwasserbedarf, bessere Nutzung der Normalvolumenkapazität und einfachere Bedienung durch eine geringere Anzahl von Arbeitsvorgängen zu nennen.arranged as a delimitation material to the backwashing space, wherein possibly also the sieve or filter plate or movable sieve plate arranged to the backwashing chamber can be omitted. One of those built-up ion exchanger is particularly advantageous because there is also a movable perforated plate or sieve plate for the backwashing space can be omitted and thus tilting of the perforated plate as a source of error can be eliminated from the outset. Furthermore it is possible to use the ion exchangers, which up to now have been working on the co-current principle, without considerable expenditure on materials and work to move. Furthermore, it is possible to largely save the required control devices. As further advantages this device is a lower use of hydrochloric acid, shorter regeneration times, lower washing water requirement, better use of normal volume capacity and easier operation due to a lower number of work processes to name.
Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, die lonenaustauschermasse nach Möglichkeit in einer einheitlich beladenen Form einzusetzen und diese der Größe nach tix ordnen, d.h.·, daß die größen Teile in der Nähe des Filterbodens lagern sollten während die Körnung nach oben hin gleitend abnimmt. Ziel war weiterhin, daß der Durehfluß durch das gesamte Ionena&^sfauscherbett gleichmäßig erfolgt und eine Bildung sog. Nester, hervorgerufen durch die Formierung von kleinen Teilchen, die verdichtete Zonen darstellen und somit über das ganze Filterbett verteilt einen gleichmäßigen Durchtritt des Wassers nicht erlauben, vermieden wird. Eine sog. Straßenbildung in der Austautqhermasse, die ein öfteres Rückspülen erforderlich macht, sollte somit verhindert werden.Aim and object of the present invention was that lonenaustauschermasse if possible in a uniform laden form to insert and arrange them by size tix, ie · that the sizes parts should be stored near the filter soil decreases during the grain upwards to slide. The aim was also to ensure that the flow through the entire ion exchange bed is uniform and that the formation of so-called nests, caused by the formation of small particles, which represent compacted zones and thus do not allow the water to pass evenly over the entire filter bed, is avoided will. A so-called road formation in the Austautqherasse, which makes frequent backwashing necessary, should thus be prevented.
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β7 β 7
Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es weiterhin, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein Puffermaterial zu finden, das auch bei längerem Einsatz keine unerwünschten Verklebungen aufweist. Das Puffermaterial soll auch nach mehrmaligem Einsatz keine Bildung von Klumpen, un- oder teildurchlässiger verklebter Schichten usw. zeigen, der durchgeführten Flüssigkeit somit auch keinen erhöhten Widerstand, d.h. auch keinen nur stellenweise erhöhten Widerstand entgegensetzen und im übrigen die vorgenannten Vorteile des Puffermaterials aufweisen. A further aim and object of the present invention was to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a buffer material to find that does not have any unwanted sticking even after prolonged use. The buffer material should also be used several times The application does not show the formation of lumps, impermeable or partially permeable bonded layers, etc. Therefore, there is also no increased resistance to the liquid, i.e. also no resistance that is only increased in places and otherwise have the aforementioned advantages of the buffer material.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diese Ziele und Aufgaben durch ein Verfahren zur Behandlung eines Filtermaterial bzw. einer Ionenaustauschermasse gelöst werden, bei dem das Filtermaterial bzw. die Austauschermasse mit Ionen einer einzigen bestimmten Ionenart vor ihren bestimmungsgemäßen Einsatz behandelt wird, bis eine Änderung der eingeführten Ionenkonzentration nach dem Durchtritt durch die Austauschermasse nicht mehr stattfindet und die Austauschermasse somit in einer einzigen bestimmten Beladungsform vorliegt. Danach erfolgt ein Auswaschen der Austauschermasse mit vollentsalztem bzw. destilliertem Wasser unter gleichzeitiger oder nachfolgender Aufspülung, die eine freie Beweglichkeit bzw. Umlagerung der Teilchen nach ihrer Größe ermöglicht. Durch diese Behandlung der Austauschermasse wird erreicht, daß die nach etwa 5 - 50 Arbeitsspielen ( Arbeitszyklen ) erforderliche Rückspülung nicht mehr zu erfolgen braucht bzw. in i&rem Zeitraum weitgehend verschoben werden kann. Bei einem Ionenaustauscher gemäß der vorliegenden Erfindung wurde selbst nach 250 Arbeitsspielen ( Arbe±szyklen )According to the invention it was found that these aims and objectives are achieved by a method for treating a filter material or an ion exchange mass, in which the filter material or the exchange mass is treated with ions of a single specific type of ion before their intended use until a change in the ion concentration introduced no longer takes place after it has passed through the exchanger mass and the exchanger mass is thus present in a single, specific form of charge. The exchange mass is then washed out with fully demineralized or distilled water with simultaneous or subsequent rinsing, which enables the particles to move freely or rearrange according to their size. This treatment of the exchanger mass ensures that the backwashing required after about 5 - 50 work cycles (work cycles) no longer needs to be carried out or can be largely postponed within a period of time. In the case of an ion exchanger according to the present invention, even after 250 work cycles (work cycles)
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ein Aufspülen nicht erforderlich. Daraus ergibt sich u.a. eine erhebliche Erhöhung der Kapazität, z.B. durch Einsparungen an Arbeitskraft, kürzere Regenerierzeiten usw. sowie eine Verringerung der eingesetzten Regenerierungsmittel„no flushing required. This results in, among other things, a considerable increase in capacity, e.g. through savings in labor, shorter regeneration times, etc., as well as a reduction of the regenerants used "
Nach der erfolgten Umlagerung der Teilchen der Austauschermasse wird Puffermaterial über der Austauschermasse aufgebracht. Das verwendete Puffermaterial besteht erfindungsgemäß aus einer Mischung von elastischem zusammendrückbarem und nach Druckaufhebung seine ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmenden Material und einem hartelastischen Puffermaterial.After the particles of the exchange material have been rearranged, buffer material is applied over the exchange material. That According to the invention, the buffer material used consists of a mixture of elastic compressible and after pressure release its original shape or approximate shape assuming material and a hard elastic buffer material.
Das harte Puffermaterial besitzt andere mechanische Materialeigenschaften und verhindert ein Zusammenklumpen der elastischen Teile weitgehend. Das harte Puffermaterial kann unterschiedlich elastische Eigenschaften aufweisen, beispielsweise von hartelastischen bis nahezu unelastischen Eigenschaften. Die aus unterschiedlich elastischen bzw. unelastischen Teilchen bestehende Puffermaterialmischung ist besonders vorteilhaft über der Austauschermasse angeordnet. Die verwendeten Puffermaterialteilchen können beliebige Formen aufweisen, z.B. Streifen» Stücke, Scheiben, Körner, Granulate. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Kugeln oder kugelähnlichen Formen. ,The hard buffer material has different mechanical material properties and largely prevents the elastic parts from clumping together. The hard buffer material can be different have elastic properties, for example of hard-elastic properties to almost inelastic properties. Those consisting of differently elastic or inelastic particles Buffer material mixture is particularly advantageously arranged above the exchanger mass. The buffer material particles used can have any shape, e.g. strips, pieces, slices, grains, granulates. That is particularly advantageous Use of spheres or spherical shapes. ,
Erfindungsgemäß wurde weiterhin festgestellt, daß besondere Vorteile hinsichtlich einer Vermeidung der Bildung verklebender Schichten und dgl. erreicht werden, wenn das Verhältnis der hartelastischen bzw. unelastischen Puffermaterialteile, vorzugs-According to the invention it was also found that there are particular advantages in terms of avoiding the formation of adhesive layers and the like. Can be achieved when the ratio of hard-elastic or inelastic buffer material parts, preferably
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weise Kugeln, zu den elastischen zusammendrückbaren und nach Druckaufhebung die ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmenden Puffermaterialteile, vorzugsweise Kugeln, in der Mischung 1 : 0,5 bis 1 : 10 ist. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung des Mischungsverhältnisses von 1 : 3 bis 1:5· Die elastischen zusammendrückbaren und nach Druckaufhebung die ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmenden Puffermaterialteilchen, vorzugsweise Kugeln, bestehen zweckmäßigerweise aus Kunststoffen ( Homo- oder Mischpolymerisaten ), Gummi, vulkanisiertem Kautschuk oder vulkanisierten Kautschukkunst stoff gemischen, wobei die Teilchen ein spezifisches Gewicht kleiner als 1,0 kg/dm^ aufweisen sollen. Die verwendeten Gummiteilchen oder Kautschukkunststoffgemische sind vorher zweckmäßig unter Druck vulkanisiert. Die vorgenannten Materialien sollen dabei elastisch verformbare Eigenschaften aufweisen, jedoch so, daß nach Druckaufhebung das Material in seine ursprüngliche Form oder annähernde Form zurückgeht.wise balls, to the elastic compressible and after release of the pressure taking on the original shape or approximate shape Buffer material parts, preferably spheres, in the mixture is 1: 0.5 to 1:10. That is particularly useful Using the mixing ratio from 1: 3 to 1: 5 · The elastic compressible and after pressure release The original shape or approximate shape of the buffer material particles, preferably spheres, are expediently made Made of plastics (homo- or mixed polymers), rubber, vulcanized rubber or vulcanized rubber art Mix the substance, the particles should have a specific weight of less than 1.0 kg / dm ^. The used Rubber particles or rubber-plastic mixtures are expediently vulcanized beforehand under pressure. The aforementioned Materials should have elastically deformable properties, but in such a way that after the pressure is released the material returns to its original shape or approximate shape.
Die elastischen Eigenschaften des Materials sollen so beschaffen sein, daß sie bei den im Ionenaustauscher auftretenden Drucken sich zeitweise verformen können und nach Druckaufhebung das Material seine ursprüngliche Form oder annähernde Form annimmt. Die harten Teilchen sollen diese hohen elastischen Eigenschaften nicht aufweisen und beispielsweise nur bei sehr hohen Drucken auf eine Verformung ansprechen. Besonders vorteilhaft ist auch bei diesen Teilchen eine gewisse Elastizität, so daß bevorzugt hartelastische Teilchen, insbesondere Kugeln, verwendet werden sollten.The elastic properties of the material should be such that they can withstand the pressures occurring in the ion exchanger can temporarily deform and after the pressure is released the material assumes its original shape or approximate shape. The hard particles should not have these high elastic properties and, for example, only at very high pressures respond to a deformation. A certain elasticity is also particularly advantageous in the case of these particles, so that this is preferred hard elastic particles, especially balls, should be used.
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Besonders vorteilhaft ist der Einsatz mindestens zweier unterschiedlicher Teilchengrößen des Puffermaterials. Dabei wurde festgestellt, daß die beste Wirksamkeit der Puffermaterialteilchen eintritt, wenn die elastischen zusammendrückbaren und nach Druckaufhebung die ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmenden Puffermaterialteilchen, vorzugsweise Kugeln, einen größeren mittleren Durchmesser aufweisen als die harten Puffermaterialteilchen. Die elastischen zusammendrückbaren und nach Druckaufhebung die ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmenden Puffermaterialteilchen, vorzugsweise Kugeln, sollen zweckmäßig mit unelastischen, vorzugsweise hartelastischen Teilchen bzw. Kugeln, gemischt werden, deren Volumen gleich, vorzugsweise größer ist als der Abstand in den von den elastischen Materialien gebildeten Hohlräumen.The use of at least two different ones is particularly advantageous Particle sizes of the buffer material. It was found that the best effectiveness of the buffer material particles occurs when the elastic compressible and after pressure release the original shape or approximate Shape-taking buffer material particles, preferably spheres, have a larger mean diameter than the hard ones Buffer material particles. The elastic compressible and after release of pressure the original shape or approximate Buffer material particles which take on shape, preferably spheres, should advantageously be mixed with inelastic, preferably hard-elastic Particles or spheres, are mixed, the volume of which is equal to, preferably greater than the distance in the from the elastic materials formed cavities.
Wenn der Radius der harten Teilchen mit (Rj1) wiedergegeben wird und der Radius der elastischen Teilchen mit (Re) , so sollte die Radiusgröße der harten Teilchen größer als Re . (V 2 - 1 ), vorzugsweise größer als Re . ( V 3 - 1 ), jedoch kleiner als Re sein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Puffermaterialteilchen ein spezifisches Gewicht kleiner als 1,0 kg/dm^ besitzen und über der Austauscher-schicht gelagert sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verwendet man als elastisches, zusammendrückbares und nach Druckaufhebung die ursprüngliche Form oder annähernde Form annehmendes Puffermaterial Gummi, vulkanisierten Kautschuk oder vulkanisierte Kautschukkunststoffgemische ( vorzugsweise unter Druck vulkanisiert ) mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1,0 kg/dm^. Als hartes Material hat sich besonders Polypropylen mit entsprechenden hartelastischenIf the radius of the hard particles is represented by (Rj 1 ) and the radius of the elastic particles by (R e ), the radius size of the hard particles should be larger than R e . (V 2 - 1), preferably greater than Re. (V 3 - 1), but smaller than R e . It is particularly advantageous if the buffer material particles have a specific weight of less than 1.0 kg / dm ^ and are stored above the exchanger layer. According to a particularly advantageous embodiment, rubber, vulcanized rubber or vulcanized rubber-plastic mixtures (preferably vulcanized under pressure) with a specific weight of less than 1.0 kg / dm ^ are used as the elastic, compressible buffer material that takes on the original shape or approximate shape after releasing the pressure. Polypropylene with corresponding hard-elastic properties has proven to be particularly hard material
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BAD ORIGINAL 60 »8 25/0381 ^~ BAD ORIGINAL 60 »8 25/0381 ^ ~
Eigenschaften als geeignet erwiesen. Das Puffermaterial kann mit Oberflächenschichten überzogen werden, die ein Verkleben verhindern. Das Puffermaterial kann zusätzlich an sich bekannte Füllstoffe oder andere Zusatzmittel bzw. -materialien enthalten. Nach einer Ausführungsform kann das Puffermaterial von einem Netz umschlossen werden. Dabei sollte die Maschengröße des Netzes kleiner sein als die kleinste gewählte Puffermaterialteilchengröße .Properties proven to be suitable. The buffer material can with Surface layers are coated that prevent sticking. The buffer material can additionally contain fillers known per se or other additives or materials. According to one embodiment, the buffer material of a Network are enclosed. The mesh size of the network should be smaller than the smallest selected buffer material particle size .
Nach einer Ausführungsform kann oberhalb des Netzes eine Schwimmvorrichtung angebracht werden, die das Netz mit dem Puffermaterial trägt und beispielsweise ebenfalls ein spezifisches Gewicht unter 1 besitzt. Bei der letztgenannten AuäUhrungsform ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Puffermaterialteilchen ein spezifisches Gewicht kleiner als 1,0 kg/dm^ aufweisen. In der Zeichnung ist der Ionenaustauscher-Behälter (1) mit einer Einfüll- und Kontrollöffnung (6) versehen, durch die insbesondere Puffermaterial nachgefüllt werden kann ( Pig. I ). Unter Ziffer 2 ist ein Filterboden bzw. Düsenboden dargestellt, auf dem die Ionenaustauschermasse (3) angeordnet ist» Die Anordnung der Ipnenaustauschermasse erfolgt vorteilhaft so, daß vom Düsen- oder Filterboden an die Teilchen mit abnehmendem Durchmesser angeordnet sind. Die Größendarstellung der Teilchen und die Größenunterschiede sind schematisch und entsprechen nicht den tatsächlichen Größen- bzw. Teilchenunterschieden.According to one embodiment, a swimming device can be installed above the net be attached, which carries the network with the buffer material and, for example, also a specific weight below 1 owns. It is not in the latter embodiment It is imperative that the buffer material particles have a specific weight of less than 1.0 kg / dm ^. In the drawing, the ion exchanger container (1) is provided with a filling and control opening (6) through which, in particular, buffer material can be refilled (Pig. I). Number 2 shows a filter base or nozzle base on which the ion exchange mass (3) is arranged »The arrangement the ion exchange material is advantageously carried out in such a way that the particles decrease from the nozzle or filter base Diameter are arranged. The size representation of the particles and the size differences are schematic and correspond not the actual size or particle differences.
Oberhalb der Ionenaustauschermasse (3) ist das PuffermaterialThe buffer material is located above the ion exchange mass (3)
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(4j5) angeordnet; die harten bzw. hartelastischen ieilcheii- (5) haben vorzugsweise einen kleineren Teilchendurchmesser als die elastischen Teilchen (4)." ·■-·,-■- - ■ ·(4j5) arranged; the hard or hard-elastic ice sheets (5) preferably have a smaller particle diameter than the elastic particles (4). "· ■ - ·, - ■ - - ■ ·
An der Grenze zwischen der Ionenaustauschermasse und dem Puffermaterial kann nach einer Ausführungsform eine Schicht ;' aus gleichmäßig großen Puffermat'eriälteilchen angeordnet sein-. Nach einer anderen Ausführungsform kann oberhalb des Puffermaterials noch zusätzlich eine bewegliche Siebplatte angebracht sein, die zweckmäßig eine oder mehrere"öffnungen zum Nachfüllen von Puffermaterialteilchen aufweist»According to one embodiment, a layer ; 'Be arranged from uniformly sized buffer material particles. According to another embodiment, a movable sieve plate can also be attached above the buffer material, which advantageously has one or more "openings for refilling of buffer material particles"
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |