154827. lajstromszámú szabadalom • Ioncserélő üzemeltetési eljárás és berendezés

3 154827 4 Az ioncserélő töltet áramlási ellenállása egyébként azonos ifeltételek mellett (azonos oszlop-méret és gyantafajta) változik az oldat viszkozitásával és áramlási sebességével is. Az ioncserélő gyakorlatban szokásos sebesség és viszkozitás határokon belül az ellenállás gyakorlatilag lineáris arányban változik a sebességgel, illetve viszkozitással is. Olyan ioncsere reakcióknál, ahol a telítési és a regeneráló műveletben lényegesen eltérő a folyadék áramlási sebessége, problémát jelent a fúvókák méretezése és nincs lehetőség mindkét folyamat részére az igényelt méretek biztosítására. Ez az eset áll elő igen híg oldatok ioncserélős kezelésénél, pl. kazánházi vízelőkészítésnél. Ebben az esetben ugyanis a vízkezelésnél óránként 10—20-szoros vagy még ennél is nagyobb térfogati terheléssel dolgoznak, míg a regenerálás során a szükséges kontakt-idő miatt a térfogati terhelés maximálisan 1— 2-szeres, még akkor is, ha éppen az áramlási szempontok miatt a regenerálás hatásfokát kedvezőtlenül befolyásoló hígabb oldattal végzik el a műveletet. Ilyen ioncsere reakcióknál tehát maguk a fúvókák sem tudják mindkét főiműveletnél megfelelő hatásfokkal elvégezni a folyadékelosztást, s emellett a viszonylag kis ellenállású kavicsrétegben a lassú folyadéksebességnél a folyadék vízszintes irányú áramlásával is kell számolni. E probléma megoldására és ennek révén az üzemeltetés gazdaságosságának növelésére nyújt lehetőséget a jelen találmány. Ennek megvalósításaképpen azoknál az ioncserélő folyamatoknál, ahol a telítés és a regenerálás során jelentősen eltérő az áramlási sebesség, vagy az oldat viszkozitása, a folyadékelosztást a két folyamatban külön-külön fúvóka rendszerrel végezzük el. Az egyes műveleteknél üzemelő fúvókacsoportokat úgy választjuk meg, hogy ellenállásuk az adott művelet kivitelezése során fellépő gyanta-töltet ellenállásához viszonyítva 40—70% legyen. Kiviteli változatként az áramló folyadék vízszintes irányú elmozdulásának megakadályozására az oszlop alsó felében megfelelő számú válaszfalat építünk be. A válaszfal meghatározott magasságig belenyúlik az ioncserélő töltetbe, így a kavicsrétegen belüli vízszintes irányú folyadékáramlást az egyes falak közötti térre korlátozza. Olyan ioncsere reakciónál, ahol a különböző oldatokban, ill. mosóvízben jelentősen változik a töltet térfogata, és ebből adódóan megnövekedő gyantaellenállásra kellene számítani, az ioncserélő oszlopot fokozatosan változó keresztmetszetűvé képezzük ki, pl. kúpos válaszfalak beépítésével, ill. magának az oszlopnak a kúpos kiképzésével. A fokozatosan változó keresztmetszet lehetőséget biztosít a töltet szabad terjeszkedésének. E találmány szerinti eljárás és berendezés igen előnyösen alkalmazható az ellenáramú ioncserélő oszlopban, amint az a két kiviteli példát szemléltető mellékelt ábrákon látható. A rajzokon az 1. és 3. ábrák a berendezést középvonal menti metszetben, a 2. és 4. ábrák 5 az előzőkhöz tartozó alulnézetben mutatják. Az 5. és 6. ábrák egy további kiviteli változat metszetét, ill. fedél nélküli felülnézetét mutatják. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál a nagy-10 mennyiségű folyadék bevezetésére szolgáló 1 fúvókák közvetlenül az ioncserélő oszlop 2 fenéklemezébe vannak beépítve. A folyadék 2 fenéklemez és a 3 külső fenék által határolt térből áramlik át a fúvókákon keresztül a belső 4 15 kavicsrétegbe és onnan az 5 ioncserélő töltetbe. Ugyanilyen módon történik a nagy mennyiségű folyadék elvezetése is. A kis térfogatú, tehát kis áramlási sebességű 20 folyadékot — vagy pl. regeneráló folyadékot — közvetlenül a fenéklemezen elhelyezett 6 körcső vezetékébe vezetjük. E folyadék-mennyiség elosztására méretezett 7 fúvókák ezekhez a körcsövekhez csatlakoznak. 25 Ez a kiviteli megoldás előnyösen alkalmazható a már meglevő ioncserélő oszlopok egyszerű átalakítására és ezáltal működésük megjavítására, valamint gazdaságosságuk növelésére. 30 A 3. ábrán látható kiviteli alaknál mind a nagy mennyiségű, mind a kis folyadék-menynyiség be- és elvezetésére szolgáló 1, illetve 7 fúvókák közvetlenül a 2 fenéklemezbe vannak beépítve. A fenéklemez és az alsó 3 fedél kö-35 zött koncentrikusan kialakított 8, illetve 6 folyadék-csatornák szolgálnak az egyes fúvóka-csoportok folyadék ellátására, ill. az egyes fúvóka-icsoportokból kilépő folyadékok elvezetésére. 40 Az 1, ill. 7 fúvókák folyadék-csatornáihoz vezető csővezetékek a folyadékok elosztásának és mennyiségének megfelelő elrendezésűek. A csővezetékek elrendezése, csoportosítása és kapcsolása kombinálható úgy is, hogy mindkét 45 fúvóka-rendszer csatornája feltölthető legyen telítő folyadékkal is, amivel az ioncserélő folyamat teljesítménye növelhető. Az 5. és 6. ábrák szerinti kiviteli alaknál a kónuszos kiképzésű, válaszfalakkal ellátott ion-50 cserélő oszlopot mutatjuk be. A gyantatöltet duzzadásváltozásáTOl járó ioncsere reakciót előnyösen az ellenáramú ioncserélő oszlop bemutatott kiviteli formájában végezhetjük el. 55 A duzzadással járó ioncsere reakció kivitelezése során a folyadékot a 'belső tér alsó pontján vezetjük" be. A felfelé áramló folyadékban meg van a lehetősége a gyanta terjeszkedésének. A körgyűrű alapterületű 9 térben a lefelé 60 áramló folyadékban bekövetkező töltet-duzzadásnak a tér kúpos kiképzése biztosít terjeszkedési lehetőséget. Így tehát az ioncserélő oszlop teljes térfogatában biztosítható a gyantatöltet szabad terjeszkedése. 65 Az ioncserélő oszlopba beépített 10 válasz-