183803. lajstromszámú szabadalom • Kétáramú, ellenáramú ioncserélő berendezés
1 183 803 2 Az ioncserélő berendezések egységteljesítményének növelésére kétáramú ioncserélőket építenek. Ezek azonos tartályátmérő mellett a teljesítmény kétszeresét teszik lehetővé. Ezeknek a berendezéseknek hátránya az, hogy a tartály- 5 ban elhelyezett ioncserélő rétegre a kezelendő oldatot két ágra bontva alulról és felülről vezetik be. A kezelt oldat az ioncserélő rétegbe ágyazott drenázson távozik. Az ioncserélőt ilyenkorún. keresztáramban regenerálják, amiaztjelenti, hogy a regeneráló oldatot felülről lefelé áramban az 10 egész ioncserélő tölteten engedik át. így az ioncserélő alsó hányadát ellenáramban, felső hányadát egyenáramban regenerálják. Ebből fakad az, hogy a fajlagos vegyszerfogyasztás nagyobb, a termelt víz minősége rosszabb, mint az ellenáramú egyáramú ioncserélőké. Az ellenáramú re- 15 generálás hatékonyan azért nem valósítható meg, mert az ioncserélő ágyazott drenázsból felfelé áramló regeneráló oldat az ioncserélő réteget fellazítja. További hátrány az, hogy az ioncserélő rétegbe ágyazott drenázs asszimetrikus nyomás alá kerülve eltörhet, ezért különlegesen erősített 20 kivitelben kell készüljön. A találmány szerinti berendezés ezeket a hátrányokat mind kiküszöböli azzal, hogy a kezelendő oldatot az ioncserélő rétegbe ágyazott 1 drenázson, 3 szelepen vezetjük be. Az oldat a drenázs felett és alatt, célszerűen feles arány- 2 5 ban, elhelyezett ioncserélő tölteteken felfelé és lefelé áramlik át. (1. ábra) A kezelt oldat az ioncserélő réteg alatt és felett elhelyezett 2 drenázsokon vagy szűrőlapokon és a 4,5 szelepeken keresztül hagyja el az ioncserélő oszlopot. 30 Az oszlop vagy ioncserélő anyaggal van annyira tele töltve, hogy az a minimális duzzadás állapotában is elférjen a térben, vagy az ioncserélő anyag felett az ioncserélőt át nem eresztő, de a folyadékot áteresztő aprószemcsés, az ioncserélő anyagnál lassabban ülepedő, ill. az oldatnál 35 kisebb fajsúlyú aprószemcsés anyagot is rétegezünk. Az ioncserélőt a felső és alsó drenázson egyidejűleg, a 6,7 szelepeken bevezetett regeneráló oldatokkal regeneráljuk és a regenerátumot a középső drenázshoz csatlakozó 8 szelepen át vezetjük el. 40 Az ioncserélő anyag időszakos lazító mosását úgy végezzük, hogy a 9 szelepen át az ioncserélő anyagot és/vagy az inert töltetet hidraulikusan kiszállítjuk. A maradó ioncserélőt a 7,12 szelepeken át mossuk. A kiszállított töltetet a 11,12 szelepek nyitvatartásával szállítjuk vissza hidrauli- 45 kusan az oszlopba. A 10 szelep a tartály revízió céljából való leürítésére szolgál. 1. Példa 50 5,2 m3/h teljesítményű találmány szerinti kétáramú, ellenáramú kationcserélő berendezés jellemzői a következők voltak: az ioncserélő tartály átmérője 300 mm, a hengeres magas- 5 5 sága 2400 mm, a Varion KS szulfosav típusú kationcserélő mennyisége 1131, az ioncserélő réteg teljes magassága 1738 mm. E felett 4011—3 mm 0 polietilén granulátum volt. A közbenső drenázs 870 mm magasságban helyezkedett el. Ezen keresztül 5,2 m3/h intenzitással budapesti csapvizet kationmentesítettünk úgy, hogy felfelé is lefelé is egyaránt 2,6 m3/h kezelt víz áramlott. A budapesti csapvíz kationkoncentrációja 5,9—6,5 mol/1 között változott. 40g/l 100% -os sósavval regenerálva az alsó rétegben 0,85 mol/1, a felső rétegben 0,88 mol/1 gyakorlati hasznos kapacitást, azaz 1,27 mol/mol felesleg tényezőt kaptunk. A kimerítést anioncserélő után mért 5 jaScm”1 fajlagos elektromos vezetőképességig folytattuk, miközben az átlagos fajlagos elektromos vezetőképesség az alsó ágban 1,03 ^Scm-1, a felső ágban 0,98 íiScm1 volt. 2. Példa Az 1. példa szerinti tartályrendszerbe 2460 mm magasságban 195 1 Varion AD II. típusú anioncserélőt használtunk. 1230 mm magasságban helyezkedett el a kationmentesített budapesti csapvizet bevezető drenázs. Az ioncserélő töltet teljes magassága 2460 mm volt. E felett 400 mm magasságú 26 1 polietilén granulátum helyezkedettel. 40 g/lNaOH-dal regenerálva az ioncserélőt, az alsó réteg 0,76 mol/1, a felső réteg 0,77 mol/1 gyakorlati hasznos kapacitást adott, 1,33 mol/mol, ill. 1,28 mol/mol vegyszerfelesleg mellett. Az alsó ágból 0,67 /xScm ~!, a felső ágból 0,52 fíScm-1, átlagos fajlagos elektromos vezetőképességű 0,05 mg/1 SiCh tartalmú vizet nyertünk. Az 1., 2. példák mutatják, hogy a találmány szerinti berendezés összes jellemzői megfelelnek az egyáramú, ellenáramú berendezések jellemzőinek. Szabadalmi igénypontok 1. Kétáramú, ellenáramú ioncserélő berendezés azzal jellemezve, hogy az ioncserélő rétegben a kezelendő oldat bevezetésére és a regenerátum elvezetésére alkalmas drenázs (1), a kezelt oldat elvezetésére és a regeneráló oldat bevezetésére az ioncserélő réteg alatt és felett elhelyezett drenázsok (2) ill. szűrőlapok vannak. 2. Az 1, igénypont alatti berendezés azzal jellemezve, hogy az ioncserélő réteg felett az ioncserélő anyagnál kisebb ülepedési sebességű, azaz a folyadéknál kisebb fajsúlyú az ioncserélőt át nem eresztő, de a folyadékot áteresztő inert aprószemcsés halmaz is van. 3. Az 1., 2. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy célszerűen a tartály palástján az ioncserélő réteg felett elhelyezkedő aprószemcsés halmaz és/vagy az ioncserélő töltet lebegtető mosási teret biztosító hányadának a tartályból való hidraulikus kiszállítására és a lebegtető mosást követő visszaszállítására alkalmas csonkok vannak. 1 db ábra 2
