DE1142800B

DE1142800B - Process for the regeneration of strongly basic anion exchangers, which are used for the desalination of the sugar solution in the ammonium cycle

Info

Publication number: DE1142800B
Application number: DEV20718A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Sandor Vajna
Original assignee: SANDOR VAJNA DR ING
Current assignee: SANDOR VAJNA DR ING
Priority date: 1961-05-26
Filing date: 1961-05-26
Publication date: 1963-01-24

Description

Verfahren zur Regenerierung von stark basischen Anionenaustauschern, die für die Entsalzung der Zuckerlösung im Ammoniumzyklus eingesetzt sind Zusatz zum Patent 1 069 540 Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von stark basischen Anionenaustauschern, die bei der Entsalzung von zuckerhaltigen Lösungen einem im Ammoniumzyklus arbeitenden Kationenaustauscher und gegebenenfalls einem Erdalkalianionenaustauscher nachgeschaltet sind, mittels kaustifizierter Alkalicarbonatlösungen, die durch Kationenaustausch hergestellt sind, und besteht darin, daß als Rohstoff für die Alkalicarbonatlösungen die Alkaliionen der von den Erdalkaliionen befreiten Zuckerlösungen und/oder die Regenerationsabläufe des Anionenaustauschers verwendet werden. Process for the regeneration of strongly basic anion exchangers, which are used for the desalination of the sugar solution in the ammonium cycle to patent 1,069,540. The main patent relates to a process for the regeneration of strongly basic anion exchangers, which are used in the desalination of sugary solutions a cation exchanger operating in the ammonium cycle and optionally one Alkaline earth ion exchangers are connected downstream, by means of causticized alkali carbonate solutions, which are made by cation exchange, and consists in that as a raw material for the alkali carbonate solutions the alkali ions of the freed from the alkaline earth ions Sugar solutions and / or the regeneration processes of the anion exchanger are used will.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens wurde als Mangel empfunden, daß die vom Saft durch den Anionenaustauscher zurückgehaltenen organischen Farbstoffe durch die Regenerierung mit Lauge nicht oder nur in geringem Maße entfernt werden. Um diesen Mangel zu beheben, ist es bereits bekannt, den Anionenaustauscher zur Entfernung der aus der zuckerhaltigen Lösung aufgenommenen Farbstoffe vor der Regenerierung einer Zwischenbehandlung mit Kochsalzlösung zu unterwerfen. Die ausfließende Kochsalzlösung nimmt die Farbstoffe vom Anionen austauscher auf, so daß nach der Entlastung im Ammoniumzyklus eine fast farblose Zuckerlösung erhalten wird. When carrying out this procedure, it was felt to be a deficiency, that the organic coloring matter retained by the juice through the anion exchanger cannot be removed, or only to a small extent, by regeneration with lye. To remedy this deficiency, it is already known to use the anion exchanger Removal of the dyes absorbed from the sugar-containing solution before regeneration subject to an intermediate treatment with saline solution. The outflowing saline solution takes the dyes from the anion exchanger on, so that after the discharge in the Ammonium cycle an almost colorless sugar solution is obtained.

Dieses Verfahren zur Entfernung der Farbstoffe vom Anionenaustauscher hat jedoch den Nachteil, daß die die Nichtzuckerstoffe und die Farbstoffe enthaltende Lösung stark kochsalzhaltig ist. Die Rückgewinnung des Kochsalzes aus dieser Lösung ist mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden. This process for removing the dyes from the anion exchanger however, it has the disadvantage that the non-sugar substances and the colorants contain The solution contains a lot of saline. The recovery of the common salt from this solution is associated with relatively high costs.

Läßt man jedoch die gesamte anfallende Lösung in das Abwasser laufen. so wird durch die erheblichen Kochsalzmengen das Abwasser verunreinigt. Außerdem entstehen durch die Anwendung des Kochsalzes zusätzliche Kosten.However, if the entire resulting solution is allowed to run into the wastewater. the wastewater is contaminated by the considerable amounts of common salt. aside from that The use of table salt creates additional costs.

Es wurde nun gefunden, daß statt der Kochsalzlösung auch die vom Anionenaustauscher über den Kationenaustauscher zurückfließende, die Nichtzuckerstoffe enthaltende Regenerierlösung geeignet ist, die Farbstoffe vom Anionenaustauscher zu entfernen. It has now been found that instead of the saline solution, the dated Anion exchanger flowing back via the cation exchanger, the non-sugar substances containing regenerating solution is suitable, the dyes from the anion exchanger to remove.

Die Entfernung der Farbstoffe kann sowohl vor als auch nach der Austreibung des Ammoniaks erfolgen.The dyes can be removed both before and after the expulsion of ammonia.

Der wesentliche Vorteil dieser Verbesserung besteht darin, daß die Entfernung der Farbstoffe ohne Zufuhr fremder Chemikalien möglich ist. Diese Zwischenbehandlung des An ionenaustauschers erfolgt vorteilhaft nach dem Saftgang vor der Regenerierung. The main advantage of this improvement is that the Removal of the dyes without the addition of foreign chemicals is possible. This intermediate treatment of the anion exchanger is advantageously carried out after the juice run before regeneration.

Üblicherweise werden die einzelnen Lösungen, die auf lonenaustauscher geleitet werden, durch Zwischenschaltung von Wasser voneinander getrennt, d. h., daß zwischen den einzelnen Behandlungen das Austauscherbett immer von neuem mit Wasser gefüllt wird. Ein Teil dieses Wassers gelangt nun in die Lösung und verdünnt sie. Es wurde nun gefunden, daß in diesem speziellen Fall die Zwischen behandlung des Anionenaustauschers mit Wasser sich erübrigt, weil die ersten Fraktionen der Regenerierlauge praktisch nur aus den von der Zuckerlösung entfernten Ionen (KAn) bestehen und somit ohne Nachteile der vorangehenden Lösung zugemischt werden können. Durch diese Verbesserung wird eine erhebliche Verdünnung dieser Lösungen vermieden. Usually the individual solutions which are based on ion exchangers are conducted, separated from one another by the interposition of water, d. H., that Replace the exchange bed with water between the individual treatments is filled. Part of this water now gets into the solution and dilutes it. It has now been found that in this special case the intermediate treatment of the Anion exchanger with water is unnecessary because the first fractions of the regeneration liquor practically only consist of the ions (KAn) removed from the sugar solution and thus can be admixed with the foregoing solution without disadvantages. Through this improvement significant dilution of these solutions is avoided.

Somit ist die Reihenfolge der verschiedenen auf den Anionenaustauscher gegebenen Flüssigkeiten die folgende : zuckerhaltige Lösung, Wasser, KAn-(N H4OH), KOH, Wasser. Thus, the order is different on the anion exchanger given liquids the following: sugary solution, water, KAn- (N H4OH), KOH, water.

Durch eine weitere Verbesserung des Verfahrens kann die von Ammoniak befreite Lösung, welche die von der Zuckerlösung entfernten lonen und die Farbstoffe enthält, in bekannter Weise zur Regenerierung des Enthärters dienen. Nach diesem Verfahrensschritt enthält die vom Enthärter abfließende Lösung nur die von der Zuckerlösung entfernten Bestandteile (Nichtzuckerstoffe), also keine fremden Chemikalien. By further improving the process, that of ammonia freed solution containing the ions removed from the sugar solution and the dyes contains, serve in a known manner to regenerate the softener. After this In the process step, the solution draining off the softener contains only that from the sugar solution removed components (non-sugars), i.e. no foreign chemicals.

Diese abfließende Lösung ist besonders gut geeignet, als Rohstoff zur Gewinnung ihrer einzelnen, zum Teil wertvollen Bestandteile verwendet zu werden. Sie kann der Restmelasse zugemischt werden, welche vom Saft nach erfolgter Entsalzung und Kristallisation des Zuckers verbleibt, und diese Mischung z. B. als Viehfutter oder als Rohstoff für die Gärungsindustrie verwendet werden. Die Nichtzuckerstofflösung kann aber auch so, wie sie anfällt, als Düngemittel verwendet werden, da sie einen erheblichen Teil derjenigen Stoffe enthält, die die Rübenpflanze aus dem Boden entnommen hat. This draining solution is particularly suitable as a raw material to be used to obtain their individual, sometimes valuable components. It can be added to the rest of the molasses, which from the juice after desalination has taken place and crystallization of the sugar remains, and this mixture e.g. B. as fodder or be used as raw material for the fermentation industry. The non-sugar solution but can also be used as fertilizer as it arises, since it provides a contains a considerable part of those substances that the beet plant takes from the soil Has.

Zur Durchführung des Verfahrens wird folgendes Beispiel angeführt: Es sollen 500 kg M ittelsaft, erhalten von der zweiten Stufe der Verdampfstation, behandelt werden, der folgende Zusammensetzung bei einem Reinheitsquotienten von 92,5 hat: 150 kg Zucker. The following example is given to carry out the procedure: 500 kg of medium juice should be obtained from the second stage of the evaporation station, are treated, the following composition with a purity quotient of 92.5 has: 150 kg of sugar.

10 kg ionisierte Nichtzuckerstoffe (entsprechend 60 val), 60 g CaO, 2 kg nichtionisierte Nichtzuckerstoffe. 10 kg ionized non-sugar substances (equivalent to 60 equivalents), 60 g CaO, 2 kg of non-ionized non-sugar substances.

Diese 500kg Saft werden zunächst durch 6 1 Kationenaustauscher als Enthärter geleitet, welcher die 60g CaO aufnimmt, durchfließen dann nacheinander 40 1 Kationenaustauscher als Ammoniumaustauscher und 1001 Anionenaustauscher. Die einzelnen Austauscher sind in den Beispielen der Hauptanmeldung näher beschrieben. Dabei werden 10 kg Nichtzuckerstoffe aus dem Saft entfernt, der einen Reinheitsquotienten von 98,6 und nur etwa 20°/o der ursprünglichen Farbintensität hat. This 500kg juice is initially called by 6 1 cation exchangers Softener, which absorbs the 60g CaO, then flow through one after the other 40 1 cation exchanger as ammonium exchanger and 1001 anion exchanger. the individual exchangers are described in more detail in the examples of the main application. This removes 10 kg of non-sugar substances from the juice, which has a purity quotient of 98.6 and only about 20% of the original color intensity.

Der Anionenaustauscher wird mit 1241 1,2 NKOH (149 val) regeneriert. Es fließen 175 1 gebrauchte Regenerierlösung (KAn - KOH) zurück zum Kationenaustauscher, der in diesem Fall in zwei Gefäße aufgeteilt ist. Im ersten Gefäß befinden sich die 40 1 Austauscher, die zur Saftreinigung eingesetzt waren, im zweiten Gefäß eine weitere Menge von 35 1. Die Lösung hat nach dem Durchgang durch Zusatz von Wasser ein Volumen von 215 1 und enthält neben 60 val Nichtzuckerstoffe 90 val NM4OH. Sie wird jetzt auf den Anionenaustauscher geleitet, welcher nach Verdrängung des zu reinigenden Saftes mit Wasser gefüllt ist. Es fließen 240 1 der Lösung KAn NH4OH aus, die die Farbstoffe vom Anionenaustauscher mit sich nehmen. Die Lösung wird durch Einleiten von 20 kg Dampf in einer Kolonne vom Ammoniakgehalt befreit. Sie verläßt in 250 1 Menge mit 10 kg Trockensubstanzgehalt diese Kolonne und wird auf den Enthärter der Anlage zurückgeleitet, der die 60g CaO aufgenommen hat. Der auf die zwei Behälter aufgeteilte Kationenaustauscher wird nun mit 701 5 N(NH4)sCO3-Lösung regeneriert, welche 150 val K2CO dabei aufnimmt und auf 115 1 verdünnt wird. Die Kaustifizierung dieser Lösung ergibt 125 1 KOH, welche im nächsten Gang zum Regenerieren des Anionenaustauschers eingesetzt wird. The anion exchanger is regenerated with 1,241 1.2 NKOH (149 eq). 175 1 used regeneration solution (KAn - KOH) flow back to the cation exchanger, which in this case is divided into two vessels. In the first vessel are the 40 1 exchangers that were used for juice purification, one in the second vessel another amount of 35 1. The solution has after passage through the addition of water a volume of 215 l and contains 60 eq non-sugar substances and 90 eq NM4OH. she is now directed to the anion exchanger, which after displacement of the to cleansing juice is filled with water. 240 1 of the KAn NH4OH solution flow that the dyes take with them from the anion exchanger. The solution will be freed from the ammonia content by introducing 20 kg of steam into a column. she leaves this column in an amount of 250 liters with 10 kg of dry matter content and is on returned to the system's softener, which has absorbed the 60g CaO. The on The cation exchanger divided into two containers is now filled with 701 5 N (NH4) sCO3 solution regenerated, which absorbs 150 eq K2CO and is diluted to 115 l. the Caustification of this solution results in 125 1 KOH, which is used for regeneration in the next course of the anion exchanger is used.

Das Verfahren nach der Erfindung ist auch anwendbar für solche Austauscher, von denen bei der Regenerierung durch Lauge bereits ein großer Teil der Farbstoffe entfernt wird. Benutzt man erfindungsgemäß die vom Kationenaustauscher abfließende, die Nichtzuckerstoffe enthaltende Lösung, dann wird die Kapazität solcher Austauscher längere Zeit aufrechterhalten, wogegen ohne die erfindungsgemäße Zwischenbehandlung die Kapazität stetig abfällt. The method according to the invention can also be used for such exchangers, a large part of the dyes when regenerated with lye Will get removed. If, according to the invention, the flowing off from the cation exchanger, the solution containing non-sugars then becomes the capacity of such exchangers maintained for a longer time, whereas without the intermediate treatment according to the invention the capacity falls steadily.

Hierzu wurde folgender Vergleichsversuch durchgeführt: Es wurden zwei Austauschergefäße jeweils mit 120 val Anionenaustauscher gefüllt. Zur Beschickung wurde ein Mittelsaft von 30 Bx verwendet, in welchem die Konzentration der ionisierten Nichtzuckerstoffe 0,18 val pro Liter war und in welchem die Kationen gegen Ammoniumionen ausgetauscht waren. In beiden Fällen wurden 85 mval Nichtzuckerstoffe aufgegeben. Beide Austauscher wurden mit 190 mval NaOH regeneriert und die abfließende Lösung auf den teils mit Ammonium-, teils mit Alkaliionen beladenen Kationenaustauscher zurückgeführt. Der Austauscher A wurde mit der vom Kationenaustauscher abfließenden Nichtzuckerstofflösung nach jedem Saftgang vor der Regenerierung behandelt. Der Austauscher B wurde ohne Zwischenbehandlung regeneriert. Es wurden insgesamt zweiundzwanzig Durchgänge ausgeführt. Die durchschnittliche Kapazität der vierten bis dreizehnten Durchgänge war beim Austauscher A 79,0 mval und beim Austauscher B 78,9 mval, also praktisch gleich. For this purpose, the following comparative experiment was carried out: There were two exchanger vessels each filled with 120 val anion exchanger. For loading A medium juice of 30 Bx was used, in which the concentration of the ionized Non-sugars was 0.18 eq per liter and in which the cations against ammonium ions were exchanged. In both cases, 85 meq non-sugar substances were abandoned. Both exchangers were regenerated with 190 meq NaOH and the draining solution on the cation exchanger, which is partly loaded with ammonium and partly with alkali ions returned. The exchanger A was with that flowing off from the cation exchanger Non-sugar solution treated after each juice course prior to regeneration. Of the Exchanger B was regenerated without intermediate treatment. There were twenty-two in all Runs carried out. The average capacity of the fourth through the thirteenth Passages were 79.0 meq in exchanger A and 78.9 meq in exchanger B, that is practically the same.

Die durchschnittliche Kapazität der Durchgänge 14 bis 22 war bei A 78,2 mval und bei B 77,5 mval. Der Unterschied war statistisch gesichert.The average capacity of runs 14-22 was at A. 78.2 meq and for B 77.5 meq. The difference was statistically certain.

Es steht natürlich nichts im Wege, in großen Zeitabständen eine Kochsalzbehandlung einzuschalten, um eine gründliche Entfärbung des Austauschers vorzunehmen. Of course, nothing stands in the way of a saline treatment at long intervals switch on to thoroughly decolorize the exchanger.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the regeneration of strongly basic Anion exchangers, which are used in the desalination of sugary solutions in an im Ammonium cycle working cation exchanger and optionally an alkaline earth metal ion exchanger are downstream, by means of causticized alkali metal carbonate solutions, which by cation exchange are manufactured according to patent 1,069,540, with as raw materials for the alkali carbonate solutions the alkali ions of the sugar solutions freed from the alkaline earth ions and / or the Regeneration processes of the anion exchanger are used and the anion exchanger to remove the dyes absorbed from the sugar-containing solution before Regeneration is subjected to an intermediate treatment, characterized in that that the anion exchanger before regeneration with one of the anion exchanger Regenerating solution flowing back via the cation exchanger, which contains the non-sugar substances contains, is treated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the regenerating solution for the anion exchanger without intermediate treatment with water immediately after the Non-sugar solution is applied to the anion exchanger.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the solution freed from ammonia and containing the non-sugar substances in a known per se Way is used to regenerate the water softener.