DK159481B - Fremgangsmaade til fjernelse af ioner fra en klar vaeske eller en vaeske indeholdende stof i suspension ved kontakt med en ionbytter samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents
Fremgangsmaade til fjernelse af ioner fra en klar vaeske eller en vaeske indeholdende stof i suspension ved kontakt med en ionbytter samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden Download PDFInfo
- Publication number
- DK159481B DK159481B DK094482A DK94482A DK159481B DK 159481 B DK159481 B DK 159481B DK 094482 A DK094482 A DK 094482A DK 94482 A DK94482 A DK 94482A DK 159481 B DK159481 B DK 159481B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- column
- liquid
- bed
- ion exchange
- level
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 67
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 17
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- SMWCBVIJCHHBAU-UHFFFAOYSA-L uranium sulfate Chemical compound [U+2].[O-]S([O-])(=O)=O SMWCBVIJCHHBAU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000383 uranium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/40—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/10—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00823—Mixing elements
- B01J2208/00831—Stationary elements
- B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
i
DK 159481 B
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fjernelse af ioner fra en klar væske eller en væske indeholdende stof i suspension ved kontakt med en ionbytter samt apparat til udøvelse af fremgangsmåden.
Fagmanden ved, at inden for materialeoverførelsesområdet 5 kan ioner der er tilstede i en væske på reversibel og støkiometrisk måde udbyttes ved hjælp af legemer, som udviser mobile anioner og kationer, og som kaldes ionbyttere. Disse legemer består i fast tilstand af uorganiske eller organiske forbindelser, som i almindelighed 10 har form af korn eller af kugler med dimensioner passende til den påtænkte anvendelse.
Eftersom ionbytning-reaktionen er en ligevægtsreaktion, er det nødvendigt for at opnå en passende overførselsgrad at sikre en relativ bevægelse mellem ionbytterkornene og væsken. Af denne grund anvendes fremgangsmåder og anordninger med henblik på at gøre den ene eller den anden af de tilstedeværende materialer bevægelige eller endog dem begge. Den mest klassiske teknik består i at lade væsken 20 passere igennem et fast leje af korn indeholdt i en kolonne. Den anvendes især til demineralisering af vand; men den lader sig kun anvende, dersom den væske, der skal behandles, er fuldstændig klar, eftersom, dersom sidstnævnte indeholder faste partikler i suspension, således 25 som det er tilfældet med en opslæmning, partiklerne standses af kornene og fremkalder på kortere eller længere sigt en tilstopning af lejet. Det er derudover nødvendigt, når kornene har nået deres maksimale ekstraktionskapacitet, at behandle dem for at indvinde de fast-30 gjorte ioner og for at regenerere kornene, før de på ny sættes i arbejde; dette kræver en vis tid, og det er derfor nødvendigt, dersom man vil have en kontinuert fungerende installation, at disponere over mindst to ekstraktionskolonner, hvilket ikke er interessant fra et øko-35 nomisk synspunkt.
DK 159481 B
2
Forskere har derfor beskæftiget sig med at tilvejebringe fremgangsmåder, ved hjælp af hvilke man kunne gennemføre med en enkelt kolonne mere eller mindre kontinuerte udtrækninger, og de har vendt sig mod bevægelige lejer, 5 d.v.s. systemer, hvori ikke alene væsken, men også ion-bytterkornene sættes i bevægelse i forhold til væggen i den kolonne, som indeholder dem.
Disse fremgangsmåder deler sig i to grupper: 10 I den ene betegnes lejet som sammenhobet, eftersom bevægelsen opnås ved en rækkefølge af på hinanden følgende forskydninger, som hver omfatter en større eller mindre mængde korn, 15 i den anden betegnes lejet som værende fluidiseret, eftersom kornene opfører sig som en væske og alle forskydes i overensstemmelse med det samme hastighedskredsløb.
20 Inden for denne sidstnævnte gruppe kan man nævne den teknik, der omtales i US patentskrift nr. 4 035 292, og som består i at fluidisere kornene ved hjælp af den væske, der skal behandles, i en kolonne, som indeholder en serie af oven på hinanden anbragte kamre, hvori ion-25 overførslen foregår; forskydningen af ionbytteren foregår fra det ene kammer til det kammer, som er anbragt umiddelbart derunder, idet man afleder en del af væskestrømmen ud fra kolonnen; på denne måde indvinder man i den nederste del af kolonnen korn, som er mere eller mindre 30 belastede med ioner, og som man borttager til et regenerationssystem. Man genfinder denne teknik i US patentskrift nr. 3 738 814, dog med den forskel, at kornene passerer fra et kammer til et andet i kolonnen ved standsning af væskecirkulationen, eller også ved omskift-35 ning af dennes cirkulationsretning.
3
DK 159481B
Ved disse forskellige fremgangsmåder anvender man således kolonner indeholdende bunde, og forskydninger af kornene fra oven og nedefter i kolonnen foregår ved cyclisk standsning af fluidisering, enten ved udtagning af en del 5 af væskestrømmen, eller ved at stoppe denne, eller også ved at ombytte udbredelsesretningen for denne væske. Ved endnu andre muligheder går man frem med en skylning med væske i bunden af kolonnen, og der må så anbringes et risteværk for at forhindre, at kornene undslipper fra ko-10 lonnen.
Skønt disse fremgangsmåder udgør betydelige forbedringer i forhold til faste lejer; udviser de dog ikke desto mindre nogle ulemper. Den cycliske standsning af fluidi-15 seringen formindsker således fikserings-varigheden for ionbytterne, og reducerer i det samme omfang kolonnens effektivitet; det er ligeledes nødvendigt at udstyre installationen med en serie af automatiske ventiler, der åbner sig efter et program, og hvis styring af et elek-20 tronisk eller elektromagnetisk tælleværk er kompliceret og kostbart. Driften af sådanne anlæg nødvendiggør derudover en omhyggelig og følsom kontrol med væskehastigheden, for at man forbliver inden for grænserne for fluidisering og ikke fremkalder medrivning af korn uden for ko-25 lonnen, hvilket ville føre til et uacceptabelt tab.
Tilstedeværelsen af bunde beregnet til at udgøre afsnittene eller kamrene såvel som de risteværk, som understøtter kornene, er yderligere steder, hvor der kan ske 30 opfangning, og således kilder til tilstopning, især når man behandler flotationsslam, som er mere eller mindre belastet med lerarter, som ville klæbe sig til kornene.
Det skal tilføjes, at i disse installationer er der in-35 tet, som forhindrer medrivning med flotationsslammet af sandagtigt materiale, som ville fremkalde slitage på un-derstøttelses-risteværkerne og afskrabning af korn, hvor-
DK 159481 B
4 ved der ville opstå en "bortflyvning" og ligeledes en forøgelse af risikoen for tilstopning.
Fra FR patentskrift nr. 1 189 812 kendes således en frem-5 gangsmåde og et apparat, hvori væskebevægelsen holdes intermitterende ved pulserende påvirkninger, der dog ikke frembringer en totalt fluidiseret tilstand, men netop intermitterende standser eller vender materialebevægelsen, idet pulseringen fremkaldes ved en stempelagtig be-10 vægelse af et diafragma i kolonnens bund.
Fra britisk patentskrift nr. 879834 kendes en fremgangsmåde og et apparat, hvori pulseringerne i det iøvrigt overvejende kontinuert fungerende system fremkaldes af 15 intermitterende indblæsning af komprimeret luft i et tilførselssystem nær bunden af den med væske og ionbytter-partikler fyldte kolonne.
Under hensyntagen til de vanskeligheder, som anvendelsen 20 af disse teknikker medfører, har man derfor søgt efter en fremgangsmåde og en anordning af stor enkelhed, hvor man anvender en enkelt kolonne, i hvilken lejet fastholdes i permanent fluidisering, og hvor genvindingen af korn belastet med ioner foregår kontinuert, når denne belast-25 ning har nået en optimal udstrækning, samt hvori fænomener som tilstopning, afrivning, slitage og medrivning af korn er blevet kraftigt reducerede.·
Altsammen fordele, som tillader at gennemføre en kontinu-30 ert effektiv ekstraktion, og således at sikre en maksimal behandlingskapacitet samtidig med, at man holder materiellet i en god driftstilstand.
Denne fremgangsmåde, som består i kontinuert ekstraktion 35 af ioner fra en klar væske eller en væske indeholdende materiale i suspension ved hjælp af et leje af ionbytter-korn, som er fluidiseret i det indre af en kolonne gennem 5
DK 159481B
væskecirkulation, er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnede del anførte.
Man ved, at ionbytterkorn har en massefylde, som vokser 5 afhængig af den bundne mængde ioner, og man kunne tænke sig, at, når de er fluidiserede, der opstår fra oven og ned i kolonnen en lagdeling efter voksende massefylde. Faktisk finder man ikke sådant, for kornene befinder sig i almindelighed tæt på hverandre, hvilket modvirker sor-10 teringen, og hvilket fører til tilstedeværelsen af lette korn, såkaldte "vildfarne" korn, sammenblandet med de tunge korn. For at svække dette fænomen er det muligt at anbringe inden i kolonnen plader gennemhullet med små åbninger og at gennemføre denne sortering ved standsning 15 af fluidiseringen eller ved omskiftning af væskens cirkulationsretning; men man genfinder så de ovenfor omtalte ulemper ved udvindingen.
Man har nu i løbet af omfattende undersøgelser konstate-20 ret, at sorteringen af kornene ville kunne gennemføres på en hurtigere og mere fuldstændig måde, idet man underkastede det fluidiserede leje cycliske pulseringer, der blev opnået ved hurtig og periodisk tilførsel til lejets nederste del af en mængde væske, som oprindeligt er 25 udtaget fra den øvre del af kolonnen. Hver tilførsel har den virkning, at den skaber en brutal løftende bevægelse af væsken mod den øvre del, og at den således fremkalder en opadstigning af de større korn, eftersom de er lettere. Under de standsningsperioder, som adskiller tilfør-30 sierne, forstærkes dette fænomen, eftersom de tungeste korn så falder hurtigere.
Når man arbejder på denne måde til forskel fra de tidligere kendte fremgangsmåder, skabes der en sortering 35 samtidig med, at man vedligeholder lejet i permanent fluidisering, og den frembyder således muligheden for at have en tilførselshastighed for væsken, der skal bear- 6
DK 159481B
bejdes, som er absolut kontinuert og med en konstant hastighed. Dette har den fordel, at det forhindrer medrivning med væsken af korn væk fra kolonnen, et fænomen, som er uundgåeligt, når kolonnen fungerer med uregel-5 mæssig tilførselshastighed.
En sådan sortering gennemføres ligeledes i fravær af enhver bund eller plade eller understøtning for kornene, som det var absolut nødvendigt at udruste kolonnerne 10 ifølge den kendte teknik med, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er således yderligere ejendommelig derved, at lejet er kontinuert i kolonnens indre og frit kan forskyde sig i dette indre. Herved undgår man tilstopninger og de uheldige følger deraf, såsom dannelsen på visse punk-15 ter i kolonnen af varierende tab af fyldmaterialet, hvilket fører til dannelsen af foretrukne kanaliseringer.
Denne sortering, således som den er gennemført, har den virkning at placere de tungeste korn, dvs. sådanne, som 20 har bundet det største antal ioner, som skulle ekstrahe-res, i lejets nederste del. Man kan således udtage dem fra dette område med sikkerhed for, at de alle har udviklet til det maksimale deres ionbytningskapacitet. Dette bidrager til at give fremgangsmåden en meget høj effek-25 tivitet og en meget høj behandlingskapacitet til forskel fra fremgangsmåderne ifølge den kendte teknik, hvor udtagningen finder sted på en blanding af mere eller mindre belastede korn.
30 En sådan udtagning kan gennemføres på kontinuert måde uden at forstyrre fødehastigheden for kolonnen.
En anden karakteristisk egenskab ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen beror på, at den lader sig anvende på væs-35 ke, som ikke alene indeholder materiale i suspension, men tillige sandagtige partikler, således som det er tilfældet ved størstedelen af industrielle flotationsslam. Man 7
DK 159481B
ved, at sådant materiale fremkalder afsiidnings-fænomener på ionbytterens korn. Man har nu løst dette problem ved lokalt at underkaste tilførselsvæsken til kolonnen en centrifugal kraft under væskens fremløb, før den når le-5 jets nedre niveau. Centrifugeringsvirkningen kan finde sted enten inde i selv kolonnen eller i føde-rør-system-et. I det første tilfælde kan udtømningen af de sandag-tige materialer foregå kontinuert i bunden af kolonnen.
På denne måde befrier man kontinuert væsken for disse 10 uønskede produkter uden at gøre brug af en forbehandling og derudover uden at forstyrre fluidiseringen.
Den foreliggende opfindelse angår ligeledes et apparat til udøvelse af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde. Det-15 te apparat, der på klassisk måde består af en vertikal, cylindrisk kolonne indeholdende lejet igennem en del af sin højde, og som i sin nedre del er forsynet med en åbning, som er lukket i sin nederste del, og som er forsynet med et rørsystem til tilførsel af den væske, der skal 20 behandles, og som i sin øvre del er forsynet med midler til indførsel af regenereret ionbyttermasse og en afgang for den behandlede væske, er ejendommeligt ved det krav 2's kendetegnende del anførte.
25 Kolonnen indeholder således på helt original måde ikke nogen bunde, som ved den kendte teknik tillod i kombination med en standsning af fluidisering at opnå en vis sortering af ionbytterkornene.
30 Derudover er der ikke noget risteværk til understøtning af kornene, idet disse vil aflejre sig i udmundingen under frivillige standsninger af apparatet og let vil lade sig genanbringe i suspension gennem genoptagelse af tilførslen af væske.
Kolonnen indeholder udelukkende i sit indre stabilisatorer for væskens fremløbsveje bestående af skiver, i hvil- 35
DK 159481 B
8 ke man har placeret åbninger af store dimensioner, som ikke forhindrer tyngdekraften og pulseringerne i frit i at udøve deres virkning på ionbytterkornene.
5 Denne kolonne er på sin sidevæg forsynet med to gennemboringer der er beregnet til at være forbundet med en generator til frembringelse af pulseringer, og som er placeret den ene i højden ovenover lejet og den anden for neden i niveau med lejet. Disse gennemboringer tillader 10 henholdsvis på den ene side udtagelsen af en mængde klar væske, som svømmer oven på lejet, og på den anden side genindsprøjtning af denne væske i lejet således, at man kan skabe de cycliske pulseringer.
15 Disse gennemboringer udmunder vertikalt i kolonnens indre, idet den for oven er rettet mod bunden og den i bunden er rettet opefter fortrinsvis i kolonnens akse og under anvendelse af en afbøjningsskærm samt en konisk fordelingsanordning, således at man fordeler pulserings-20 bevægelsen over hele kolonnens tværsnit. Ved opfindelsen kan man anvende enhver generator, som er i stand til at danne cycliske pulseringer gennem overførsel af væske mellem disse to åbninger.
25 Apparatet er ligeledes karakteriseret derved, at kolonnen i sin nederste del er udrustet med en konisk udgang som på sin sidevæg er forsynet med et system, som tillader udtagning af de tungeste ionbytterkorn. Ved at placere en kegle nederst i kolonnen har man faktisk dannet en zone, 30 hvor tværsnittet af væskepassagen er meget lille, og hvor således cirkulationshastigheden er større end middelhastigheden i kolonnens cylindriske del; ionbytterkornene underkastes således en betydeligt større kraftpåvirkning end i selve kolonnen, og på denne måde stabiliserer man 35 den nederste del af lejet på et vist niveau. Det er i den zone, at de med ioner kraftigst belastede korn under indvirkning af pulseringerne opsamles, og hvor derfor udtag-
DK 159481 B
9 ningssystemet befinder sig. Sidstnævnte dannes af en gennemboring, som udvendigt er forbundet med en kalibreret ventil, som lader kornene passere kontinuert eller på rytmisk måde over til et overførselssystem, som overfører 5 kornene til en regenereringsafdeling, før de atter tilbageføres foroven i kolonnen for at medvirke til en ny ekstraktionscyclus.
Apparatet ifølge opfindelsen er ligeledes kendetegnet ved 10 en særlig generator til frembringelse af pulseringer, som består af et vertikalt rør med en højde omtrent som det pågældende lejes højde, og som er lukket i sin nederste ende, som er knyttet i sin øverste ende til et system, som tillader, at det alternativt og i overensstemmelse 15 med en reguleret varighed befinder sig i kommunikation med en kilde til gas under tryk eller med atmosfæren, og som på sin sidevæg er forsynet med to gennemboringer i • kolonnen gennem såkaldte tilbageslagsventiler, der er anbragt på en sådan måde, at de i kolonnen kan frembringe 20 en bevægelse nedefra og opefter under anvendelse af en fraktion af den. væske, der cirkulerer i kolonnen.
Denne generator fungerer på følgende måde: 25 Idet røret1 er blevet fyldt med væske indtil et niveau svarende til det øverste niveau af væsken i kolonnen, tilfører man luft under tryk til rørets øverste del. Under indvirkning af dette tryk lukker tilbageslagsventilen, som er anbragt i den øverste gennemboring, sig, me-30 dens den anden åbner sig og lader væsken strømme ud i kolonnen, idet den fremkalder en pulsering, der spreder sig over hele lejets højde; et tælleværk lukker så ventilen for tilgang af komprimeret luft og åbner en ventil for udslip til luften. Tilbageslagsventilerne indtager de 35 modsatte stillinger, og kolonnens væske strømmer ud gennem den Øverste gennemboring ud i røret, indtil der indstiller sig ligevægt mellem niveauerne, og dette kredsløb gentages.
På denne måde influerer ingen forstyrrelser på fluidi- seringens regelmæssighed i kolonnen eller på den kon- 5 stante væsketransport.
DK 159481 B
10
En særegenhed ved opfindelsen er undgåelsen af slibningsfænomener for ionbytterkornene ved hjælp af sandagtige materialer, som i almindelighed ledsager flotationsslam.
10 Til dette formål underkaster man lokalt den væske, der skal behandles, en centrifugal kraft. Dette gennemføres på original måde derved, at man forlænger den koniske udgang nedefter ved hjælp af en cylindrisk del, som i sin øverste ende er lukket med et lukke, der i sit center er 15 gennemboret af en åbning, hvortil er fæstnet et stykke rør, som strækker sig nedefter over mindst en trediedel af cylinderens højde, og som er i forbindelse med den koniske del gennem en tilbageslagsventil, der er anbragt på dette rørstykke, og som forhindrer nedadgående bevægelse 20 af ionbytterharpiksen under standsninger; på denne cylinder er tangentielt anbragt på væggen og i en retning vinkelret på kolonnens akse føderørssystemet for den væske, der skal behandles.
25 På denne måde skabes der en centrifugal-separator, som er integreret i selve kolonnen, og hvori væsken påvirkes af en roterende bevægelse i løbet af hvilken, under indvirkning af centrifugalkraften, de sandagtige materialer føres mod væggen og bevæger sig nedad mod den nederste del 30 af cylinderen, medens den rensede væske bevæger sig op imod kolonnen gennem det centralt anbragte rør. Disse sandagtige materialer kan borttages på kontinuert måde eller på diskontinuert måde ved hjælp af en kegle, som er placeret neden under cylinderen, og hvis spids er ud-35 styret med en åbning og med en ventil.
DK 159481B
n
Som varierende udførelsesform kan centrifugalseparatoren være anbragt på føderørssystemet for den væske, der skal behandles, ovenover den cylindriske del af udmundingsstykket .
5
Opfindelsen vil bedre kunne forstås ved hjælp af de ledsagende tegninger, som på fig. 1 viser et vertikalt snit af det samlede apparatur og på fig. 2 et snit vinkelret på kolonnens akse i niveau med føderørssystemet.
10
Fig. 1 viser en cylindrisk kolonne 1 indeholdende tre skiver 2, der er stabilisatorer for væskekanaldannelser-ne, og som er gennembrudt af åbninger 3, der er anbragt i forbundt i forhold til hverandre. Den øvre ende af kolon-15 nen er udrustet med et føderørssystem 4 for regenererede ionbytterkorn og med et ringssystem 5, gennem hvilke den behandlede væske strømmer over og ud. Den nedre del af kolonnen er forsynet med en konisk udgang 6 på hvis sidevæg er anbragt et rørsystem 7 og en ventil 8 til udtag-20 ning af ionbytterkorn, der er belastet med de ioner, der skal ekstraheres. Denne udmundingsdel er forlænget nedefter med en cylindrisk del 9, som er adskilt fra den koniske med et lukke 10, som har en åbning, der er i forbindelse med et stykke rør 11, på hvilket er anbragt en 25 tilbageslagsventil 12. På sidevæggen af denne cylinder er tangentielt fastgjort føderørssystemet 13, for den væske, der skal behandles. Denne cylinder er lukket i sin nedre del med en konus 14, på hvis spids er placeret en ventil 15.
30 På de to sidestillede gennemboringer 16 og 17 i kolonnen, som henholdsvis udmunder ved 18 i selve væsken og ved 19 i bunden af lejet gennem en afbøjningsskærm og en konisk fordelingsanordning, er anbragt ventiler 20 og 21 samt 35 tilbageslagsventiler 22 og 23, som er i forbindelse med generatoren til dannelse af pulseringer, som udgøres af et vertikalt rør 24, der er lukket i sin neder s te ende,
DK 159481 B
12 og som i sin øverste ende er forbundet med en kilde til komprimeret luft 25, hvis udstrømning er reguleret af et tælleværk 26, som indvirker på tregangsventilen 27 for at bringe denne i forbindelse enten med trykluftskilden, el-5 ler med atmosfæren, og hvis skiftende position kan følges ved hjælp af et manometer 28.
Ved funktionen indføres de regenererede ionbytterkorn kontinuert i kolonnen gennem rørsystemet 4 og bringes til 10 fluidisering gennem cirkulation af den væske, der skal behandles, og som stammer fra føderøret 13. Gennem sin passage gennem den cylindriske del 9 afgiver væsken de sandagtige bestanddele, der aflejrer sig ved 14, hvorpå de ioner, der skal ekstraheres, binder sig til kornene i 15 det leje, som er i ligevægt afgrænset i højden gennem niveauet for den øverste anbragte stabilisator samt nedefter gennem en overflade, som med tilnærmelse placerer sig på højde med rørføringen 7. Væsken gennemgår sin opstigning gennem kolonnen befriet for korn og forlader ko-20 lonnen i højde med ringanordningen 5. Tælleværket 26 bringer periodevis røret 24 i forbindelse med kilden til komprimeret luft, hvilket med åbningen af tilbageslagsventilen 23 fremkalder en forskydning ovenfra og nedefter af den væske, som det indeholder, ud imod afbøjningsskær-25 men 19 og dermed dannelsen af en pulsering inden i kolonnen; derpå bringes røret i forbindelse med atmosfæren, hvilket medfører under indvirkning af det hydrostatiske tryk, som udøves af væsken i kolonnen i niveau med rørføringen 18, en åbning af tilbageslagsventilen 22 og ind-30 førsien af væsken i røret 24, indtil der opnås en højde svarende til højden af ringsystemet 5.
Opfindelsen skal nu belyses med et anvendelseseksempel.
35 Man anvender en kolonne med diameteren 1,5 m, med højde 10 m, og som er forsynet i det indre med tre stabilisatorer, der er gennemboret af huller med diameter 0,30 m,
DK 159481 B
13 og som er forsynet i sin bund med en cylindrisk-konisk udløbsåbning på 1,85 m højde, som er udstyret med to på siden anbragte gennemboringer, hvoraf den ene befinder sig i den nedre del af kolonnen og den anden i en afstand 5 på 8,3 m, idet disse begge er intimt forbundet med en generator, som er i stand til at frembringe 1200 pulseringer i timen, i løbet af hvilke man hver gang indfører 3,5 1 væske i løbet af 1 sekund. Kolonnen indeholder 6,5 3 m ionbytterharpiks af typen sulfoneret polystyren med en 10 kornstørrelse på 0,8 mm, hvilket i fluidiseret tilstand optager en højde på 6,65 m.
3
Man tilsatte til kolonnen 30 m /time af et flotationsslam indeholdende i opløsning 0,325 g/1 uranium i form af ura-15 nylsulfat og 48 g/1 af materiale i suspension med en dimension mindre end 85 μΐη.
Kornene, som blev udtaget med en hastighed på 0,410 3 m /time, indeholdt 28 g uranium pr. liter, og flota-20 tionsslammet indeholdt ved udgangen fra kolonnen ikke mere end 0,004 g/1.
Den foreliggende opfindelse finder sin anvendelse, når man ønsker at ekstrahere på absolut kontinuert måde fra 25 klare væsker eller fra væsker, der indeholder materiale i suspension, en hvilken som helst type anioner eller kationer eller salte, der lader sig ionbytte ved hjælp af ionbytterharpiks eller uorganiske ionbyttere, og når man ønsker at undgå problemer med tilstopning og med afslib-30 ning samt at opnå en maksimal ekstraktionsgrad og en maksimal ekstraktionskapacitet.
35
Claims (4)
1. Fremgangsmåde til kontinuert ionbytning mellem en klar 5 væske eller en væske indeholdende stof i suspension og et bevægeligt leje af ionbyttermateriale i partikelform, hvorved man lader denne væske passere gennem det bevægelige leje, som er placeret i en vertikal kolonne, og hvorved partiklerne totalt bevæger sig nedad og udtages i 10 et udtagelsesniveau placeret lidt over kolonnens bund, mens væsken bevæger sig opad fra kolonnens bund, hvor den indføres på permanent måde med konstant strømningshastighed tilstrækkelig stor til konstant at holde lejet i en fluidiseret tilstand, og mens pulseringer samtidigt og 15 tilbagevendende påføres dette leje ved periodisk injek tion af et fluidum, kendetegnet ved, at denne periodiske injektion er en injektion af en del af den omtalte væske taget fra toppen af den vertikale kolonne og foretaget i det omtalte leje højere end det omtalte ud-20 tagelsesniveau.
2. Apparat til kontinuert ionbytning ved fremgangsmåden ifølge krav 1 mellem en klar væske eller en væske indeholdende stof i suspension og et bevægeligt leje af ion- 25 byttermateriale i partikelform omfattende en vertikal kolonne (1) udstyret i sin nedre ende med en konisk spids (6), der er forsynet med tilførselsorganer (13,11) til indføring under tryk af en væske, der skal behandles i kolonnen, og i sin øvre ende med udtagelsesorganer (5) 30 til udtagelse af væsken efter dennes behandling i kolonnen, med tilførselsorganer (4) i den øvre ende af kolonnen til indføring af partikler af ionbyttermateriale, samt udtagelsesorganer (7) i den beskrevne koniske spids (6) oven over de omtalte tilførselsorganer (11), til ud-35 tagning af partikler af ionbyttermaterialer, således at ionbyttermaterialerne under driften i kolonnen (1) danner et bevægeligt og fluidiseret leje, hvorved en pulserings- DK 159481 B generator er placeret tæt ved kolonnen til periodisk injektion af en væske i kolonnen, kendetegnet ved, at denne pulseringsgenerator omfatter: et vertikalt rør (24) lukket i sin nedre ende og forbundet i sin øvre 5 ende til et ventilsystem (27), som muliggør kommunikation med en kilde til komprimeret luft (25), eller til atmosfæren, et påfyldningsrør (16) med en tilbageslagsventil (22), der forbinder det vertikale rør (24) med kolonnen (1) på et niveau mellem niveauet for udtagningsorganerne 10 (5) og toppen af det bevægelige leje, til fyldning af det vertikale rør med væske, og et injektionsrør (17) med en tilbageslagsventil (23), der forbinder det vertikale rør (24) med søjlen (1) på et niveau mellem niveauet for udtagelsesorganerne (7) og toppen af det bevægelige leje, 15 til injektion af væsken ind i dette leje.
3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at kolonnen (1) i sit indre rummer midler til stabilisering af strømmen af væske, og som er sammensat af et antal 20 skiver (2), der er gennemhullet med store åbninger (3), der er placeret forskudt i forhold til hverandre.
4. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den koniske spids (6) er forlænget nedadtil med en cylin- 25 drisk del (9), som er lukket i sin øvre ende med en adskillelse, der er gennemhullet i sit centrum med en åbning, til hvilken er fastgjort et stykke rørføring (11), der strækker sig nedad over i det mindste en trediedel af højden af denne cylindriske del (9), og som kommunikerer 30 med den koniske spids (6) gennem en tilbageslagsventil (12), idet de beskrevne tilførselsorganer (13) er fastgjort til denne cylindriske del (9) og tangentielt dermed samt følgende en retning vinkelret på aksen for kolonnen (1), mens der i bunden af den cylindriske del er placeret 35 en kegle (14) hvis centrale del er forsynet med udtagningsorganer (15) til fjernelse af sandholdige materialer.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8104900A FR2501069B1 (fr) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | Procede et dispositif d'extraction d'ions d'un liquide clair ou contenant des matieres en suspension par mise en contact avec un echangeur |
FR8104900 | 1981-03-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK94482A DK94482A (da) | 1982-09-06 |
DK159481B true DK159481B (da) | 1990-10-22 |
DK159481C DK159481C (da) | 1991-03-25 |
Family
ID=9256124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK094482A DK159481C (da) | 1981-03-05 | 1982-03-04 | Fremgangsmaade til fjernelse af ioner fra en klar vaeske eller en vaeske indeholdende stof i suspension ved kontakt med en ionbytter samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4412923A (da) |
EP (1) | EP0060207B1 (da) |
AU (1) | AU548684B2 (da) |
CA (1) | CA1181926A (da) |
DE (1) | DE3264832D1 (da) |
DK (1) | DK159481C (da) |
FR (1) | FR2501069B1 (da) |
IE (1) | IE52957B1 (da) |
OA (1) | OA07016A (da) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2565961B1 (fr) * | 1984-06-13 | 1986-10-03 | Degremont | Reacteur a lit fluidise pour traitement biologique notamment d'eau |
US4648969A (en) * | 1985-02-19 | 1987-03-10 | Western States Minerals Corp. | Fluidized bed apparatus |
US4846786A (en) * | 1987-04-30 | 1989-07-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Bioreactor containing suspended, immobilized species |
US4863611A (en) * | 1987-04-30 | 1989-09-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Extracorporeal reactors containing immobilized species |
EP0430323B1 (en) * | 1989-11-20 | 1994-03-02 | Agfa-Gevaert N.V. | Silver recovery device |
FR2723935B1 (fr) * | 1994-08-26 | 1997-01-03 | Atochem Elf Sa | Procede pour abaisser la teneur en cations multivalents de solutions aqueuses |
CN1073869C (zh) * | 1997-03-26 | 2001-10-31 | 株式会社日立制作所 | 流化床式过滤装置 |
NL1006701C2 (nl) * | 1997-07-31 | 1999-02-02 | Tno | Werkwijze voor het aan vaste adsorbensdeeltjes adsorberen van in vloeistof opgeloste bestanddelen c.q. voor het uit vaste desorbensdeeltjes desorberen (extraheren) van oplosbare bestanddelen in vloeistof. |
US6042729A (en) | 1998-02-18 | 2000-03-28 | Chau; Yiu Chau | Regeneration of water treatment media |
NL1013238C2 (nl) * | 1999-10-07 | 2001-04-10 | Pacques Bv | Kristallisatiereactor. |
NL1017959C2 (nl) * | 2001-04-27 | 2002-10-29 | Res Program Counselling B V | Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat. |
US6797156B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-09-28 | Yiu Chau Chau | Faucet water treatment |
US8721894B2 (en) * | 2005-02-07 | 2014-05-13 | Drake Water Technologies, Inc. | Methods for hydrodynamic control of a continuous water purification system |
US7862715B2 (en) | 2004-02-09 | 2011-01-04 | Drake Engineering Incorporated | Apparatus for removing undesirable components from a contaminated solution containing both desirable and undesirable components |
US20050173314A1 (en) * | 2004-02-09 | 2005-08-11 | Drake Ronald N. | Controlled liquid purification system |
US7368059B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-05-06 | Drake Engineering Incorporated | Method for preferentially removing monovalent cations from contaminated water |
US8002982B2 (en) * | 2005-12-19 | 2011-08-23 | All Service Contracting Corporation | Deflector for a water/wastewater filtration tank |
US20090145846A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Burns Donald E | Fluidized bed apparatus and method for removing soluble and particulate matter from a liquid |
US9931584B2 (en) | 2015-02-10 | 2018-04-03 | Drake Water Technologies, Inc. | Methods and apparatus for counter-current leaching of finely divided solids |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH104569A (de) * | 1922-11-30 | 1924-05-01 | Wayne Tank & Pump Co | Apparat zum Enthärten von Wasser mittelst Zeolithen. |
US2742381A (en) * | 1951-12-06 | 1956-04-17 | Commw Scient Ind Res Org | Method and apparatus for countercurrent contacting of solids with liquids |
BE544104A (da) * | 1955-01-04 | 1900-01-01 | ||
BE567817A (da) * | 1957-06-05 | |||
GB904185A (en) * | 1957-12-11 | 1962-08-22 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to ion-exchange processes |
GB879834A (en) * | 1958-08-08 | 1961-10-11 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to ion-exchange processes and plants |
GB1070251A (en) * | 1962-10-19 | 1967-06-01 | Nat Res Dev | Improvements in and relating to solid/fluid contacting |
SE305113B (da) * | 1965-11-01 | 1968-10-14 | Svenska Flaektfabriken Ab | |
GB1220442A (en) * | 1967-01-30 | 1971-01-27 | Laporte Titanium Ltd | Improvements in, or relating to, the manufacture of oxides |
US3738814A (en) * | 1969-05-08 | 1973-06-12 | Nat Res Dev | Pulsed countercurrent liquid-solids contacting apparatus |
GB1329016A (en) * | 1970-09-04 | 1973-09-05 | Brown H | Contact process and apparatus for treating fluids |
US4035292A (en) * | 1972-11-16 | 1977-07-12 | Himsley Engineering Limited | Fluid solid contact process and apparatus |
DE2627592A1 (de) * | 1976-06-19 | 1977-12-22 | Permutit Gmbh | Vorrichtung zum behandeln von fluessigkeiten, insbesondere zum enthaerten und/oder entsalzen von wasser |
-
1981
- 1981-03-05 FR FR8104900A patent/FR2501069B1/fr not_active Expired
-
1982
- 1982-02-05 OA OA57611A patent/OA07016A/xx unknown
- 1982-03-01 US US06/353,169 patent/US4412923A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-03-03 EP EP82420030A patent/EP0060207B1/fr not_active Expired
- 1982-03-03 DE DE8282420030T patent/DE3264832D1/de not_active Expired
- 1982-03-04 AU AU81120/82A patent/AU548684B2/en not_active Ceased
- 1982-03-04 DK DK094482A patent/DK159481C/da active
- 1982-03-04 IE IE485/82A patent/IE52957B1/en not_active IP Right Cessation
- 1982-03-04 CA CA000397581A patent/CA1181926A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK159481C (da) | 1991-03-25 |
FR2501069B1 (fr) | 1985-08-02 |
US4412923A (en) | 1983-11-01 |
IE52957B1 (en) | 1988-04-27 |
FR2501069A1 (fr) | 1982-09-10 |
DE3264832D1 (en) | 1985-08-29 |
AU548684B2 (en) | 1986-01-02 |
EP0060207A1 (fr) | 1982-09-15 |
DK94482A (da) | 1982-09-06 |
IE820485L (en) | 1982-09-05 |
OA07016A (fr) | 1983-08-31 |
CA1181926A (fr) | 1985-02-05 |
AU8112082A (en) | 1982-09-09 |
EP0060207B1 (fr) | 1985-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK159481B (da) | Fremgangsmaade til fjernelse af ioner fra en klar vaeske eller en vaeske indeholdende stof i suspension ved kontakt med en ionbytter samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden | |
US5011597A (en) | Single cell vertical static flow flotation unit | |
US2742381A (en) | Method and apparatus for countercurrent contacting of solids with liquids | |
US5080780A (en) | Single cell vertical static flow flotation unit cross-reference to related applications | |
US2783884A (en) | Process and apparatus for the contacting of granular materials with liquids and gases | |
EP2796178B1 (en) | Dissolved air flotation device for liquid clarification | |
US2765913A (en) | Method of and apparatus for obtaining continuous countercurrent contact between solid particles and a liquid | |
US20140001102A1 (en) | Flotation device comprising a fluid distribution element for generating a flow that is directed at the foam collecting unit | |
US1557672A (en) | Centrifugal concentrator | |
US2420180A (en) | Apparatus and method for hydraulic concentration | |
US4604209A (en) | Process for liquid-solid contacting | |
US4869814A (en) | Apparatus for separating dispersed phases for fluid mixtures | |
DK162022B (da) | Fremgangsmaade til koncentrering af en suspension af mikroskopiske partikler, apparat til udoevelse af denne fremgangsmaade samt anvendelser af fremgangsmaaden | |
AU2015364496B2 (en) | Multi-stage fluidized-bed flotation separator | |
US3662885A (en) | Apparatus for the hydraulic classification of solids | |
US3870493A (en) | Apparatus for separating liquid from a liquid containing gas flow | |
JPH046404B2 (da) | ||
US2726765A (en) | Density separation-method and apparatus | |
WO2000012192A1 (en) | Apparatus for the separation of solids and liquids | |
US3511375A (en) | Process and apparatus for hydraulically separating particulate solids according to particle settling rate | |
US4338195A (en) | Liquid treatment apparatus | |
JPS626845B2 (da) | ||
GB1410358A (en) | Apparatus for the continuous treatment of liquids | |
US4923615A (en) | Fluid/solid contacting columns | |
US3905900A (en) | Method for contact between fluids |