CH625971A5

CH625971A5 - Appliance for measuring, wetting and ageing polyelectrolytes

Info

Publication number: CH625971A5
Application number: CH283477A
Authority: CH
Inventors: Ronald Joseph Ricciardi
Original assignee: Ricciardi Ronald J
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-03-07
Publication date: 1981-10-30
Also published as: FR2367025A2; FR2367025B2; BR7702668A; AU499557B2; AU2260277A; MX4562E; AR222962A1; CA1064473A; JPS5346153A; DE2718564A1; GB1525677A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen, Benetzen und Altern von Polyelektrolyten, welche meistens als Koagulationshilfen, beispielsweise bei der Abwasserklärung, verwendet werden. Polyelektrolyte sind Polymere, welche sich nach den neuesten Erkenntnissen als äusserst wirksame Koagulationsmittel erwiesen haben. Sie ersetzen bestimmte andere Chemikalien, welche jahrelang verwendet wurden, beispielsweise Alaun. Der hauptsächliche Vorteil von Polyelektrolyten besteht darin, dass mit einer äusserst geringen Menge dieser Polymeren erreicht werden kann, wozu bisher die mehr als hundertfache Menge anderer für die Koagulation verwendeter Chemikalien erforderlich war. The present invention relates to a device for measuring, wetting and aging polyelectrolytes, which are mostly used as coagulation aids, for example in wastewater treatment. Polyelectrolytes are polymers which, according to the latest findings, have proven to be extremely effective coagulants. They replace certain other chemicals that have been used for years, such as alum. The main advantage of polyelectrolytes is that an extremely small amount of these polymers can be achieved, which previously required more than a hundred times the amount of other chemicals used for coagulation.

In der Schweizer Patentschrift Nr. 580 443 ist eine Vorrichtung zum Messen und Benetzen von Polyelektrolyten beschrieben, welche gekennzeichnet ist durch eine volumetrische Zuführeinrichtung zur Zuführung pulverförmiger Polyelektrolyte, sowie Konditionierung und Abmessung derselben, Mittel zur Zuführung einer kontrollierten Menge Pressluft, Mittel zur Zerstäubung der Polyelektrolyte mittels Pressluft, Mittel zur Zufuhr einer kontrollierten Menge Wasser, eine Misch- und Benetzungskammer zum Benetzen der bestäubten Polyelektrolyten und ein Mischgefäss zur Alterung des benetzten Polyelektrolyten. Swiss Patent No. 580 443 describes a device for measuring and wetting polyelectrolytes, which is characterized by a volumetric feeding device for feeding powdered polyelectrolytes, as well as conditioning and dimensioning of the same, means for feeding a controlled amount of compressed air, means for atomizing the polyelectrolytes using compressed air, means for supplying a controlled amount of water, a mixing and wetting chamber for wetting the dusted polyelectrolytes and a mixing vessel for aging the wetted polyelectrolyte.

Der Umgang mit Polyelektrolyten ist infolge der starken Hygroskopizität und den mit der einwandfreien Benetzung des Polymeren und der Auflösung desselben verbundenen Schwierigkeiten besonders problematisch. Es ist deshalb wichtig, dass die zugeführte Pressluft im wesentlichen frei von Feuchtigkeit ist. The handling of polyelectrolytes is particularly problematic due to the strong hygroscopicity and the difficulties associated with the proper wetting of the polymer and the dissolution of the same. It is therefore important that the compressed air supplied is essentially free of moisture.

Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterentwicklung der Vorrichtung gemäss dem Schweizerpatent Nr. 580 443. Er besteht in einer Vorrichtung zum Messen, Benetzen und Altern von Polyelektrolyten, enthaltend eine volumetrische Zuführeinrichtung zur Zuführung pulverförmiger Polyelektrolyte sowie zur Konditionierung und Abmessung derselben, Mittel zur Zuführung einer kontrollierten Menge Pressluft, Mittel zur Zufuhr einer kontrollierten Menge Wasser, eine Misch- und Benetzungskammer zum Benetzen der zerstäubten Polyelektrolyten und ein Mischgefäss zur Alterung der Polyelektrolyten. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Vortrocknung der zugeführten Pressluft, bestehend aus zwei Trocknungskammern, von welchen jede einen Vorrat von regenerierbarem, kugelförmigem Trocknungsmaterial, ein Heizelement und eine Öffnung zur Atmosphäre aufweist, ein Gebläse, ein Ventil, mittels welchem in einer ersten Betriebsstellung die erste Kammer mit den Mitteln zum Zerstäuben des staubförmigen Polyelektrolyten und die zweite Kammer mit dem Gebläse und einer zweiten Betriebsstellung die zweite Kammer mit den Mitteln zum Zerstäuben des staubförmigen Polyelektrolyten und die erste Kammer mit dem Gebläse verbindbar ist, und einer Steuereinrichtung zum Einstellen der Betriebsstellung des Ventils in vorbestimmter Zeitfolge. The invention relates to a further development of the device according to Swiss Patent No. 580 443. It consists of a device for measuring, wetting and aging of polyelectrolytes, containing a volumetric feeding device for feeding powdered polyelectrolytes and for conditioning and measuring the same, means for feeding a controlled Amount of compressed air, means for supplying a controlled amount of water, a mixing and wetting chamber for wetting the atomized polyelectrolytes and a mixing vessel for aging the polyelectrolytes. The device according to the invention is characterized by a device for pre-drying the supplied compressed air, consisting of two drying chambers, each of which has a supply of regenerable, spherical drying material, a heating element and an opening to the atmosphere, a blower, a valve, by means of which in a first Operating position, the first chamber with the means for atomizing the dusty polyelectrolyte and the second chamber with the blower and a second operating position, the second chamber with the means for atomizing the dusty polyelectrolyte and the first chamber with the blower, and a control device for adjusting the Operating position of the valve in a predetermined time sequence.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der erfin-dungsgemässen Vorrichtung, An embodiment of the invention is explained below with reference to the figures of the drawing. 1 shows a side view, partly in section, of the device according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht der Misch- und Benetzungskammer im vertikalen Mittellängsschnitt, 2 shows a top view of the device according to FIG. 1, FIG. 3 shows an enlarged view of the mixing and wetting chamber in the vertical central longitudinal section, FIG.

Fig. 4 eine stark vergrösserte Ansicht von Polyelektrolyt-partikeln vor der Benetzung, 4 is a greatly enlarged view of polyelectrolyte particles before wetting,

Fig. 5 eine stark vergrösserte Ansicht von Polyelektrolyt-partikeln nach der Benetzung, 5 is a greatly enlarged view of polyelectrolyte particles after wetting,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Vortrocknung der zugeführten Pressluft. Fig. 6 is a schematic representation of the device for predrying the compressed air supplied.

Die Vorrichtung zum Messen und Benetzen der Polyelektrolyte besteht aus einer volumetrischen Zufuhrvorrichtung, welche allgemein mit 10 bezeichnet ist, und wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift Nr. 3 186 602 beschrieben ist, bestehend aus einem Gefäss 12 für den Polyelektrolyten, welches sich in eine Konditionierungskammer 14 entleert, welche ein Paar konzentrischer Förderspiralen 16 und 18 (Fig. 2) enthält, welche eine vorbestimmte Materialmenge konditionieren und messen und durch eine Abgabeöffnung 20 befördern. Die Förderspiralen werden mittels eines Motors 22 über ein Getriebe 24 mit gleichbleibender oder veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben. The device for measuring and wetting the polyelectrolytes consists of a volumetric feed device, which is generally designated 10, and as described, for example, in US Pat. No. 3,186,602, consisting of a vessel 12 for the polyelectrolyte, which is located in a conditioning chamber 14 is emptied, which contains a pair of concentric feed spirals 16 and 18 (Fig. 2) which condition and measure a predetermined amount of material and convey it through a discharge opening 20. The conveyor spirals are driven by a motor 22 via a gear 24 at a constant or variable speed.

Durch die Auslassöffnung der volumetrischen Zufuhrvorrichtung wird das Polymere in ein T-Rohr 26 (Fig. 2) einge-spiesen, welches sich in der pneumatischen Förderleitung 28 befindet. Druckluft oder ein Gebläse 30 bewegen Luft durch die Leitung, um so den pulverförmigen Polyelektrolyten zu zerstäuben und einer Misch- und Benetzungskammer 32 zuzuführen. The polymer is fed through the outlet opening of the volumetric feed device into a T-tube 26 (FIG. 2), which is located in the pneumatic conveying line 28. Compressed air or a blower 30 move air through the conduit so as to atomize the powdered polyelectrolyte and supply it to a mixing and wetting chamber 32.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, ist die Misch- und Benetzungskammer senkrecht montiert, und weist eine konische Form auf, wobei die Wasserzuleitung 34 tangential in einem Winkel von etwa 90° zu einer düsenartigen Zufuhrvorrichtung 36 für ein zerstäubtes Produkt einmündet. Wasser wird durch ein Zufuhrrohr 38 mit einem Ventil 40, einem Durchsatzmessgerät und einem zweiten Ventil 44 für die genaue Steuerung des Durchsatzes zugeführt. So tritt, wie in Fig. 3 dargestellt, das zerstäubte Produkt 46 senkrecht in die Misch-und Benetzungskammer ein, während Wasser 48 horizontal in die Kammer eintritt. Innerhalb dieser Wirbel-Misch-und Benetzungskammer werden, wie an der mit 50 bezeichneten Stelle gezeigt, sämtliche Partikeln des Polymeren gut durchnässt und von dort durch ein kurzes Auslassrohr 52, beispielsweise von 15 cm Länge, nach unten in einen darunter angebrachten Misch- oder Alterungsbehälter 54 abgegeben. Wie in Fig. 4 dargestellt, gelangen die Polymerpartikeln 56 in der As best seen in FIGS. 1 and 3, the mixing and wetting chamber is mounted vertically and has a conical shape, the water supply line 34 opening tangentially at an angle of approximately 90 ° to a nozzle-like supply device 36 for an atomized product . Water is supplied through a supply pipe 38 with a valve 40, a flow meter and a second valve 44 for precise control of the flow. Thus, as shown in FIG. 3, the atomized product 46 enters the mixing and wetting chamber vertically, while water 48 enters the chamber horizontally. Within this vortex mixing and wetting chamber, as shown at the point denoted by 50, all particles of the polymer are thoroughly wetted and from there down through a short outlet pipe 52, for example 15 cm in length, into a mixing or aging container attached below 54 submitted. As shown in Fig. 4, the polymer particles 56 arrive in the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

625 971 625 971

Form eines zerstäubten Produkts 46 zur Misch- und Benetzungskammer, und beim Verlassen der Kammer ist jede Partikel des Polymeren vom Wasser 48 gründlich benetzt, wie in Fig. 5 gezeigt. Das Luftvolumen wird mittels eines Ventils 33 so reguliert, dass beim Durchgang kein Gegendruck entsteht, 5 wodurch die zerstäubten Polyelektrolytpartikeln in einer Wirbelströmung vollständig benetzt und mit dem Wasser in das darunterliegende Mischgefäss 54 befördert werden. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Mischgefäss 54 mit einer mechanischen Mischvorrichtung 57 versehen, welche von ei- 10 nem Elektromotor 58 angetrieben wird. Das Mischgefäss 54 ist mit einem Auslassrohr 60 und einem Auslassventil 62 versehen. Ein zweites ähnliches oder Lagerungsgefäss 64 kann nahe bei oder unterhalb des Mischgefässes montiert sein und kann den gesamten Inhalt des ersten Mischgefässes 54 auf- 15 nehmen, nachdem das Polymere in Lösung übergegangen ist. Form an atomized product 46 to the mixing and wetting chamber and upon exiting the chamber, each particle of the polymer is thoroughly wetted by the water 48, as shown in FIG. 5. The air volume is regulated by means of a valve 33 in such a way that no back pressure arises during the passage, 5 as a result of which the atomized polyelectrolyte particles are completely wetted in a vortex flow and are conveyed with the water into the mixing vessel 54 below. As can best be seen from FIG. 1, the mixing vessel 54 is provided with a mechanical mixing device 57 which is driven by an electric motor 58. The mixing vessel 54 is provided with an outlet pipe 60 and an outlet valve 62. A second similar or storage vessel 64 can be mounted near or below the mixing vessel and can hold the entire contents of the first mixing vessel 54 after the polymer has dissolved.

Eine Pumpe 66 wird dazu verwendet, die Polyelektrolytlösung aus dem zweiten Mischgefäss 64 abzuziehen und sie in das Verfahren einzubringen, in welchem der Polyelektrolyt als Koagulationsmittel verwendet wird. 20 A pump 66 is used to withdraw the polyelectrolyte solution from the second mixing vessel 64 and to introduce it into the process in which the polyelectrolyte is used as a coagulant. 20th

Wie obenbeschrieben ist die Mess- und Benetzungseinrich-tung insbesondere zur Verarbeitung von Polyelektrolyten vorgesehen, welche von Natur aus sehr hygroskopisch sind, so dass beim Nasswerden der Oberflächen des Systems die zerstäubten Polyelektrolyte an diesen Oberflächen hängen blei- 25 ben. Daher ist es wichtig, dass die vom Gebläse 30 zugeführte Luft im wesentlichen frei von Feuchtigkeit ist. Die Fig. 6 zeigt eine Lufttrocknungseinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung, welche aus zwei Trocknungskammern 94 und 96 besteht, von denen jede einen Vorrat von regenerierbarem 30 Trocknungsmaterial enthält. In der Trocknungseinrichtung ist als integrierender Bestandteil derselben ein Vierwegeventil 98 eingebaut, um den Luftstrom durch die jeweils gewählte Trocknungskammer zu führen, da zu einer gegebenen Zeit jeweils nur eine Kammer benützt wird, während in der nicht in 35 Betrieb befindlichen Kammer das Trocknungsmaterial regeneriert wird. Um das Trocknungsmaterial zu regenerieren, sind die Kammern 94 und 96 mit Heizelementen 100 und 102 versehen, welche dazu dienen, das gesättigte Trocknungsmaterial gemäss einem programmierbaren Zeitablauf zu trocknen. Zusätzlich wird zur Unterstützung des TrocknungsVorgangs ein kleines Gebläse 104 verwendet. As described above, the measuring and wetting device is intended in particular for processing polyelectrolytes, which are very hygroscopic in nature, so that when the surfaces of the system become wet, the atomized polyelectrolytes get caught on these surfaces. It is therefore important that the air supplied by the blower 30 is substantially free of moisture. 6 shows an air drying device according to the present invention, which consists of two drying chambers 94 and 96, each of which contains a supply of regenerable drying material. A four-way valve 98 is installed in the drying device as an integral part of the drying device in order to guide the air flow through the selected drying chamber, since only one chamber is used at a time, while the drying material is regenerated in the chamber not in operation. In order to regenerate the drying material, the chambers 94 and 96 are provided with heating elements 100 and 102 which serve to dry the saturated drying material according to a programmable time sequence. In addition, a small blower 104 is used to aid the drying process.

Im Betrieb wird das Vierwegeventil 98 automatisch mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 106 gesteuert, welche die zu benützende Trocknungskammer auswählt, während die andere Kammer frei bleibt für die Regenerierung des Trocknungsmittels. Beispielsweise kann in einer ersten Betriebsstellung der Atmosphäre Luft durch ein Filter 108 mittels einer Leitung 110 entnommen, durch das Trocknungsmittel in der Kammer 96, die Leitung 112, das Vierwegeventil 98 und eine Förderleitung 114 hindurch dem Gebläse zugeführt werden. Während der Zeit, während welcher die Kammer 96 zum Trocknen der Luft benützt wird, wird das Trocknungsmittel in der zweiten Kammer 94 regeneriert. Während des Regenerierungszyklus wird mittels des Gebläses 104 Luft durch die Leitung 116, das Vierwegeventil 98, eine Leitung 118, über die Heizeinrichtung 100 und durch die Kammer 94, durch eine Leitung 120 gefördert und durch einen Filter 122 an die Atmosphäre abgegeben. In operation, the four-way valve 98 is automatically controlled by an electrical actuator 106 which selects the drying chamber to be used while the other chamber remains free for the drying agent to be regenerated. For example, in a first operating position of the atmosphere, air can be extracted through a filter 108 by means of a line 110, through which drying agent in the chamber 96, the line 112, the four-way valve 98 and a delivery line 114 are fed to the blower. During the time that the chamber 96 is used to dry the air, the desiccant in the second chamber 94 is regenerated. During the regeneration cycle, air is conveyed through line 116, four-way valve 98, line 118, heater 100 and through chamber 94, through line 120, and through filter 122 to the atmosphere through blower 104.

Die Dauer des Regenerierungszyklus wird je nach der zur Regenerierung des jeweiligen Trocknungsmaterials erforderlichen Zeit programmiert. Wenn das Trocknungsmittel in der ersten Kammer 96 gesättigt ist, wird das Vierwegeventil 98 umgeschaltet, so dass die Einrichtung in die zweite Betriebsstellung übergeht, in welcher die Luft für die Einrichtung nacheinander durch den Filter 122, durch die Leitung 120, die Kammer 94, die Leitung 118, das Vierwegeventil 98 und durch die Leitung 114 zum Gebläse 30 strömt. Gleichzeitig wird das Trocknungsmaterial in der Kammer 96 regeneriert, indem die Luft vom kleinen Gebläse 104 durch die Leitung 116, das Vierwegeventil 98, die Leitung 112, die Kammer 96, über das Heizelement 102 und durch die Leitung 110 und den Filter 108 an die Atmosphäre abgegeben wird. The duration of the regeneration cycle is programmed according to the time required to regenerate the respective drying material. When the desiccant in the first chamber 96 is saturated, the four-way valve 98 is switched so that the device switches to the second operating position, in which the air for the device successively through the filter 122, through the line 120, the chamber 94, the Line 118, the four-way valve 98 and flows through line 114 to the blower 30. At the same time, the drying material in the chamber 96 is regenerated by releasing the air from the small blower 104 through the line 116, the four-way valve 98, the line 112, the chamber 96, via the heating element 102 and through the line 110 and the filter 108 to the atmosphere is delivered.

Die erfindungsgemässe Lufttrocknungseinrichtung entfernt über 99% der Feuchtigkeit aus der Luft, bevor die Luft in das Gebläse 30 und in die Förderleitung eintritt, wodurch verhindert wird, dass vorzeitig Feuchtigkeit mit dem Polyelektrolyten in Berührung gelangt. The air drying device according to the invention removes over 99% of the moisture from the air before the air enters the blower 30 and the delivery line, thereby preventing moisture from prematurely coming into contact with the polyelectrolyte.

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

625 971 2 PATENT CLAIMS

1.Device for measuring, wetting and aging polyelectrolytes, containing a volumetric feed device for feeding powdered polyelectrolytes and for conditioning and dimensioning the same, means for supplying a controlled amount of compressed air, means for atomizing the polyelectrolytes by means of compressed air, means for supplying a controlled Amount of water, a mixing and wetting chamber for wetting the atomized polyelectrolyte and a mixing vessel for aging the polyelectrolyte, characterized by a device for predrying the supplied compressed air, consisting of two drying chambers (94, 96), each of which contains a supply of regenerable , spherical drying material, a heating element (100, 102) and an opening to the atmosphere, a blower (104), a valve (98), by means of which, in a first operating position, the first chamber (94) with the means (26, 28) for atomizing of the dusty polyelectrolyte and the second e chamber (96) with the blower (104) and in a second operating position the second chamber (96) with the means (26, 28) for atomizing the dust-like polyelectrolyte and the first chamber (94) with the blower (104) can be connected , and a control device (106) for setting the operating position of the valve in a predetermined time sequence.

2. Device according to claim 1, characterized in that the valve is a four-way valve (98) and that each drying chamber (94, 96) is assigned a filter (108, 122) which is located between each drying chamber and the atmosphere.