DE1162811B

DE1162811B - Device for ion exchange

Info

Publication number: DE1162811B
Application number: DER23372A
Authority: DE
Inventors: George Alvin Richter Jun
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1957-05-22
Filing date: 1958-05-20
Publication date: 1964-02-13

Description

Vorrichtung zum Ionenaustausch Beim Arbeiten mit Ionenaustauschern wird im allgemeinen die zu behandelnde Flüssigkeit durch einen Behälter geleitet, der das Ionenaustauschmaterial, meistens kugelförmige Harze, enthält. Dabei tritt häufig Rinnenibildung auf, so daß die Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Ionenaustauscher in diesen Bereichen weniger wirksam wird. Wird die Größe der Kugeln oder der Teilchen verringert oder sind diese so beschaffen, daß weniger und kleinere Hohlräume in dem Austauschmaterial vorhanden sind, so wird die Durchflußgeschwindigkeit entweder verringert, oder es sind höhere Drücke erforderlich, um die erforderliche Durchflußgeschwindigkeit beizubehalten. Durch kleinere Kügelchen und eine größere Verdichtung des Austauschmaterials wird die Anwendung solcher Verfahren ebenfalls eingeschränkt, wenn in der zu behandelten Flüssigkeit suspendierte Stoffe enthalten sind. Suspensionen oder Schlämme neigen dazu, solche Systeme rasch zu verstopfen, und zwar insbesondere dann, wenn kleine Kügelchen, kompakte Austauschmaterialien oder auch, was wohl seltener vorkommt, aufgehängte Papierstreifen, verwendet werden. Im letzteren Falle findet auch mit Lösungen kein wirksamer Kontakt zwischen Austauscher und Flüssigkeit statt. Andere bekannte lonenaustauschsysteme verwenden ein aus Fasern bestehendes Band, das durch stationäre Behälter mit der zu behandelnden Flüssigkeit, einer Regenerierlösung und einer Waschflüssigkeit geführt wird. Hierbei kommt das Band mit verhältnismäßig wenig Flüssigkeit in Bs rührung. Mit ähnlichen Nachteilen behaftet sind Ionenaustauscher, bei denen Ionenaustauscherharze sich in einem selbst nicht ionenaustauschend wirkenden gewebten Beutel befinden.Device for ion exchange when working with ion exchangers the liquid to be treated is generally passed through a container, which contains the ion exchange material, mostly spherical resins. It occurs often formation of grooves, so that the contact between the liquid and the Ion exchanger becomes less effective in these areas. Will the size of the balls or the particles are reduced or are these such that fewer and smaller There are voids in the exchange material, so will the flow rate either reduced, or higher pressures are required to achieve the required Maintain flow rate. With smaller beads and a larger one Compaction of the replacement material will use such procedures as well limited if the liquid to be treated contains suspended substances are. Suspensions or slurries tend to quickly clog such systems, especially when small beads, compact replacement materials or, which is probably less common, hung paper strips can be used. In the latter case there is no effective contact between exchangers even with solutions and liquid instead. Other known ion exchange systems use one made of fibers existing belt, which through stationary containers with the liquid to be treated, a regeneration solution and a washing liquid is performed. Here comes that Band with relatively little liquid in contact. With similar disadvantages Ion exchangers, in which ion exchange resins are in themselves, are affected non-ion exchanging woven pouches.

Diese Mängel werden behoben, wenn eine VorIichtung mit faserförmigen Ionenaustauschern verwendet wird, die erfindungsgemäß durch die Aufhängung von Bündeln faserförmiger Austauscher unterhalb eines Flüssigkeitsverteilers und durch die an sich bekannte Anordnung eines Auffangbehälters unterhalb des Bündels gekennzeichnet ist. Vorteilhaft ist das Bündel geneigt aufgehängt. Es kann auch durch voneinander entfernte Schußgarne zusammengehalten sein. These deficiencies are remedied when a device with fibrous Ion exchangers is used, according to the invention by the suspension of bundles fibrous exchanger below a liquid distributor and through the on known arrangement of a collecting container marked below the bundle is. The bundle is advantageously hung inclined. It can also be due to each other removed wefts be held together.

Das Fasersystem kann aus einem Bündel von durchlaufenden Fasern bestehen, die sich alle durch das ganze Bündel erstrecken. Strang- oder keilartige Bündel können auch aus Fasern oder Stapelfasern be stehen, die eine Länge von 6,2 bis 304 mm oder mehr, vorzugsweise von mindestens 25,4mm oder mehr haben. Als Faserbündel können Rovings und Faserbänder verwendet werden, die auf einer gewöhnlichen Textilmaschine hergestellt werden. Das Faser- bündel kann darüber hinaus als gewebtes, gestricktes, geflochtenes, geknüpftes oder gefilztes Gebilde, als Fasertllz oder als dicke Fasermatte mit willlcürlicher Faseranordnung vorliegen. Es kann in einer üblichen Anlage, z. B. auf Kratzmaschinen, hergestellt werden. The fiber system can consist of a bundle of continuous fibers, which all extend through the whole bundle. Strand-like or wedge-like bundles can also be made of fibers or staple fibers that have a length of 6.2 to 304 mm or more, preferably at least 25.4 mm or more. As a bundle of fibers rovings and slivers can be used on an ordinary textile machine getting produced. The fiber Bundles can also be used as woven, knitted, Braided, knotted or felted structure, as a fiber mat or as a thick fiber mat with arbitrary fiber arrangement. It can be in a conventional system, e.g. B. on scratching machines.

Gegebenenfalls können eine Reihe von kardierten Faserfilzen übereinandergelegt sein.If necessary, a number of carded fiber felts can be laid one on top of the other be.

Die Fasern können zusammengefiochten sein und, wie eine Schnur, aus gedrehten Gewebeeinlagen bestehen. Es kann auch ein einziger Faserkern zur Verstärkung einer oder mehrerer darum gedrehter Fasergruppen verwendet werden. Werden Gewebebündel verwendet, so sind diese vorzugsweise so beschaffen, daß verhältnismäßig große oder schwere Ketltgarne durch leichte, weit voneinander getrennte Schußgarne zusammengehalten werden. Im allgemeinen werden verhältnismäßig schwach gezwimte Garne bevorzugt. The fibers can be braided together and made like a cord made of twisted fabric inserts. A single fiber core can also be used for reinforcement one or more fiber groups twisted around it can be used. Become bundles of tissue used, these are preferably designed so that relatively large or heavy warp yarns held together by light, widely separated weft yarns will. In general, relatively lightly ply yarns are preferred.

Ein Gewebebündel kann mit den Kettgarnen parallel zur Walzenachse aufgerollt sein, so daß ein gebündeltes Garnsystem vorliegt, das von einem Ende oder von der Mitte aus gestützt werden kann, wie nachstehend bezüglich eines aus durchlaufenden Fasern bestehenden Bündels oder Seils beschrieben. Ein solches Gewebebündel kann aber auch dadurch gestützt werden, daß es über einen Stab gehängt wird, wobei sich die schweren Kettgarne von der Stützung ab wärts erstrecken. Brauchbare Kationen- und Anionenaustauscher sind z. B. solche Polymere, die durch Linearaddition gebildet werden und ionenaustauschende Gruppen oder in solche üiberführbare Gruppen aufweisen. Diese Polymere werden unter Faserbildung quervernetzt und gegebenenfalls in Inonenaustauscher übergafühsrt. Doch können auch synthetische oder natürliche Fasern verwendet werden, die mit Ionenaustauschern überzogen wurden oder deren Oberflächen so behandelt wurden, daß lonenaustauschgruppen an die chemische Struktur an der Oberfläche der Fasern abgegeben wurden. Ebenso können auch solche Faserbündel verwendet werden, die einen beliebigen Anteil Fasern mit lonenaustauschvermögen und einen beliebigen Anteil anderer Fasern enthalten, die weder auf ihren Oberflächen Ionenaustauschstoffe tragen noch aus solchen bestehen. So beschaffene Bündel können sich dann als sehr nützlich erweisen, wenn die Ionenaustauschfasern nicht sehr zugfest sind und daher der Wunsch besteht, die Faserstruktur durch den Einschluß von starken Fasern, die keine Inonenaustauschgruppen tragen, zu verstärken.A bundle of fabric can with the warp yarns parallel to the roller axis be rolled up so that there is a bundled yarn system coming from one end or be supported from the center, as below regarding one of passing fibers existing bundle or rope described. Such a bundle of tissue but can also be supported by hanging it over a rod, with the heavy warp yarns extend downward from the support. Usable cation and anion exchangers are e.g. B. those polymers formed by linear addition and have ion-exchanging groups or groups which can be converted into such groups. These polymers undergo fiber formation cross-linked and possibly transferred in ion exchanger. However, they can also be synthetic or natural Fibers are used that have been coated with ion exchangers or their surfaces were treated so that ion exchange groups to the chemical structure on the Surface of the fibers were released. Such fiber bundles can also be used be that any proportion of fibers with ion exchange capacity and a contain any proportion of other fibers that neither have ion exchangers on their surfaces wear still consist of such. Bundles made in this way can then turn out to be very prove useful when the ion exchange fibers are not very tensile and therefore there is a desire to improve the fiber structure by the inclusion of strong fibers that do not carry ion exchange groups to reinforce.

Wie bereits angedeutet, können in einem Bündel Kationen- und Anionenaustauscher gemeinsam vorliegen.As already indicated, cation and anion exchangers can be used in a bundle present together.

Werden kurze oder lange Fasern in Form von Rovings, Faserbändern, Faserflizen oder anderen nichtgewebten Materialstrukturen verwendet, so müssen diese zusammengehalten werden, um ein Auseinanderfallen der Faserstruktur während der Flüssigkeitsbehandlung zu verhindern. Dies kann dadurch erfolgen, daß der Faserstruktur etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent andere Fasern, die haften können, beigemischt werden. Dafür geeignete Fasern sind solche, die aus thermoplastischen, synthetischen Linearpolymeren hergestellt wurden. Die Fasern werden einfach dadurch miteinander verbunden, daß die haftfähigen Fasern z. B. durch Erwärmen oder mittels eines entsprechenden Lösungsmittels klebrig und haftend gemacht werden. Nach Abkühlung oder Verdampfung des Lösungsmittels entsteht eine zusammenhängende Faserstruktur. Es kann aber auch ein flüssiges Adhäsionsmittel auf die Struktur z. B. durch Aufsprühen aufgetragen werden, um die Fasern zusammenzuhalten. Dieses Adhäsionsmittel kann in Form einer wäß* rigen Lösung z. B. von Leim oder als Lösung von Stoffen wie Nitrocellulose oder Vinyl- oder Acrylharzen in einem organischen Lösungsmittel vorliegen. Are short or long fibers in the form of rovings, fiber ribbons, If fiber fleece or other non-woven material structures are used, these must be used are held together to prevent the fiber structure from falling apart during the To prevent fluid treatment. This can be done in that the fiber structure about 5 to 20 percent by weight of other fibers that can adhere can be admixed. Fibers suitable for this are those made from thermoplastic, synthetic linear polymers were manufactured. The fibers are simply connected to one another in that the adhesive fibers z. B. by heating or by means of an appropriate solvent can be made sticky and sticky. After cooling or evaporation of the solvent a coherent fiber structure is created. But it can also be a liquid adhesive on the structure z. B. be applied by spraying to hold the fibers together. This adhesive can be in the form of an aqueous solution, for. B. of glue or as a solution of substances such as nitrocellulose or vinyl or acrylic resins in one organic solvents are present.

Ferner können auch wäßrige Dispersionen von Vinyl-oder Acrylharzen verwendet werden, die entsprechend adhäsiv sind und die Fasern, nachdem die behandelte Faserstruktur getrocknet wird, zusammenhalten. Die Herstellung des ionenaustauschenden Faserbündels wird hier nicht beansprucht. Die Faserbündel können von einem Ende aufgehängt und entlang ihrer gesamten Länge gestützt sein.Aqueous dispersions of vinyl or acrylic resins can also be used be used that are appropriately adhesive and the fibers after the treated Fiber structure is dried, hold together. The manufacture of the ion-exchanging Fiber bundle is not claimed here. The fiber bundles can be from one end be suspended and supported along its entire length.

Aufgehängte Faserbündel, die nicht lösliche Kontatkmassen enthalten, sind zur Durchführung chemischer Reaktionen zwischen Flüssigkeiten zwar bekannt. Es war jedoch im vorliegenden Fall nicht vorauszusehen, daß die Fließgeschwindigkeit sehr hoch ist und tratzdem ein äußerst wirksamer lonenaustausch erzielt wird und daß die Austauschgeschwindigkeit verhältnismäßig groß ist, wie aus den Beispielen ersichtlich ist. Suspended fiber bundles that contain insoluble contact masses, are known to carry out chemical reactions between liquids. In the present case, however, it could not be foreseen that the flow rate is very high and an extremely effective ion exchange is achieved and that the exchange rate is relatively high, as shown in the examples can be seen.

F i g. 1 zeigt einen einfachen Aufriß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie enthält ein Faserbündel2, das seilartig gedreht sein oder aus einem Faserfilz bestehen kann. Zur Stützung des Bündels ist ein U-förmiges Paßstück 3 vorgesehen, dessen Querschnitt in F i g. 2 genauer dargestellt ist. F i g. Figure 1 shows a simple elevation of an embodiment of the invention Contraption. It contains a fiber bundle2, which can be twisted like a rope or from a Fiber felt can exist. A U-shaped adapter 3 is used to support the bundle provided, the cross section of which is shown in FIG. 2 is shown in more detail.

Dieses Paßstück 3 ist in 4 auf seinen beiden Schenkeln eingekerbt, um das Einsetzen und Entfernen eines Stabes oder einer Stange 5, die das Bündel trägt oder stützt, zu erleichtern. So braucht man ein Bündel aus durchlaufenden Fasern und in einem solchen Falle nur derart um den Stab 5 zu legen, daß sein Mittelpunkt auf dem Stab liegt und die beiden Enden auf Ibeiden Seiten frei überhängen. Das Paßstück 3 ist an seinem oberen Ende mit einer Öffnung 6 versehen (Fig. 2), um das untere Ende eines Rohres7 aufzunehmen. Ein Arm 8 kann mit dem Paßstück verbunden sein. Das Rohr 7 dient zur Verteilung der zu behandelnden Flüssigkeit auf das obere Ende des Faserbündels. Dieses kann zur Regulierung des Flüssigkeitsstromes mit einem Ventil 9 versehen sein. Bei der Regenerierung des Austauschers wird damit die Flüssigkeitszufuhr gesperrt. Der Flüssigkeitsbehälter 10 befindet sich in der gezeigten Ausführung auf einem Träger 12 über dem Faserbündel, so daß die Flüssigkeit durch die Schwerkraft zu dem Bündel geleitet wird. Behälter 10 kann oben offen oder geschlossen sein. Ist er geschlossen, so muß er belüftet oder in ihn z. B. Preßluft eingeführt werden, damit die Flüssigkeit aus dem Behälter 10 ausgetrieben wird.This fitting piece 3 is notched in 4 on its two legs, around the insertion and removal of a rod or rod 5 holding the bundle wearing or supports, to facilitate. So you need a bundle of continuous fibers and in such a case only to lay around the rod 5 that its center lies on the rod and the two ends overhang freely on both sides. That Fitting piece 3 is provided at its upper end with an opening 6 (Fig. 2) to the take up the lower end of a pipe7. An arm 8 can be connected to the fitting be. The tube 7 serves to distribute the liquid to be treated on the upper one End of the fiber bundle. This can be used to regulate the flow of liquid with a Valve 9 be provided. During the regeneration of the exchanger, the liquid supply is thereby reduced locked. The liquid container 10 is in the embodiment shown on a support 12 above the fiber bundle, so that the liquid by gravity is directed to the bundle. Container 10 can be open or closed at the top. If it is closed, it must be ventilated or z. B. compressed air are introduced, so that the liquid is expelled from the container 10.

Ein Auffanggefäß 11 ist unter dem lonenaustauschsystem vorgesehen, um die in 13 ausströmende Flüssigkeit aufzufangen.A collecting vessel 11 is provided under the ion exchange system, to collect the liquid flowing out in 13.

F i g. 3 zeigt eine teilweise im Querschnitt wiedergegebene Anordnung zur Stützung mehrerer nahe aneinander gelegener Faserbündel und zur Verteilung der zu behandelnden Flüssigkeit im oberen Teil. F i g. 3 shows an arrangement partially shown in cross section to support several closely spaced fiber bundles and to distribute the liquid to be treated in the upper part.

Fig. 4 stellt eine Ausführungsform dar, in der über einen Stab 5 eine Reihe von übereinandergelagerten, d. h. gebündelten Filzen gelegt sind, in denen die Fasern miteinander verbunden sind, so daß sie porös und flüssigkeitsdurchlässig sind. Die bisher beschriebenen Bündel (Fig. 1 bis 4) können 61 bis 457,5 cm oder mehr lang sein. FIG. 4 shows an embodiment in which a rod 5 a series of superimposed, d. H. bundled felts are laid in which the fibers are connected to one another, making them porous and permeable to liquids are. The bundles described so far (Fig. 1 to 4) can be 61 to 457.5 cm or be longer.

F i g. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, in der das Faserbündel innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 29 geführt ist, das an seinem oberen Ende mit einem Verteilerrohr 30 versehen ist, in das durch Ansatz 31 und die damit verbundene Leitung 32 ein inertes Gas eingeführt werden kann. Verteilerrohr 30 ist mit Öffnungen 33 versehen, die im Abstand auf der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 29 augeordnet sind, so daß das inerte Gas innerhalb des angrenzenden Gehäuses, jedoch oberhalb des oberen Endes der Faserstruktur verteilt wird. Der Durchmesser des Flüssigkeitsverteilers 34, durch den die zu behandelnde Flüssigkeit eingeführt wird, kann so große sein, daß dieser gut in das obere Ende von häuse 29 paßt, so daß dieses Ende des Systems gegebenenfalls luftdicht abgesohlossen werden kann. F i g. Figure 5 shows a modified embodiment in which the fiber bundle is guided within a cylindrical housing 29, which at its upper end is provided with a manifold 30, into which by extension 31 and the associated Line 32 an inert gas can be introduced. Manifold 30 is with openings 33 provided, which are arranged on the inner wall of the cylindrical housing 29 at a distance are so that the inert gas is within the adjacent housing, but above of the upper end of the fiber structure is distributed. The diameter of the liquid distributor 34, through which the liquid to be treated is introduced, can be so large that this fits well into the top of housing 29, so that this end of the system can optionally be sealed airtight.

Diese Ausführungsform ermöglicht daher die Durchführung der Ionenaustauschbehandlung in einem im wesentlichen geschlossenen System, in das ein inertes Gas eingeführt werden kann. Wird ein inertes Gas verwendet, so soll der Durchmesser des Gehäuses 29 größer sein als der des Faserbündels, und zwar auch dann, wenn dieses während der Behandlung auf seine maximale Größe ausgedehnt ist. Die Flüssigkeit soll zwar die Innenwand des Gehäuses 29 nicht berühren, doch kann dieses Gehäuses aus einem ausreichend ko rro sionsbeständigen Material bestehen.This embodiment therefore enables the ion exchange treatment to be carried out in a substantially closed system into which an inert gas is introduced can be. If an inert gas is used, the diameter of the housing should be 29 be larger than that of the fiber bundle, even if this during the treatment is extended to its maximum size. The liquid should do not touch the inner wall of the housing 29, but this housing can consist of a consist of sufficient corrosion-resistant material.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung, in der das Faserbündel 2 von der Vertikalen weg geneigt ist. Diese Neigung von der Vertikalen kann einige Grad bis zu 890 betragen. Je stärker die Neigung des Bündels von der Vertikalen ist, desto schwerer muß das belastete Bügelsystem 36 sein, um zu verhindern, daß die Struktur über die Seite des Auffanggefäßes herübergezogen wird, während die Flüssigkeit an Faserbündel 2 entlang abwärts fließt. Der belastete Bügel 36 dient auch zur Erzeugung einer weiteren Spannung, die so eingestellt werden kann, daß sich das Faserbündel, während die Flüssigkeit durch das System fließt, bis zu dem jeweils gewünschten Grad öffnet. Fig. 6 shows an arrangement in which the fiber bundle 2 from the vertical is inclined away. This inclination from the vertical can be a few degrees up to 890. The more the bundle is inclined from the vertical, the more difficult it must be be loaded bracket system 36 to prevent the structure is pulled over the side of the collecting vessel while the liquid is on Fiber bundle 2 flows downwards along. The loaded bracket 36 is also used to generate another tension that can be adjusted so that the fiber bundle, while the fluid flows through the system, up to the desired one Degree opens.

Nach F i g. 7 ist das Faserbündel 2, das über Stab 5 gelegt ist, auf einer geneigten Platte 39 gelagert. According to FIG. 7 is the fiber bundle 2, which is placed over rod 5, mounted on an inclined plate 39.

Nach F i g. 8 sind beide Enden eines einzigen Faserbündels 2 unterhalb des Flüssigkeitsverteilers 42 befestigt. Ein Bügel, wie in F i g. 6 der Bügel 36, kann am oberen Ende aller bisher beschriebenen Systeme, besonders jedoch in solchen Systemen, die wie in Fig. 6 und 7, von der Vertikalen weg geneigt sind, verwendet werden. According to FIG. 8 both ends of a single fiber bundle 2 are below of the liquid distributor 42 attached. A bracket as shown in FIG. 6 of the bracket 36, can be at the upper end of all systems described so far, but especially in those Systems inclined away from vertical, as in Figures 6 and 7, are used will.

Die Regenerierung des Austauschers erfolgt in bekannter Weise, z. B. durch Sperren der Zufuhr der Behandlungsflüssigkeit und Überleiten der Regene rierflüssigkeit oder getrennt vom System nach Auswechseln des Austauschers. The exchanger is regenerated in a known manner, e.g. B. by blocking the supply of the treatment liquid and passing over the rain or separated from the system after replacing the exchanger.

Zur Erzielung eines gleichzeitigen Anionen- und Kationen au stausches können verschiedene Systeme angewendet werden. Beispielsweise können in der Vorrichtung nach Fig. 3 abwechselnd Faserbündel mit Anionenaustauschvermogen und Faserbündel mit Kationenaustauschvermögen nebeneinander angebracht sein. To achieve a simultaneous exchange of anions and cations different systems can be used. For example, in the device According to FIG. 3, fiber bundles with anion exchange capacity and fiber bundles alternate be attached side by side with cation exchange capacity.

F i g. 9 zeigt eine Anordnung, in der zwei Ionenausbauschbündel unterhalb eines Flüssigkeitsverteilers gelagert sind, der so beschaffen ist, daß eines der Bündel im Ionenaustausch mit der zu behandelnden Flüssigkeit steht, während das andere regeneriert wird. F i g. 9 shows an arrangement in which two ion exchange bundles are below a liquid distributor are stored, which is such that one of the The bundle is in ion exchange with the liquid to be treated, while the other is regenerated.

Die Lenkung der entsprechenden Flüssigkeiten aus ihren Vorratsbehältern zum entsprechenden Faserbündel erfolgt durch Dreiwegehähne.The steering of the appropriate fluids from their storage tanks to the corresponding fiber bundle takes place through three-way cocks.

Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform, insbesondere zur gleichzeitigen Entfernung von Anionen und Kationen aus der zu behandelnden Flüssigkeit. Fig. 10 shows another embodiment, in particular for simultaneous Removal of anions and cations from the liquid to be treated.

Hierbei ist eine heterogene Verteilung der beiden lonenaustauscherarten vorgesehen, während gleichzeitig ihre rasche Trennung zwecks anschließender Regenerierung in getrennten Systemen ermöglicht wird. In dieser Ausführungsform ist neben einer Vorrichtung zur Stützung von vielen Faserbündeln mit Ionenaustauschvermögen eine zweite Vorrichtung zur Stützung weiterer Faserbündel mit lonenaustauschvermögen vorgesehen. Diese beiden Vorrichtungen stehen in Wechselbeziehung miteinander. Das System enthält die beiden Kämme 49 und 50. Eine Vielzahl von Fasern wird um eine Feder eines Kammes geschlungen und auf der anderen Seite der Feder geknüpft, wie es in Fig. 11 gezeigt wird, in der die Feder mit 51 bezeichnet ist. Jede einzelne Feder des Kammes, der beliebig lang sein kann, kann mit einer gleichartigen, um diese geschlungenen und geknüpften Gruppe versehen sein. Die Federn des anderen Kammes können ähnliche, um diese geschlungenen und geknüpften Fasergruppen tragen. Die Federn jedes Kammes können, wie bei 53 und 54 gezeigt, so zurückgebogen sein, daß der erste Kamm von der Vertikalen aus eingesetzt werden kann, ohne daß die Fasern abfallen. Die Federenden von Kamm 50 können auch, wie bei 54 gezeigt, in eine andere Richtung gedreht werden, um zu verhindern, daß die darauf be findlichen Fasern während der Trennung durch senkrechtes Hochheben von Kamm 49 über Kamm 50 herausgehoben werden.There is a heterogeneous distribution of the two types of ion exchangers provided, while at the same time their rapid separation for the purpose of subsequent regeneration is made possible in separate systems. In this embodiment is next to one Device for supporting many fiber bundles with ion exchange capacity second device for supporting further fiber bundles with ion exchange capacity intended. These two devices are interrelated. That System contains the two combs 49 and 50. A multitude of fibers is wrapped around one Feather of a comb looped and knotted on the other side of the feather, like it is shown in FIG. 11 in which the spring is designated 51. Each Feather of the comb, which can be of any length, can be made with a similar to this looped and knotted group should be provided. The other's feathers Combs can carry similar groups of fibers looped and knotted around these. The springs of each comb can be bent back as shown at 53 and 54 so that that the first comb can be inserted from the vertical without the fibers fall off. The spring ends of comb 50 can also, as shown at 54, in another Direction can be rotated to prevent the fibers sensitive to it during the separation by lifting comb 49 vertically over comb 50 will.

Nachdem die Fasergruppen an den betreffenden Kämmen angebracht wurden, können sie, wie in Fig. 10 gezeigt, zusammengefiigt werden, wobei die Fasern der Federn von Kamm 49 zwischen den dern von Kamm 50 verlaufen und wobei sich die beiden Fasergruppenställuge über die obere Ecke einer Stützschlene 55 erstrecken, von der sie zusammen entweder nebeneinander oder überlagert herabhängen. After the fiber groups have been attached to the respective combs, they can be assembled as shown in FIG. 10, the fibers of the Feathers of comb 49 extend between the countries of comb 50 and wherein the two Fiber group stalls extend over the upper corner of a support loop 55 from which they hang down together either side by side or superimposed.

Vorrichtung 56 dient dazu, die zu behandelnde Flüs sigkeit in dem Faserbündelsystem, d. h. in der Nähe der oberen Enden der Faserbündel zu verteilen. Ist in einem solchen System die IonenanDstauschkapazität erschöpft, so werden lediglich die beiden Faserbündelstränge getrennt, und zwar dadurch, daß z. B. Kamm 49 mit seinen Faserbündeln von dem anderen Kamm weggehoben wird, wonach jeder Kamm in ein geeignetes Regeneriermedium gebracht werden kann oder die Kämme getrennt mit einer Regenerierflüssigkeit behandelt werden können.Device 56 is used to treat the liq fluid in the Fiber bundle system, d. H. distribute near the upper ends of the fiber bundles. If the ion exchange capacity in such a system is exhausted, only the two strands of fiber bundles separated, in that, for. B. comb 49 with its fiber bundles is lifted away from the other comb, after which each comb is in a suitable regeneration medium can be brought or the combs separated with a Regenerating liquid can be treated.

Beispiel 1 Das System der Fig. 1 ist mit einem Faserbündel von einem Durchmesser von etwa 12,7 mm in nassem Zustand und einer Länge von 1,22 m versehen, in dem die eXen Fäden eine Stärke (trocken) von etwa 6 den haben. Die Fasern bestehen aus einem Mischpolymeren aus 65 65°/o Acrylnitril, 15 0/o Butoxyäthylacrylat und 20% Methoxymethylvinylsulfid. Example 1 The system of Figure 1 is with a fiber bundle of one Diameter of about 12.7 mm when wet and a length of 1.22 m provided, in which the eXen threads have a thickness (dry) of about 6 den. The fibers exist from a copolymer of 65 65% acrylonitrile, 15 0 / o butoxyethyl acrylate and 20% methoxymethyl vinyl sulfide.

Diese Fasern werden 16 Stunden bei Ziminertemperatur mit einem Gernisch aus 90 Teilen Alkohol, 10 Teilen Wasser, 4 Teilen Phosphorsäure und 0,4 Teilen Jod behandelt, dann bei Zirnmertenaperatur getrooknet und (11/2 Stunden) bei 1500 C gehärtet, um eine Vernetzung zu erzielen. Anschließend werden sie 5 Stunden lang bei 1150 C mit Dimethylaminopropylamin (l000/o) behandelt und dann gewaschen. Eine On5aleige wäßrige Salzsäurelösung läßt man durch obige Fasertktur mit einer Geschwindigkeit von 1,341/1 pro Minute hindurchlaufen, was dem Füffachen der Geschwindigkeit entspricht, die im allge meinen bei einem ähnlichen, schwach basischen Harz in Kugelform angewendet werden soll. Die Austauschkapazität betrug 3,5 Milliäquivalente (mäqu.) pro Gramm, berechnet auf Calciuncarbonat, bevor ein Durchbruch erfolgte, und ist somit bedeutend größer als die unterste Durchbruchlkapazität, die normalerweise bei schwach basischen Harzen in Kugelform nutzbar gemacht wird (2,06 kg/l oder 3,14 mäqu./g).These fibers are mixed with a Gernisch for 16 hours at room temperature from 90 parts of alcohol, 10 parts of water, 4 parts of phosphoric acid and 0.4 part of iodine treated, then dried at Zirnmertenaperatur and (11/2 hours) at 1500 C hardened to achieve crosslinking. Then they will last for 5 hours treated at 1150 C with dimethylaminopropylamine (1000 / o) and then washed. One Onaline aqueous hydrochloric acid solution is passed through the above fiber structure at one speed run through at 1.341 / 1 per minute, which corresponds to five times the speed, which are generally applied to a similar, weakly basic resin in spherical form shall be. The exchange capacity was 3.5 milliequivalents (meq.) Per gram, calculated on calcium carbonate before breakthrough and so is significant greater than the lowest breakthrough capacity, which is normally the case with weakly basic Resins in spherical form is made usable (2.06 kg / l or 3.14 meq. / G).

Die Austauschgeschwindgkeit betrug 28 mäqu./Minute.The exchange rate was 28 meq / minute.

Beispiel 2 Das System der F i g. 1 enthält ein Faserbündel von etwa 0,915m Länge und einem Durchmesser von etwa 12,7 mm (in nassem Zustand und wasserstoffionenaktiver Form gemessen). Die Fasern (etwa 6 den im trockenen Zustand) bestehen aus einem Mischpolymeren aus 65iO/o Acrylnitril, 15e/o Butoxyäthylacrylat und 20°/o Methoxylmethylvinylsulfid, das mit einem Gemisch aus Alkohol, Wasser, Phosphorsäure und Jod behandelt, wie im Beispiel 1 getrocknet und zur Erzielung einer Vernetzung gehärtet wurde. Es war anschließend 5 Stunden lang unter Rückfluß mit Natriumhydroxyd in einem Wasser-Alkoholemiseh (Gewichtsverhältnis 50:50) hydrolysiert (8 ccm 0,5 n-NaOH pro Gramm trockener Faser) und dann mittels verdünnter Salzsäure in die wasserstoffionenaktive Form umgewandelt worden. Eine wäßrige 0,5/uige Natriumhydroxydlösung läßt man durch den oben beschriebenen Austauscher mit einer Geschwindigkeit von 0,804 V1 pro Minute hindurchlaufen, was etwa dem Fünffachen der Geschwindigkeit entspricht, die im allgemeinen bei einem ähnlichen, schwach sauren Harz in Kugelform angewendet werden soll. Example 2 The system of FIG. 1 contains a fiber bundle of about 0.915 m in length and about 12.7 mm in diameter (when wet and more hydrogen-ion-active Shape measured). The fibers (about 6 when dry) consist of one Copolymers of 65iO / o acrylonitrile, 15e / o butoxyethyl acrylate and 20 ° / o methoxylmethyl vinyl sulfide, treated with a mixture of alcohol, water, phosphoric acid and iodine, such as was dried in Example 1 and cured to achieve crosslinking. It was then for 5 hours under reflux with sodium hydroxide in a water-alcohol emiseh (Weight ratio 50:50) hydrolyzed (8 ccm 0.5 n-NaOH per gram dry fiber) and then converted into the hydrogen ion-active form using dilute hydrochloric acid been. An aqueous 0.5% sodium hydroxide solution is allowed through the above run through the exchanger described at a rate of 0.804 V1 per minute, which corresponds to about five times the speed, which is generally in a similar, weakly acidic resin in spherical form should be used.

Die Kolonnenkapazität beträgt etwa 3,9 mäqu./g, bevor ein Durchbruch erfolgt. Die Austauschgeschwindigkeit betrug 12 mäqu. pro Minute.The column capacity is about 3.9 meq / g before breakthrough he follows. The exchange rate was 12 meq. per minute.

Beispiel 3 Das System der Fig. 10 ist mit zwei Faserbündeln verstehen, die jeweils von einem der beiden ineinandergreifenden Kämme herabhängen und die beiden etwa 1,22 m lang sind (gemessen vom Kamm bis zum Ende der herabhängenden Faserbündel). Das eine Bündel besteht aus stark basischen Harzfasern mit einer Austauschkapazität von 2,4 mäqu./g, das andere aus schwach sauren Harzfasern mit einer Austauschkapazität von 3,9 mäqu./g. Die stark basischen Harzfasern werden durch Quaternierung der in dem vorstehenden Beispiel 1 verwendeten Fasern gewonnen. Example 3 The system of Fig. 10 is to be understood with two fiber bundles, each hanging from one of the two interlocking combs and the both are about four feet long (measured from the crest to the end of the drooping Fiber bundle). One bundle consists of strongly basic resin fibers with an exchange capacity of 2.4 meq / g, the other made of weakly acidic resin fibers with an exchange capacity of 3.9 meq. / g. The strongly basic resin fibers are quaternized in fibers used in Example 1 above.

Die Quaternierung erfolgt in einem Autoklav durch Eintauchen der Fasern in Wasser und Einführung von Methylchlorid während etwa 24 Stunden unter einem Druck von 3,15 kg/cm2 bei 450 C. Die schwach sauren Harzfasern werden wie im Beispiel 2 hergestellt.The quaternization takes place in an autoclave by immersing the fibers in water and introduction of methyl chloride for about 24 hours under one pressure of 3.15 kg / cm2 at 450 C. The weakly acidic resin fibers are as in the example 2 manufactured.

Hartes Wasser, das etwa 500Teile gelöste Feststoffe je Million Teile enthält, läßt man durch die oben beschriebenen Austauscher mit einer Geschwindigkeit von 0,536 1/1 pro Minute hindurchlaufen. Man erhält im wesentlichen entionisiertes Wasser, das sich als Kesselwasser oder für ähnliche Zwecke eignet. Ist der Austauscher verbraucht, so werden die beiden Kämme sowie ihre entsprechenden Fasern getrennt und dadurch regeneriert, daß die stark basischen Austauscher mit 40!obigem Natriumhydroxyd und das schwach saure Harz mit 4oloiger Schwefelsäure regeneriert werden.Hard water, which has about 500 parts dissolved solids per million parts is passed through the exchangers described above at one rate of 0.536 1/1 per minute pass through it. Essentially deionized is obtained Water that can be used as boiler water or for similar purposes. Is the exchanger consumed, the two combs and their respective fibers are separated and regenerated by the fact that the strongly basic exchanger with 40! above sodium hydroxide and the weakly acidic resin can be regenerated with 4-mol sulfuric acid.

Nach dem Waschen können die Austauscher wiederverwendet und der Zyklus wiederholt werden. Die Austauschgeschwindigkeit betrug 0,5 mäqu./Minute.After washing, the exchangers can be reused and the cycle be repeated. The exchange rate was 0.5 meq / minute.

Beispiel 4 Das System der F i g. 1 wird mit einem geknüpften schlauchartigen Faserbündel versehen, das bei etwa 1,22 m Länge aus stark basischen Fasern besteht, die wie im Beispiel 3 hergestellt wurden. Example 4 The system of FIG. 1 is knotted with a tubular Provided fiber bundle, which consists of strongly basic fibers with a length of about 1.22 m, which were produced as in Example 3.

Eine wäßrige, 10/obige Natriumchloridlösung läßt man mit einer Geschwindigkeit von 0,67 V1 pro Minute hindurchlaufen. Es wird eine Natriumhydroxydlösung, die im wesentlichen keine Chlorionen enthält, gewonnen. Dieser Vorgang ist durch einen scharfen Durchbruchspunkt gekennzeichnet. Die Austauschkapazität beträgt 2,4 mäqu./g, die Austauschgeschwindigkeit 14 mäqu./Minute. An aqueous 10% sodium chloride solution is allowed to run at one speed run through 0.67 V1 per minute. It is a sodium hydroxide solution that is im contains essentially no chlorine ions. This process is through a marked with a sharp break-through point. The exchange capacity is 2.4 meq / g, the exchange rate 14 meq / minute.

Beispiel 5 Das System der Fig. 1 wird mit einem 1,22 m langen Faserbündel versehen, das aus durchlaufenden Fasern aus einem stark sauren Harz, d. h. aus solchen Fasern besteht, die durch Behandlung eines Mischpolymeren aus 550/0 Acrylnitril, 25e/o Butoxyäthylacrylat und 20 Methoxymethylvinylsulfid mit einem Gemisch aus Alkohol, Wasser, Phosphorsäure und Jod, durch (wie im Beispiel 1 durchgeführtes) Trocknen und Härten derselben zwecks Vernetzung, durch eine Sstündige Umsetzung unter Rückfluß mit Athylen- diamin (100o/o) und durch eine anschließende, mehrstündige Umsetzung bei 600 C mit Natriumbisulfit und Formaldehyd (Formaldehydgewicht 1:1 und Natriumbisulfitgewicht 3 :1, jeweils bezogen auf die Fasern) gewonnen wurden. Eine wäßrige, 1ige Natriumsulfatlösung läßt man mit einer Geschwindigkeit von 0,536 V1 pro Minute hindurchlaufen. Man erhält eine Schwefelsäurelösung, die im wesentlichen frei von Natriumionen ist. Dieser Vorgang ist durch einen scharfen Durchbruchspunkt gekennzeichnet. Die Au tauschkapazität beträgt 2,0 mäqu./g, die Austauschgeschwindigkeit 4 mäqu./Minute. Example 5 The system of Fig. 1 is made with a 1.22 m long fiber bundle provided, which consists of continuous fibers of a strongly acidic resin, d. H. from such Consists of fibers, which by treatment of a mixed polymer of 550/0 acrylonitrile, 25e / o butoxyethyl acrylate and 20 methoxymethyl vinyl sulfide with a mixture of alcohol, Water, phosphoric acid and iodine, by drying (as carried out in Example 1) and curing the same to crosslink by reacting under reflux for 5 hours with ethylene diamine (100o / o) and a subsequent reaction lasting several hours at 600 C with sodium bisulfite and formaldehyde (formaldehyde weight 1: 1 and sodium bisulfite weight 3: 1, each based on the fibers). An aqueous, 1 strength sodium sulfate solution is allowed to run through at a rate of 0.536 V1 per minute. You get a sulfuric acid solution that is essentially free of sodium ions. This Process is characterized by a sharp breakout point. The exchange capacity is 2.0 meq / g, the exchange rate is 4 meq / minute.

Beispiel 6 Ein Gewebebündel, dessen Kettfäden aus schwach gedrehten, durchlaufenden Fasergarnen aus einem Mischpolymeren aus 6S0/o Acrylnitril, 15C/o Butoxyäthylacrylat und 204/o Methoxymethylvinylsulfit hergestellt sind und dessen Schlußfäden aus leichten Nylonfasern, die, wie in »Reifencord«4eweben, etwa 6,35 mm voneinander entfernt sind, bestehen, werden in 90 cm lange Stücke (Breite = 45 cm) geschnitten. Vier dieser Stücke werden wie im Beispiel 3 behandelt zur Einführung basischer Ionenaustauschgruppen und vier weitere Stücke werden zur EinShrung schwach saurer Ionenaustauschgruppen wie im Beispiel 2 behandelt. Diese Gewebe werden, wie in Fig. 4 gezeigt, zusammengefügt, wobei mehrere Stücke so übereinander gelagert werden, daß die stark basischen Gewebe mit einer Austauschkapazität von 2,4 mäqu./g mit den schwach sauren Geweben mit einer Austauschkapazität von 3.9 mäqu./g. abwechsein. Hartes Wasser, das 500 Teile gelöste Feststoffe pro Million enthält, wird oben auf den Gewebebündeln mit einer Geschwindigkeit von 0,671/1 pro Minute verteilt. Das austretende Wasser ist fast frei von Ionen und eignet sich als Kesselwasser oder für ähnliche Zwecke. Die basischen und schwach sauren Ausrauscher werden getrennt voneinander regeneriert. Die Austauschgeschwindigkeit betrug 0,6 mäqu./Minute. Example 6 A fabric bundle, the warp threads of which are made from slightly twisted, Continuous fiber yarns made from a mixed polymer of 6S0 / o acrylonitrile, 15C / o Butoxyäthylacrylat and 204 / o Methoxymethylvinylsulfit are produced and its Closing threads made of lightweight nylon fibers, which, as in "tire cord" weave, about 6.35 mm apart, are divided into 90 cm long pieces (width = 45 cm) cut. Four of these pieces are treated as in Example 3 for introduction basic ion exchange groups and four other pieces become weak at introduction acidic ion exchange groups treated as in Example 2. These tissues are like shown in Fig. 4, assembled, with several pieces so superimposed that the strongly basic tissue with an exchange capacity of 2.4 meq. / g with the weakly acidic tissues with an exchange capacity of 3.9 meq. / g. alternate. Hard water, which contains 500 parts dissolved solids per million, is on top of the tissue bundles at a rate of 0.671 / 1 per minute. That Leaving water is almost free of ions and is suitable as boiler water or for similar purposes. The basic and weakly acidic escapes are separated regenerated from each other. The exchange rate was 0.6 meq / minute.

Claims

Claims: 1. Device for ion exchange with fibrous Exchangers, characterized by the suspension of bundles of fibrous exchangers below a liquid distributor and by the arrangement known per se a collecting container underneath the bundle.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by an inclined Suspension of the bundle.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a bundle is arranged held together by spaced weft yarns is.

Publications considered: German Patent No. 397 600; U.S. Patent No. 2,749,307; French Patent No. 1,040,122; Industrial and Engineering Chemistry, Volume 46, 1954, pp. 1042 to 1045; 47. Year, 1955, p. 374; Journal of physical chemistry, 1956, p. 435; Chimia, 1955, Pp. 51 and 127; Lederer, "Chromatography", Amsterdam-Houston-London-New York, 1953, P. 84.