Reciprocating flow fixed bed contactor: Part 1 - development, ion exchange

Authors


Abstract

The development of a new semi-continuous method for operation of a fixed bed contactor is described. The technique, termed reciprocating flow, utilizes density differences to achieve the shunting of solutions in alternating directions through a fixed bed.

One of the possible flow arrangements was investigated using a strong acid ion exchanger and the calcium/sodium system. It was found that the technique was feasible for the partial removal (80–60%) of calcium from solutions having concentrations ranging from 400 to 2000 ppm. of calcium carbonate.

Regenerant consumption and water requirements compare favourably with present commercial practice. However, a small regenerant leak of 1–14 meq./l. into the solution is unavoidable. Resin bed and column heights can be made a small fraction of those presently used in commercial installations.

Analyses of some of the important factors limiting efficiency indicate that highly concentrated solutions may be effectively treated by the reciprocating flow technique.

Abstract

On décrit une nouvelle méthode d'opération semi-continue des réacteurs à lit stationnaire. Cette technique, appelée écoulement alternatif, fait appel aux différences de densités pour réaliser l'aiguillage de solutions selon des directions alternées à travers un lit stationnaire.

La possibilité d'application de cette technique à l'échange calcium-sodium par l'intermédiaire d'une résine échangeuse d'ions fortement acide a été étudiée. On l'a trouvée utilisable pour l'élimination partielle (60–80%) du calcium en solution dans la gamme de concentration allant de 400 à 2000 ppm. de carbonate de calcium.

La consommation de régénérant et d'eau se compare favorablement aux exigences de la pratique courante. Cependant, une fuite de régénérant de l'ordre de 1 à 14 meq./l. dans la solution semble inévitable. L'épaisseur du lit de résine ainsi que la hauteur de la colonne peuvent ětre réduites à une faible fraction de celles requises dans les installations actuelles.

L'analyse des facteurs principaux affectant le rendement laisse entrevoir la possibilité de traiter des solutions relativement concentrées par la méthode d'écoulement alternatif.

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