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Kontrollgerät zum Vermeiden von Verlusten an Austauschermasse beim
Rückspülen von Filterkesseln Zur Kesselwasseraufbereitung, insbesondere bei Hochdruckdampfkesseln,
werden heute überwiegend Filteranlagen verwendet, die mit Ionenaustauschern arbeiten.
Durch Anwendung entsprechender Anionen-und Kationenaustauscher wird dabei vorzugsweise
ein vollentsalztes Kesselspeisewasser erhalten.
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Die in Filterkesseln entsprechender Größe angeordneten Austauschermassen
bedürfen von Zeit zu Zeit zur Entfernung der im Filterbett abgelagerten mechanischen
Verunreinigungen der Rückspülung.
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Dabei muß die Geschwindigkeit des Rückspülstromes so groß gehalten
werden, daß die gesamte Austauschermasse ins Schwimmen gerät, weil sonst eine gründliche
Reinigung nicht gewährleistet ist. Da nun die Kosten für diese Austauschermassen
ziemlich beträchtlich sind, soll aber andererseits nach Möglichkeit vermieden werden,
daß beim Rückspülen Teile der wertvollen Austauschermasse durch Mitreißen verlorengehen.
Die richtige Einstellung der Stärke und Geschwindigkeit des Rückspülstromes war
bisher nur mit Schwierigkeiten erreichbar. so daß entweder eine zu geringe Lockerung
und damit eine ungenügende Reinigung der Masse oder eine zu starke Spülung erfolgte,
die erst bemerkt wurde, wenn schon wesentliche Teile der kostbaren Austauschermasse
fortgeschwemmt waren.
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Die Erfindung betrifft nun ein Kontrollgerät für derartige Wasseraufbereitungsanlagen,
mit dessen Hilfe es gelingt, einen Verlust von Austauschermasse mit Sicherheit zu
vermeiden, ohne daß auf eine wirksame Rückspülung verzichtet zu werden braucht.
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Darüber hinaus ist das neue Gerät auch zur Überwachung der Anlage
im Betrieb anwendbar, wobei das Gerät dazu dienen kann, eine etwaige Erschöpfung
der Austauschermasse rechtzeitig erkennen zu lassen.
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Das Wesentliche des neuen tJberwachungs- und Kontrollgeräts besteht
gemäß der Erfindung darin, daß im Filterkessel, und zwar innerhalb des Wassers,
vorzugsweise im oberen Teil, in bestimmtem Abstand übereinander, voneinander isoliert
zwei Metallsieb-Elektroden angeordnet sind, welche über eine Stromquelle und ein
Meß-, Registrier- oder Schaltgerät miteinander verbunden sind. Dabei weist weiterhin
gemäß der Erfindung die untere Netzelektrode eine Porengröße auf, die im wesentlichen
ein Hindurchtreten der Körner der Austauschermasse ermöglicht, während die obere
Netzelektrode eine Porengröße besitzt, die die Körner der Austauschermasse im wesentlichen
zurückhält. Solange beim Rückspülen die Austauschermasse die Elektroden nicht berührt,
fließt nur ein Strom von einigen mA.
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Kontrollgeräte für Leitfähigkeitsmessungen und Verfahren zur Überwachung
und Regelung chemischer Prozesse durch solche Messungen sind bekannt. Bei der Erfindung
handelt es sich aber um ein Gerät, das dazu dient, Verluste von Austauschermasse
beim Rückspülen von mit solchen Massen gefüllten Filterkesseln zu vermeiden. Diese
Aufgabe wird durch das Gerät gemäß der Erfindung mit Hilfe einer einfachen Stromstärkemessung
gelöst, wobei die Anderung der Stromstärke durch die beim Rückspülvorgang hochgewirbelte
Austauschermasse erfolgt. die sich zwischen den beiden Netzelektroden des neuen
Gerätes befindet.
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Zum Anzeigen der Füllung von Koksbunkern ist bereits eine Einrichtung
bekannt, bei der das Füllgut einen mit einer Anzeigevorrichtung verbundenen Stromkreis
schließt. Die spezielle Ausbildung eines Gerätes gemäß der Erfindung mit Sieb elektroden
zur Vermeidung von Verlusten an Austauschermasse war dem Fachmann hierdurch offenbar
nicht nahegelegt.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform des neuen Gerätes,
und zwar zeigt Fig. 1 das Gerät schematisch im Längsschnitt; Fig. 2 ist eine Schaltskizze,
die die Anordnung des Gerätes veranschaulicht.
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Das Gerät besteht aus einem oben und unten offenen Rohrl, vorteilhaft
aus chemisch inertem Material. Geeignet sind verschiedene Kunststoffe, beispielsweise
die unter dem Namen Plexiglas im Handel
befindlichen Polymerisate
von Acryl- und Metacrylverbindungen. In dem Rohrl, das als eigentliches Prüf- und
Untersuchungsrohr dient, sind in gewissem Abstand übereinander isoliert voneinander
die beiden Maschensiebe 3 und 4, möglichst aus Edelmetall, gespannt, die beispielsweise
mit Hilfe der Lötstellen 9, 10 mit den Leitungsdrähten 6, 7 in Verbindung stehen,
welche durch wasserdichte Durchführungen 8, lo 1 in der Seitenwand des Rohres f
geführt sind. Von den beiden Siebelektroden besitzt die untere Elektrode 3 vorteilhaft
eine solche Porengröße, daß die Körner etwa hochgerissener Austauschermasse im wesentlichen
frei hindurchtreten können, während die obere Elektrode 4 eine entsprechend geringere
Lochgröße besitzt, so daß sie die gekörnte Austauschermasse im wesentlichen zurückhält.
Die Leitungskabel 6, 7 verlaufen am einfachsten innerhalb der Halterung 2, die gleichzeitig
zur Befestigung des Prüfrohres 1 im Filterkessel, zweckmäßig kurz unterhalb der
oberen Kante, dient.
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Zwischen den Sieben3, 4 kann eine mit Ableitstutzen versehene Öffnung
5 zur Entfernung etwa sich unter dem Sieb 4 ansammelnder Gase vorgesehen sein, welche
unter Umständen das sichere Funktionieren des Gerätes beeinträchtigen könnten.
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Die Leitungen 6, 7 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, über eine Stromquellel2
und eine Anzeige- oder Schaltvorrichtung 13 außerhalb des Filterkessels miteinander
verbunden.
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Wenn die Austauschermasse, die beim Rückspülprozeß durch das von
unten in das Filter eintretende Rückspülwasser in der Schwebe gehalten wird, bei
zu hoher Geschwindigkeit bzw. zu hohem Druck des Rückspülwassers nach oben gerissen
wird und in den Bereich der Elektroden 3, 4 des Gerätes kommt, ändert sich der bisher
nur einige Mikroampere betragende, durch den Kreislauf fließende Strom in dem Sinne,
daß die Stromstärke um so größer wird, je mehr von der mit Ionen beladenen Austauschermasse
in den Bereich zwischen den beiden Siebelektroden gelangt.
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Das in der Zeichnung bei 13 angedeutete, in den Stromkreislauf geschaltete
Element kann ein optisches oder akustisches Wamsignal bei entsprechender Steigerung
der Stromstärke auslösen, wodurch das Bedienungspersonal der Anlage darauf aufmerksam
gemacht wird, daß eine Verminderung der Rückspülgeschwindigkeit erforderlich ist.
Die Schaltung kann auch in der Weise wirken, daß beim Ansteigen der Stromstärke
im Stromkreis über ein gewisses zulässiges Maß die Geschwindigkeit bzw. die Menge
oder der Druck des Rückspülstromes selbständig gedrosselt oder gegebenenfalls ganz
abgeschaltet wird.
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Auf diese Weise läßt sich mit Sicherheit erreichen, daß die Austauschermasse
im Filterkessel eine festgesetzte Höhe beim Rückspülvorgang nicht überschreiten
kann, so daß ein Verlust an Masse durch Überschwimmen über den Rand des Kessels
nicht eintritt.
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Das neue Gerät Iäßt sich im übrigen in gleicher Weise auch zur Überwachung
der Filteranlage während des Betriebes verwenden. Hierbei sind die mit den verschiedenen
Austauschermassen gefüllten Kessel hintereinandergeschaltet und werden von dem zu
reinigenden Wasserstrom nacheinander durchflossen.
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Wenn die Austauschermasse in einem der Gefäße erschöpft ist, so steigt
die Zahl der in das nächstfolgende Gefäß durch den Wasserstrom eingeführten
Ionen,
und damit ändert sich wiederum die Stromstärke in dem Kreislauf des beschriebenen
Kontrollgerätes. Aus einer etwaigen Änderung der Stromstärke des in einem bestimmten
Filterkessel eingebauten Kontrollgerätes läßt sich also ohne weiteres entnehmen,
ob die Austauschermasse des vorhergehenden Kessels noch die erforderliche Austauschfähigkeit
besitzt oder nicht. Gegebenenfalls braucht nicht jeder Filterkessel mit einem entsprechenden
Kontrollgerät versehen zu sein. Es genügt unter Umständen ein solches Gerät für
eine bestimmte Gruppe gemeinsam arbeitender Austauschkessel. Dabei können die verschiedenen
in die Filterkessel eingebauten Kontrollgeräte gegebenenfalls gemeinsam an eine
einzige Anzeige-, Registrier- oder Warneinrichtung 13 geschaltet sein.
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Das Kontrollgerät gemäß der Erfindung kann auch während der Regeneration
der Austauschermasse zur Überwachung des Wiederbelebungsvorganges dienen.
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Dabei wird, wenn beispielsweise bei 13 eine Kontrolllampe in den Stromkreis
eingeschaltet ist, diese so lange aufleuchten, wie die an freien Ionen reiche Regenerierlösung
dem Kessel zufließt, so daß eine Kontrolle dafür vorhanden ist, ob der Kessel mit
der beabsichtigten Menge der Regenerierlösung innerhalb der beabsichtigten Zeit
tatsächlich versorgt wird.
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Die Verwendbarkeit des neuen Kontrollgerätes für die verschiedenen
im Betrieb sich ergebenden Verwendungszwecke kann am einfachsten durch Anordnung
einer entsprechenden Umschaltung im Stromkreis bewerkstelligt werden, wobei je nach
Bedarf das Gerät auf »Rückspülung«, »Betrieb« oder »Regeneration« geschaltet wird.
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Die Verwendung des neuen Kontrollgerätes bietet eine Reihe von Vorteilen,
die insbesondere in der Vermeidung des Verlustes von kostspieliger Austauschermasse
beim Spülen bestehen. Bei Anwendung des neuen Kontrollgerätes fallen die sonst erforderlichen
Überlaufwehre an den Spülwasserrinnen, die doch niemals eine sichere Vermeidung
des Schwundes der Austauschermassen ermöglichen, fort. Gleichzeitig kann an Filtersteigeraum
bei den Filterkesseln gespart werden, weil nunmehr eine Überdimensionierung aus
Sicherheitsgründen nicht mehr erforderlich ist. Trotzdem ist die Bedienung der Anlage
durch die neue Kontrollvorrichtung für das Personal wesentlich vereinfacht und sicherer
gestaltet.