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Eotsalzungs- insbesondere Vollentaalzungsverfehren und - Anplage
Die Erfidnung betrifft ein Entsalzungs- insbesondere Vollentselzungsverfahen im
Wege des Ionensustsusches in gegebensnfslls msbrstufig higtereinandergeschalterten
kationen- und Anionenaustsuschern oder einer Misohung beider (Mischbettfilter) als
Arbeitsstufe und neutralisstion bw. Entferung durchgebrochener Ionen in einer Pufferfilterstufe,
wobei in die Arbeitsstufe eine chenische oder mechanische CO2-Entgessungsstufe eingeschaltet
sein kann. i einen Klektrolyten iu Inoenustausch aus einer wäcsri£en Lösung zu entfernen,
sind im Prinzip zwei Filter erforderlich: Wassarstoffionenaustauscher und Anionenausteuscher
hintereinandergeschsltet, Vielfach erbeitet man mit mehrstufigen Verfahren, wobei
die Lösung nacheinander $sbwechzelnd durch Ketionen- und anionanasutauscharoäulen
gletet wird.
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Die Salzlösung, die Uber einen Ketionenaustauscher fliest, wird aunebmend
sauer. Debei verschieht sich das &uet
@uscher-@leic@gewicht
au Ungunsten der besbaichtigten Umastzung. Zur Entfernung der letzten Spuren des
Kations ist eine verhältnismässlg groge austeuscherwenge erforderlicb. Mit Mischbmttfiltern,
bei Genon beide Umsetgungen gleichzeilig en banaobbsrten Körnern ablaufen, löest
sich eine größere Rainheit erzielen als mit mehrstufigen Anlagen vergleichbarer
Größe, weil die Lösung prsktisch neutral bleibt. Mischbettfilter nind aber schwieriger
zu Begenerieren. Daher verweondet man diese g@wöhnlch aur am Ende des Eotmalzungsvergagnges
als Pufferfilter.
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Hier baben sie die Aufgabe, ein vollständig nautrales Wasser sicherzustellen
und /oder einen Ionendurchbruch zbzufssgen.
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Im allgeseinen ist sen bestrobt, das Pufferfilter ebeuso wie aie Ar@eitmfilter
wirtsheftlich auszzntsgen, Dem sind tier aber enge Grenzen gesetzt, wenn sen höchste
Reinheit erzielon und dem Pufferungszweck gene gereeht werden will. Men beg@ügt
sich daher sit einer Bel@@ung, die nicht bit zur Erschöpfung geht und nur einen
geringen Grad der Durchbruchakepazität @us@ätzt.
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Es ist die der Erfindung Versngegengene Erkenntnis, dii sher selbst
denn die Betriebszeiten der Pufferfilter infelge der geringen Ienenkonzentrstion
im Beinwesserzuleuf zwi@chen zweil Eegeneretionen no leng sind, das sich erbeoliche
Stärungen einstellen können. De die
Austauschersäule jedenfalls
erheblicvh längere Zeit als die Arbeitsfilter dauernd in einer Richtung belastet
ist, können z,B. die Austauscherkörner zusammenbacken. Abgesehen von der unerwünschten
Erhöhung des Strömungswiderstandes kann such die Kanalbildung bzw. Randgängigkeit
verstärkt werden, wobei sich die grenze Front oder Bande als solche verschieben
ksnn, was eine Verainderung der lokalen Schärfe zur Folge hat.
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Di. nutzbare Kapazität der Anlage geht womit sehen während der bestimmungsgemäss
beschränkten Kapazität zurück. Die Sichsrheitszone genen Ionendurchbruch wird also
schmäler und die Pufferfilter warden ibnrer Aufgsbe so nicht ganz gerecht.
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Unvsreinbar ist beim Betrieh von Pufferfiltern jedenfalls die Forderung
nsch größtmöglicher Nutzung der Austauscherkapazität mit dor erfindungsgemässan
nach kürzesten Beladungszeiten z 3chen den Regenderstionen.
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Es ist der Zweck der Erfindung, diese bisher bei der Entealzung im
Wege eines Ionenaustsusches aufgetratenen Schwierigekiten au beheben und wirtschaftlich
arbsitende Anlagen zur Durchfürhung des neuen Verfahrens zu schaffen, Die Erfindung
sieht zu diesem Zweck weize derartige Arbeitsweise von Io@@n@ustsuscher-Ent@@@zungä@nlagen,
des Pufferfiltern bei der die Durchbruchskapazi tät @@@@ nur zu einem geringen und
vertretbren Grad genutst und dieses dann im statan
Wechsel mit einem
vorgesehenen Arbeitsfilter, das Festionen gleich. er Sorten enthält, als Arbeitafilter
bis zur Grenze der Durchbruchskapazität beladen sird, währenddessen das Arbeitsfilter
nach der Regeneration als Pufferfilter dient.
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Dempemäss kann die Erfindung auch gekennzeichnet werden sis Keine
Entsalzungsanlage, insbesondere Vollentsalzungsanlage, mit nachgeschaltetem Pufferfilter,
bei welcher die Schaltung so getroffen ist, daß das Pufferfilter und ein gleichartiges
Arbeitsfilter abwechselnd nachschaltbar sind.
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Sine sehr vorteilhafte Nutzung findet das erfindungsgemässe Verfahren
bzw. die entspruchende Schaltungsanordnung in der Vollentsalzung mit Entkieselung.
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RB ist bekannt die Anlagen zur Du@chführung dieses Verfahrens in je
einen schwach und stark sauren Kationenaustnuscher und je einen schwach und stark
basischen Anionenanaustauscher unter Zwischenschaltung einer CO2-Entgasung aufzuteilen.
Nach der Erfindung wird nun aflstttt des üblichen stark basischen Anionenaustauschers
eine Mischbettfilter als Arbeitsfilter angewendet, das im Sinne der Erfindung mit
dem Mischbett-Pufferilter in Wechselschaltung betrieben wird.
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Dor+ wo die Wasserverhältnisse den Wegfall eines schwach basischen
Anionenaustauschers, zulassen, wird bei der erfindungsgemässen Vollentsalzungsanlage
Raum gespart.
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Mit dem jeweils als Arbeitafilter geschalteten ischbettfilter wird
in der erfindungsgemässen Anordnung neben der Abbindung der Kohlensäure und Kieselsäure
an den stark basischen Austauscherkörnern eine zusätzliche Pufferfilterwirkung erzielt,
so daß man größte Sicherheit gegen Ionendurchbruch hat und ein Wassergrößter Reinheit
erhält.
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Bei dieser Durchführungs- und Ausführungsart nach der Erfindung fällt
neben dem Wirkungsgeffekt einer sets wirksamen Pufferwirkung die Ersparnis an Chemikalien
ganz besonders ins Gewicht. Diese Ausführungsart sei daher in der Zeichnung an Hand
einer Schemaskizze näher erläutert und beschrieben.
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Bei der in der Zeichnung beispielhalber gezeigten Vollentsslzunganlage
ist 1 der schwach saure Kationenanntauscher, 2 der stark saure Kationenaustauscher
und 3 ist die aus einem Rieseler bestehende CO2-Entgasung, Mit 4 ist der nachgeschaltete
schwach basische Anionen~ austauscher bezeichnet. Gemäss der Erfindung sind die
beiden Mischbettfilter 5 und 6 über das Zweiweg-Umschaltventil 7 nachgeschaltet.
Beide Mischbettfilter 5 gnB 6 sind stark basisch und stark sauer. Je nach der Sehalt-Stellung
daß Zweiweg-Umschaltventiles 7 ist entweder das Mischbettfilter 5 oder das Mischbettfilter
6 als Arbeitsfilter und das andere als Pufferfilter geschaltet.
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In der Zeichnung ist eine der Schbaltstellungen durch die ausgezogene
Beitungelinie a und die andere durch die punktierte Leitungslinie b veranschaulicht,
Die Leitungen a und b sind an i@ren Enden an des Vierweg-UmschAltventil 8 angeschlossen,
das für eine der beiden angeschlossenen Leitungen den Durchgang zum Reinwasserablsuf
c und für die andere die gemeinsame Verbindungs-Steigleitung d freigibt, welche
das jeweils vorgeschwaltete Mischbettfilter mit dem jeweils nachgescbalteten verbindet.
Gezeigt und durch Pfeile veranschaulicht ist diejenige Schaltstellung bei welcher
das Mischbettfilter 6 als Arbeitsfilter und das Mischbettfilter 5 als Pufferfilter
angwewnd et ist. las Mischbettfilter 5 ist demnach im Sinne der Erfindung das frisch
regenerierte, das nur zu einem geringen und vertretbaren Grad seiner Druchbruchskapazität
genutzt und dann nach Umschaltung - veranschaulicht durch die punktilerte Leitungslinie
b - als Arbeitsfilter bis zu seiner Erschöpfung susgefabren werden kann.
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Es ist einleuchtend, aß mit der stets frisch regenerierten Austauschermaterial
des jeweiligen Pufferfilters geringst Ionenspuren aus der Lösung entfernt warden
können, was sonst nur bei größtem Übackh@ß an Austauschermeterial erreicht werden
könnte. Die hemikalien ftlr die Regenerationen genen #### nicht verloren.
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Der erfindungagemässe Wirkungaeffekt muß also nicht mit größeren Aufwand
an Regeneriermitteln erkauft werden.
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Die optimalen Abmessungen und Austauschermengen bei denen das Optimum
an Ausnutzung erreicht wird, können auf Grund der allgemein geltenden Theorien festgelegt
werden, wenn die jeweiligen Betriebsbedingungen ermittelt sind.
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Überraschenderweise wird durch die erfindungsgemässe Ausführungsart
und Druchführungsaerg auch eine bei der Regeneration von Pufferfiltern auftretende
Schwierigkeit behoben. ur Regeneration müssen die vermischten Austauscher voneinander
getrennt werden, was durch Aufschlämmen in der Sälue geschieht. Hierbei setzt sich
der leichtere Anionenaustauscher über dem schwereren Kationenaustauscher ab. Bei
Anwendung von Michbettfiltern als Pufferfilter zeigte sich, dnß diese infolge der
geringen Erschöpfung wenig Neigung zu voller Aufladung bei dem Regenerationsvorgang
zeigten und außerdem schlecht zu trennen und im Anschluß an die Regenerierung wieder
ebenso schlecht zu mischern waren.
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Durch die erschöpfende Beladung gemäss der Erfindung sind die Austauscher
besser zu trennen und zu mischen.
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Pat entansprüche