DE1498553A1

DE1498553A1 - Verfahren und Geraet zur Messung der Leistungsfaehigkeit und des Erschoepfungszustandes von stark sauren Kationenaustauschern

Info

Publication number: DE1498553A1
Application number: DE19641498553
Authority: DE
Inventors: Ammer Dipl-Ing Heinzgert
Original assignee: Ammer dipl-Ing Heinzgert
Current assignee: Ammer dipl-Ing Heinzgert
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1964-10-30
Publication date: 1969-04-30
Also published as: FR1454662A; DE1498553B2; NL6514064A; GB1081210A; BE671560A

Description

Dr. Expl.

Anmelder:

Heinzgert Ammer Güälin en Krs. Heilbronn Stockheiaer Straße 15

Stuttgart, den 22. Oktober I964 P 1028 K/W

Verfahren und Gerät zur Meeeung der Leistung! fähigkeit und des Erschöpfungszustandes von

stark sauren Kationenaustauschern_o

Die Erf ndung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Messung de3 Erschöpfungszustandes von stark sauren Kationenaustauschern. Die bekannten Kationenaustauscher, die be'.? ρ'eis weise Polystyrol mit angelagerten ^uIf ο säuregruppe η enthalten, beispielsweise unter dem Handelsnantn

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Levatit S ίου der Firma Bayer, geben ein von Kationen im wesentlichen freies Wasser ab, das jedoch stark sauer ist. Deshalb läßt eich der Erschöpfungszustand eines derartigen Kationenäfustauschers* nioht daduroh überwachen, daß hinter den Kationenaustausoher ein Gerät in den Heßwasserstrom eingeschaltet wird, das die Leitfähigkeit dieses WassSrstromes mißt. Ke 1st bekannt, bei Dampfkesselanlä*gen die Reinheit des Dampfes durch Messung der Leitfähigkeit des Dampfes zu überwachen. Diese Leitfähigkeitsmessungen werden jedoch durch verschiedene noch im Dampf befindlich· Anionen und Kationen gestört, z.B.. durch noch vorhandene Kohlensäure, Ammoniak, Hydrazin'und andere schwache organische Basen. Wie bereits erwähnt, können derartige Leitfähigkeitsmessungen zur Kontrolle von stark sauren Kationenaustauschern nicht verwendet werden, weil in diesen Kationenaustauschern die Kationen durch Wasserstoffionen ausgetauscht werden und dits« duroh die Leitfähigkeitsmessung angezeigt werden, die Leitfähigkeit des Wassers also keine sicheren Rückschlüsse auf den Erschöpfungszustand des Kationenaustausohers zuläSt.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß hinter dem stark sauren Kationenaustausoher dem Meßwasserstrom zunächst die Η-Ionen bis zu einer Konzentration von «in-

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destens pH - 4 entzogen werden und dann die Natriuraionenkoii^entration mit Hilfe einer alkali-metallionenempfindliehen Glaselektrode gemessen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Katriuntionen vegen ihrer '.Größe und Beweglichkeit die ersten Kationen sind» die bei beginnender Erschöpfung See Kationenaustauschers durchbrechen, bevor Kalzium- oder Kagneaiunionen das Filter überwinden können. Der 'resonaere Vorteil der Erfindung liegt darin, daS datrarch, daß des Meßwasserstrom zunächst die Wasserstoffionen wieder entzogen werden, die der Kationenaus taucher den Wasser im Austausch gegen die anderen Kationen gegeben hat, gewährleistet

ist, daß eine Hatriumionenkonzentration zuverlässig mxf verhältnismäßig sehr·einfache Weise, nämlich mit Hilfe einer alkali-metallionenempfindlichen Glaselektro da genossen werden kann·

Mit Hilfe der Erfindung ist es daher möglich, den Betriebs syst and von Kationenaustauschern zu köntrollie-f

ren. Mit besonderem Vorteil wird die Erfindung bei Voll oder mehreren

eatsalzun^sanlagen verwendet, die aus einem/Kationenoder mehreren
austauscl ei^aund einen/nachgeschaltenen Anionenaustau-

scheaifcesteliea« Bei diesen Vollentsalzungsanlagen

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Kationenden die einzelnen . austauscher in mehr oder weniger willkürlich gewählten Zeitabständen regeneriert, und zwar Kationenaustauscher und Anionenauetauecher gleioazeitig. Dies führte dazu, daß in manchen Fällen die Anlage erst regeneriert wurde, wenn der KationeaaueiMai- scher längst erschöpft war oder aber daß der Anionenauetauscher bereits zu einem Zeitpunkt regeneriert wurde, in dem er noch lange nicht erschöpft war, nur des- · halb, weil zu diesem Zeitpunkt der Kationenaustaueoher erschöpft war. Wird jedoch das erfindungegemttBe Verfahren bei derartigen Vollentsalzungsanlagen angewendet, so kann der Kationenaustaueoher mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrene .Überwacht werden und unabhängig von dem Anionenaustauso&er regeneriert werden, und, da dem Meßwaeeerstrom hinter dem Kationenaustausoher die Was s erst off ionen entzogen werden, hinter der Vollentaal zunge anlage durch eine Leitfähigkeitemeesung kontrolliert werden, die dann Im wesentlichen den Betriebszustand des AnIonenaustauschen überprüft, da ja 'der Betriebszustand des Katiojienaus tausche» duroh die Mee-8ung der Natriumionenkonzentration überwacht wird.

Die Erfindung bezieht sieh weiter auf ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene und besteht darin, daß in den KeSwass erst rom vor die Mefizelle

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mit der alkali-met allionenempfindlichen Glaselektrode ein Filter mit Entsäuerungsfilterstoff, ZoB. halbgebrannteni Dolomit oder dergl« eingeschaltet ist ο Dieses Filter übernimmt die Aufgabe, dem Meßwasserstrom die Wasserstoffionen zu entziehen, die die Messung der Natriumionenkonzentraion stören würden· Die Alkali-Metallionenkonzentration, die durch die Glaselektrode gemessen wird, erfährt durch ein derartiges Filter keine Änderung. Dieser Filterstoff tauscht die Wasserstoff ionen u.a. gegen Kalziumhydrogenkarbonat und Magnesiuahydroxyd aus. Diese Stoffe beeinflussen jedoch die Messung der Natriumionenkonzentration nicht« Der pH-ffert des Wassers stellt sich hinter dem Filter aus halbgebranntem Dolomit oder dsrgl. ziemlich konstant auf einen günstigen Wert zwischen 6,0 und 9,5 je nach Mineralsäure- und Kohlensäuregehalt ein» wenn die Filtergeschwindigkeit einigermaßen konstant gehalten wird. Dieser pH-Wert ist für die'Messung der Natrium-.ionsrikonzentration sehr günstig.. .

Wird die Konzentration der Natriumionen hinter dem Kationenaustauscher laufend angezeigt oder registriert, so kann eine optimale Betriebsgeschwindigkeit des .Kationen— austauschen eingestellt werden und außerdem kann, wenn der hochstzulässige Natriumgehalt angezeigt wird, der Austauscher rechtzeitig regeneriert werden. JBei Ausführungsroriaen des erfindungs gemäß en Gerätes sind Vorrichtungen vorgesehen, die, wenn der Meßwert der Natriumionen-

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konzentration eine bestimmte G^oSe ei^eieht, den Regeneriervorgang des Kat i onenaus taus ehers einleiten.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren but Messung der Leistungsfähigkeit und des Erschöpfungszustandes von stark sauren Kationenaus« tauschern* insbesondere bei Vollentsalzungsanlagen» dadurch gekennzeichnet, daß dem ließwasseretrom Bunäohst die Η-Ionen bis Mindestens cu einem pH-Wert = 4 entzogen werden und dann die Natriumionenkonzentration ™ mit Hilfe einer alkalimetallionenempfindllchen Glaselektrode gene ssen wird ο

2) Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 _r dadurch gekennzeichnet, dafi in den Hefiwasserstrom vor eine die alkali-metallioneneapfindlioh« Glaselektrode enthaltende Meßzeil* ein Filter mit Ents&uerungsfliterstoffen. S₀B. halbgebrannteia Dolomit oder dergl· eingeschaltet· ist β μ

3) Gerät zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1, insbesondere Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das das Gerät Vorrichtungen aufweist, die bei Erreichen eines bestimmten Wertes der Natriumionenkonzentration die Regenerierung des Kationenaustausallere einleiten.

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