DE1692963A1 - Kondensatreinigungsverfahren - Google Patents

Description

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Crane Co₀, Chicago 111./USA

Kon&ens atro inigupgsyerfafc

Die Erfindung bezieht aich auf ein Kondensatreinigungsverfahren, bei welchem ein Ionenaustausch vorgenommen wird und ein Ammoniakgehalt im Kreislaufsystem aufrecht erhalten wird, welches oich insbesondere für die Bewältigung hoher Fließgesehwindigkeiten dos Kondensats eignet, Die Erfindung ist insbesondere auf Dampfturbinenkraftanlagen anwendbar.

Bei Dampfturbinenkraftanlagensystömen ist es äußerst wichtig, ein Wasser für die Dampferzeugung bereitzustellen, das praktisch vollkommen frei von Peststoffen ist, welche Beläge auf den Oberflächen der Turbine, dem Boiler und sonstwo erzeugen wurden» Auch wenn bei der Speisung das Boilers ein im Syetem im Kreis geführtes Kondensat verwendet wird,

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so sammeln sich doch immer wieder Feststoffe an, und zwar wegen der Notwendigkeit der Zuführung von Ergänzungswasser, wegon eines möglichen Lecks im KUhler und wegen der Auflösung von Metalle Um die Auflösung von Metall au verringern, wurden Kupferlegierungen für die Rohrleitungen zum Kühler und zu den Speisewassererhitzern durch Bisen ersetzt. Wenn Bisen verwendet wird, dann ist es zulässig, den pH des Wassers anzuheben, um die Metallkorrosion herabzudrliefcen. Für den Zweck der Anhebung des pH wurde Ammoniak eingeführt. Zur Erhöhung des pH auf 9,0 muß der Ammoniak in einer Menge in der Größenordnung von 500 Teilen je Billiarde anwesend seinο Um aber den pH auf annähernd 10,0 zu heben, wie es besonders bevorzugt wird, muß der Ammoniak in einer Menge in der Größenordnung von JOOO Teilen je Billiarde anwesend sein· Bei der Verwendung von Kupferlegierungen wurde ein pH von weniger als 9»0 angewendet, dies ergab aber kein besonderes Probleme

Um die unerwünschten Ionen aus dem im Kreis geführten Kondensat zu entfernen, wurden Mischbettsalzer verwendet, die bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit arbeiten. Bei der Verwendung von pH-Werten von weniger als 9 war es üblich, iii den Entsalscern Wasserstoffkationenauatauschharze rad Hydroxydanionenaustauschharze zu verwenden,. Wenn aber der

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pH beträchtlich höher liegt (z<,B₀ 9_t6 bis 10,0) denn ergab der zusätzlich erforderliche Ammoniak im System eine rasche Erschöpf ing des Kationenaustauschharzes, was eine häufige Regenerierung notvrendig machte, wobei auch eine Entfernung von Ammoniak aus dem Kreislaufsystem auftrat. Es wurde als vorteilhaft gefunden, oin ammonisiertes Eationenhara zu verwenden, um nicht nur den genauen Ammoniakgehalt (und damit den pH) des Kondensats aufrecht zu erhalten» sondern um auch einen langen Betrieb zwischen den Regenerierungen zu ermöglichen*

Bei der Verwendung eines ammonisierten Kationenharzee entsteht jedoch ein weiteres Problem, da es ein viel geringeres Rtickhaltevermögen für Natrium besitzt* Bs bewältigt zwar das Natrium, wenn es in geringen Mengen vorliegt, wie dies beispielsweise durch den Eintritt von Salzwasser durch ein Leck im Kühler oder durch die normale Einspeisung von Ergänzungswasser eingeführt wird; jedoch ist Ätznatron das richtige Regenerierungsmittel für das Anionenaustauechharz, und bei dieser Regenerierung wird Natrium in einen Teil des Bettes in solchen Mengen eingeführt, daß beim Durohlaufbetrieb ein Verdrängmoder ein Durchlaufen dieses unerwünschten Natriums auftreten kann«, Wenn die Natriumfora dee Kationenharzes unbeabsichtigt durch die Regenerierung mit Ätznatron

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bei oder in der Nähe der Harzgrenzfläche gebildet wird und dieses mit dem amnionisierten Kationenharz in der-Mischstufe, die sich auf die Regenerierung anschließt» gemischt wird, dann wird das Hatriumharz vollständig verteilt und gelangt auch in den Bereich oder in die Nähe des Bodens des Bettes, Xm Anschluß daran ersetzen beim Durchlaufbetrieb Ammoniumionen im Kondensat die unerwünschten Natriumionen in solchen Mengen, daß dies für die Turbine oder für andere Elemente des Erhitzungssystems schädlich ist. (Der Grund hierfür besteht darin, daß die Gleichgewichtskonstante oder die Affinität des Kationenharzes für Ammonium oder .Natriumionen ungefähr die gleiche ist; dies bedeutet, daß das Natrium aus dem Harz durch die beträchtlich größere Ammoniak menge im zu behandelnden Kondensat ersetzt wird·)

Bs ist deshalb wichtig, daß die Regeneration unter Bedingungen ausgeführt wird, die es ausschließen, daß eine wesentliche Menge des Natriums in das Kationenaus tauschharz oder das gemischte Bett eingeführt wird.

Der gewünschte Betrieb kann in zwei Arten erreicht werden. Bei der einen Art wird er dadurch erreicht, daß man einen Abfluß für Regenerationsmittel und Spülwasser beträchtlich oberhalb der Grenzfläche zwischen den Harzen während der

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Regeneration anordnet, d.h_o gut oberhalb der Grenzfläche im Anionenaustauschharz, welches Über dem Kationenaustauschharz liegt, wenn, die beiden Betten während der Regenerierung getrennt sind,,

Bei einer anderen Form der Erfindung werden die gemischten Harze vom Entsalzer zu einem Separator geführt, in welchem das Anlonen- und das Kationenaustauschharz in Schichten getrennt werden ο BaB Anionenaustauschharz wird dann in einen

gesonderten. Bereich bewegt» in welchem die Regeneration durch Ätznatron bewirkt wird. Das Kationenaustauschharz

wird im Abscheider durch ein saures Hegenerationsmittel rein gesonderten Behältern generiert. Die Regeneration des Anionenauatauschharzes/maoht eine effeictive Spülung möglich, um freies Alkali zu entfernen· Die beiden Harze werden dann unter Mischung in einen Harzlagerbehälter gebracht und dann in ein oder mehrere Entsalaer zurückgeführt _β

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Figur 1 ist ein Fließbild, welches ein System gemäß der Erfindung erläutert, und Figur 2 ist ein Fließbild, welches ein weiteres System gemäß der Erfindung erläutert.

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Gemäß FIg₀ 1 kann der Ionenaustausohharztank 2 von irgend» einer herkömmlichen Form sein, und er let demgemäß nur schematisch angedeutet. Der gewöhnlich einzige Eintritts- und Austrittsverteiler würde an und für sich mit Rohrleitungen verbunden sein, die Ventile für die Einstellung verschiedener Strömungsgeschwindigkeiten aufweisen, aber der Einfachheit halber zeigt das Diagramm durch Pfeile die einzelnen Strömungen an, als ob sie durch gesonderte Verteiler geliefert wurden.Die Stoma werden zunächst unter Bezugnahme

auf die in Fig· 1 gezeigte Ausftihrungsform beschrieben; andere Arbeitsweisen werden in der Folge behandelt. Das Fließbild zeigt bei 4 bzw. 6 das Kationen- und das Anionenaus- tauschharz, wie sie während der Regenerierung getrennt sind»

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Diese Harze sind bei« Durchfluß während der Mischbettarbeitsweise gemischt. Im vorliegenden Fall ist, wie dies weiter unten näher erläutert wird, das Kationenauetaueohhärz von fc der Wasserstofftype, aber ammonisiert, während das Anionenaustauschharz von der Hydroxyd type ist«, Zahlreiche Harze dieser Typen sind bekannt, und sie brauchen nicht besonders beschrieben werden. Das Kationenaustauschharz ist von höherer Dichte als das Anionenaustauschharz, so daß eine Schichtfntrennung durchgeführt werden kann.

Eine typische Anlage, bei der die Erfindung besondere brauoh-

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bar ist, ist gezeichnet» Beim Durchlaufbetrieb verläuft das entsalzte Wasser von der Ionenaustauscheinheit durch die Verbindung 8 zu gewöhnlichen Wärmeaustauschern 10 und dann zum Boiler 12, der Dampf für den Antrieb der Turbine 14 erzeugt, welche den Dampf dem Kühler 16 zuführt, von wo aus er durch die Verbindung 19 zum Ionenaustauscher zurückgeführt wird. Ergänzungswasser wird beispielsweise bei 18 zugeführt, Herkömmliche Pumpen und andere zugehörige Einrichtungen sind nicht gezeigt„ Der Gesamtzweck der Anlage besteht in einer Entsalzung zwecks Entfernung von Peststoffen, wobei gleichzeitig ein ausreichender Ammoniumgehalt im System aufrecht erhalten wird, um eine Korrosion gering zu halten. Bei einer typischen Arbeitsweise in einer Hoch» druekboileranlage bestehen hohe Strömungsgeschwindigkeiten durch den Entsalzer in der Größenordnung von 25 l/min/dm Querschnittsfläche.

Verschiedene Eintritte sind vorgesehen (gewöhnlich durch mit Ventilen versehene Rohre). In den Boden des Entsalzers kann bei 20 Luft, bei 22 Wasser, bei 24 Ammoniak (wäßrige Lösung) und bei 26 saures Regenerierungsinittel (Schwefel» säure) eingeführt werden. In die Oberseite des Entsalzers kann V/asser bei 30 und alkalisches Regenerierungsmittel (Ätznatron) bei 32 eingeführt werden. Ein Ventil sram Leerlaufenlassen des Unterteils und zum Ablassen von Luft ist

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bei 28 vorgesehen ο Bine oberer Auslauf- und eine untere Entleerungcverbindung sind nicht geseigt, sie sind aber in der üblichen Weise vorgesehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine spezielle Anordnung eines Abstromsammlers vorgesehen, der wie gewöhnlich durch ein durchbrochenes Rohr 34 gebildet wird und mit einem Auslauf 3S verbunden ist. Beim gewöhnlichen Entsalzer der Mischbettype, bei dem Harzgranalien durch Flotation für die Regeneration getrennt werden, ist der Abstromsammler 34 unterhalb der Grenzfläche zwischen dem Anionenaustausch und dem Kationenaustauschharz angeordnet» Gemäß der Erfindung ist der Abstromsammler 34 anders angeordnet, und zwar ein StUck oberhalb der Harzgrenzfläche 38 ₀ Der Abstand oberhalb dieser Grenzfläche, er ist mit S angedeutet, kann zwischen einem Minimalwert von nur 25 mm bis zu einem Maximalwert liegen, der aus einem praktischen Standpunkt nicht größer

als etwa 75 mm sein muß, obwohl dieser Abstand ohne Schaden größer sein kann, nur daß die Kapazität des Anionenaustausch« harzes nicht ausgenützt wird. Der untere Wert von D eignet sich für Sntsalzer mit einem kleinen horizontalen Querschnitt, während die größeren Werte verwendet werden 3ollen, wenn die Querschnitt sfläche groß ist, um eine unerwünschte Wanderung von HatriuMionen zu vermeiden» Entsprechende Betrachtungen werden weiter unten angestellte

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Dia Beschreibung deo Verfahrene beginnt sireckmäßigerweiae mit den, Bedingungen, die beim Durchlauf zu dem Zeitpunkt herrschen» bei dem eine Regenerierung notwendig ist.

Bei einem Mischbettbetrieb sind dann die Harze gemischt, imd es findet ein gewöhnlicher Betrieb statt, wobei Anionen durch die Granalien des Anionenaustausehharzes unter Abgabe von Hydroxylionen ins VJaeser entfernt werden, währand metallische Kationen unter Abgabe * ' von Ammoniak is Wasser entfernt werden₀ Da das Kationenaustauschharz

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mit Ammoniak gesättigt ist, verläuft jeder Ammoniak, der durch das Mischbett strömt» ohne Absorption_o Eine Kieselüäureentfernung findet wie gewöhnlich statte

Bei der Vorbereitung aur Regeneration wird der Durchlauf von Wasser unterbrochen, und Rückwaschverbindungen werden hergestellt, wobei das Rückwaschwasser bei 22 eintritt und durch eine Abwasserverbindung aus dem oberen Ende des Austauschers austritt. Um eine Waschung zu bewirken, insbesondere wenn kein Vorfilter verwendet wird, dann kann die RückwaschwaseereinfUhrung durch Einführung von luft bei 20 (nach dem Ablassen) abgevmdelt werden» um eine wirksame Entfernung jeglicher Schmutzansammlung einschließlich unlöslicher Metalloxydabscheldungen sicherzustellen* Anschließend wird diese RUckwaschurig fortgesetzt, und der Wasserstrom kann in der

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üblichen Weise herabgesetzt werden» um die gewünschte Sedimentation der Harzgranalien zu bewirken, so daß das dichtere Xationenaustauschharz eine untere Schicht, wie bei 4 angedeutet, ergibt, während das leichtere ^ionenaustauschharz eine obere Schicht, wie bei 6 angedeutet, ergibt. Sine solche Sedimentation der Schichten ergibt eine ziemlich gut definierte Crrenaflache 38, welche am Ende der Sedimentation unterhalb der Abstroiäverbindung 34» wie oben beschrieben, liegt, so daß W die Abstromverbindung gut innerhalb des unteren Teils des Anionenaustauschbette liegte .

Dann wird die Regenerierung vorgenommen» Zwar ist die Abfolge der Regenerierung von nicht zu großer Wichtigkeit, und die Säureregenerierung des Eationenaustauschbet.tes kann der alkalischen Regenerierung des Anionenaustauschbettes vorhergehen, es ist aber für eine äußerst wirksame Entfernung des gesamten möglichen Natriums erwünscht, eine alkalische Regenerierung ^ des Anionenaustauschharzes zuerst vorzunehmen»

Für diesen Zweck ist es erwünscht, einen kleinen Aufwärtsstrom von Wasser durch die Verbindung 22 au schaffen, damit eine Barriere gebildet wird, während das alkalische Regenerierungsmittel durch die Verbindung 32 nach unten fließt» Die Abstromverbindung % wird geöffnet, so daß Flüssigkeiten, die sowohl* nach unten als auch nach oben strömen, abfließen können»

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Wegen der Tatsache, daß die Abstromverbindung oberhalb der Grenzfläche liegt, wird wirksam verhindert, daß Ätznatron in das Kationenaustauschharzbett dntritt. Dies ist es, was vermieden werden muß«, Der Seil des Anionenaustausehharzes ■unterhalb der Abstronnrerbindung 34 wird natürlich nicht . vollständig regeneriert, aber dies wird hingenommen, um eine wirksame Verhinderung des Eintritts von Natrium in das Kationenaustauschharz zu verhindern₀

Die Regenerierung des Anionenaustauschharzes durch das alka-IiSChS Eegenerierungsmittel kann wie Üblich ausgeführt werden, wobei die gewünschte Alkalikonsentration, Fließgeschwindigkeit und Kegenerierungszeit eingehalten wird« V/ena gemäß dieser Arbeitsweise die Regenerierung dee Aniönenaustauschharzes oberhalb des Austritts 34 zu Ende ist₉ wird der Pluß des Regenerierungsniittels unterbrochen, tmd es wird eine Spülung vorgenomoaen, indem Wasser durch die Verbindung 30 eingelassen, wird, wobei ein langsamer tfasserstrom durch die untere ¥©rbissdung 22 fortgesetzt wird, um einen möglichen Fluß in das Katione-aaustausclihsrs zn verhindern« Das Spulen wird ia erwünschter Welse langer fortgesetzt» als ©Θ gewöhnlich der Pail ist, und zwar iai Interesse einer weitgehenden Entfernung des gesamten Hatriutns«,

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Die. Regenerierung des Katiohenaustauschbarzes wird dann in der Üblichen Weioe dirrcii Einführung von Schwefelsäure bei 26 vorgenommen » Um einen Strom des sauren Rfrgenerierungsmittels in den oberen !Dell des Anionenaustauschharzbettes zu verhindern, wird ein langsamer Wasserstrum bei 50 eingelassen* Das saure Begenerierungsuiittel strömt natürlich durch den Seil;des Bettes 6 unterhalb der Abstromverblndung 34 unter Absorption von Sulfationen, aber die Nichtausnützung des unteren Seils des Bettes kamt toleriert werden, insbesondere weil dieser Strom "außerdem noch dazu, dient, von diesem Teil des Bettee B jegliches reetüche Natrium zu entfernen. Im'Anschluß an öler Beendigung der sauren Regenerierung wird ejijae Spülion^ 33it Waaser, das bei 22 eintritt, ausgeführt. Das Ergebiilg der obigen Vorgön^ö ist natürlich tie Entfernung vöa Aaaaoßiait aus dem Bett 4» wobei das ^tionenaue~ -tsueohharz In' seiner Wasserstofform sorückbleibt. Im An-Schluß an das Spülen sät Entfernung der restlichen Säure* wirdlgelSste? Assooniak bei 24 eingeführt, um das Bett 4 duroh Ei-eat^ ά®@ Ifasserstoffe durch Ammoniak zu sttttigen« Die Äpöpßiöierang das Kationenaustauachharsses verhindert ej^ifii Absorption von iuBöyaniafc, wenn die Vorriohtung auf Durchlauf geachaltet iet„ j

Angönownen, der Betrieb soll mit einem gemischten Sett mrg*- werden, dann wird das Wasser aus dem Tan^ 2

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und Luft wird eingeführt, um eine sorgfältige Mischung des Harzes zu bewirken«, Im Anschluß an eine solche Mischung kann der Durchlaufbetrieb wieder aufgenommen werden,, Wenn der pH aufgrund eines Ammoniakverlustes unzureichend hoch ist, dann kann weiteres Ammoniak an einem geeigneten Punkt des Systems eingeführt werden»

Zwar -wurde die obige Arbeitsweise so beschrieben» daß die Harze während des Durchlaufbetriebs in Form eines gemischten Bettes vorliegen, es ist jedoch klar» daß die beiden .Betten zu allen Zeiten getrennt bleiben können, wobei das Wasser zunächst durch das Anionenaustauschharz und dann durch das Kationenaustausehharz strömt.

Ώβτ wichtigste Gesichtspunkt ist die Verhinderung einer Wanderung von Natrium in das Kationenaustauschharz. Wenn dieses Harz mit dem Ziel einer Verhinderung bei Entfernung von Ammoniak aus dem System während des Durchlaufs ammonisiert wird, dann kann Natrium hindurchlaufen, wenn Natriumkatiönenharz in unbeabsichtiger Weise gebildet wirdo Das Natrium gelangt dann in das Kraftanlagensystem mit der JiögpLichkeit einer Abscheidung in der Turbine oder im Boiler. Was jedoch verhindert werden soll iBt der Eintritt von solchen Mengen Natriumharz in das Kationenaustauschbett (und schließlich in das Mischbett), daß ein Durchlaufen von Natrium verursacht

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wird. In anderen Worten heißt daß, die Kapazität des Kationenaus tauschharzes, welche zwar wegen der Ammonisierung reduziert wird, ist groß genug, den normalen Einstrom von Natrium in das System zu bewältigen, aber es ist nicht in

ung
der lage, die Verdräng/oder das Durclilaufen von Natrium au verhindern, das von. einer unsauberen Regenerierung herkommt«,

Das ammonisierte Kationenaustauschharz ist fähig, andere Metalle, wie Z₀B₀ diejenigen, die eine Wasserhärte ergeben, und diejenigen, die in lösung als Folge einer Korrosion anwesend sind, beispielsweise Bisen und Kupfer, zu ent fernen „ Die Metalle, die aufgrund einer Korrosion anwesend sind, liegen jedoch mit höherer Wahrscheinlichkeit in einem unlöslichen Zustand vor und werden durch Filtrationswirkung des Bettes entfernt; diese werden dann daraus durch Rückwaechung entfernte .

Bs wurde zwar nur eine spezielle Arbeitsweise beschrieben, aber es können die verschiedensten Alternativen verwendet werden*

Beispielsweise kann das saure Regenerierungsmittel, anstelle daß es nach oben fließt, beim Verteiler 54 eingeführt werden und durch das Kationenaustauschharz nach unten Strumen.

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In einem aolchen Falle kann das Spülen, welches im Anschluß an die Säureeinführung vorgenommen wird, auf dem gleichen Wege vorgenommen werden*

Der Ammoniak kann an der Oberseite der Einheit eingeführt werden» so daß er durch,beide Betten hindurchströmt_f oder er kann in den Verteiler 34 eingeführt werden, so daß er nach unten strömte Bs gibt aber auch wesentlich ander DurchfUhrungsart der Ammonisierung. Im Anschluß an die Re-

generierung durch Alkali und Säure in irgendeiner Heihenf olge und im Anschluß an die Spülung können die Betten gemischt und dann in Betrieb genommen werden« Das Kationenaustauschhara liegt dann in der Wasserstofform vor, und die Entsalzung verläuft in der üblichen Weise _o Der Ammoniak im System ammonisiert dann allmählich das Kationenaustauschharz, bis das KationenaustauBchhara ammonisiert ist. Der Ammoniak verdrängt nicht die Kationen, -die durch das Harz in seiner Wasserstofform entfernt werden, und die Entfernung dieser Ionen verläuft fort, auch nachdem die Ammonisierung vollständig zu Ende ist. Etwas zusätzlicher Ammoniak wird natürlich im System nötig sein, um die Ammoniserung, die eintritt, in Rechnung zu stellen, obwohl, nachdem diese zu Ende ist, kein weiterer Ammoniak mehr absorbiert wird.

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Die iet^fcere Arbeiisseise fr#*m als »ι ι laSM betrachtet werden, wobei das Kationenaustausebharz einen sauberen Austausch bewirkt, sich aber allmählich von. der Wasserstoffor® in die esssonisierte Form verändert.

Biner der Haupirrorteile der Erfindung besteht in der Möglichkeit der Sichersteilung; eines langen Durchlaufe zwischen Eegenerierungeno Die Einsparung an Aaeaoniak ist ebenfalls beträchtlich, wobei aber eine hohe ^siscmiakkonzentration axif recht erhalten wird, so daß pS-¥erte erzielt werden_s die für die Verhinderung einer Eisankorrision erforderlich sind« EisenoxyöL wird wirksam entfernt und die Entfernung too. Kupfer ist ebenfalls zufriedenstellend· Kieselsäure und Natriumchlorid werden unter den Bedingungen eines gewöhnlichen Kühlerlecke als auch bei einer gewöhnlichen Wassererganscung aasreichend entfernt«

Figar 2 bezieht sich auf eine zweite Durchfährmigsform der Erfindung, welche praktischer ist« wezai eine Seihe von Kischbettaustaitsuhem Terwecöet werden. Bei diesem System findet eine HegenörieruDg ia geeondertön Kaaeern statt, so daß ein Austauscher, der regeneriert werden moB_t nxar eine miniiEsale Zeit aufler 3Betrieb ist» Ein einstiger Miachbettauatauscher ist bsi 50 geaaigt» aber es ist 2dar_e daß dieser in der Hegel mxr einen von mehreren aolchen Austausohern

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darstellt, die gewöhnlich derart parallel gesehalt si sind, daß, *:enn einer regeneriert wird, die anderen aktiv bleiben. Zur Erläuterung der Erfindung braucht lediglich dar Betrieb eines einzigen Austauschere beschrieben werden, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß gewöhnlich die Bsgenerierang der einzelnen Austauscher aofeinanderfolgeDd diarehgeführt wird. Der Eintritt und der Austritt für den Bureblanfbetrieb sind bei 52 xmä. 54 gezeigt _s In dieser l"i^jr sind die Terbiadmisjen in der üblichen Weise dargestellt, wobei einige Ventile eingezeichnet sied; Peiqpen taad andere Hllfsvorrlciitangea sind jedoch weggelassen. Sie wirkliches, !erbindungen können die verschiedensten Formen besitzen, 12nd es ist leicht einEasehen, daS richtige Verbindmigen vorgesehen werden, so daß die verschiedensten Strömungen geschaffen werden, die noch beschrieben werden sollen»

Bei dieser Ausführnngsfona nebiaen die Austauscher nicht an der eigentlichen Regenerierung tail (mid infolgedessen können sie wahrend längerer Betriebszyklen aktiv sein)· Bei der Regenerierung werden Hilfstanks verwendet, vcrn. denen der wichtigste der Separator und der Zatiönanrsgsnarator $6 1st· Dieser ist gezeigt, wie ear sowohl das 56 als auch das KationecaisstauscMiars 60 in getrenntea Zu— stand enthält, Sie Grenzflliehs ist bei 59 gezeigt. Die einzelnen Harze können, wie oben beschrieben_P ein

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schiedliehes spezifisches Gericht besitzen, so daß sie sich, leicht beia Absetzen aus einer Suspension trennen. Ein üblicher träger, der in der üblichen Vieise als Gitter 62 gezeigt ist, verhindert ein Auslaufen des Harzes aus der Unterseite des Tanks» lUjhrverbindungea 64 und 66 sind mit einen Bohr 6? verbunden, die su einer Leitung 68 verlaufen, durch welche,, wie später erläutert, die Harze in Fora einer wäßrigen Suspension Mndurehlaufen.

Ein jeder dar Austauscher ist mit einer oberen imd einer unteren leitung 70 tmd 72 für den Sinstrom und den Auöatroxn des Harass versehen. Die Harze rohen auf eines Träger 74, der die übliche For» aufweisen kann, um ein Auslaufen des Harses alt dea behandelten fässer su verhindern* Die Verbindungen 70 «nd ?2 verlaufen ait ^eigneten ¥entilen sur Leitung 68_to Der Separator 56 ist mit Eintritten 76, 78 bzw* K) für luft, Wasser und saures Eegenerierun^ssittel ausgerüstete Bntleersnigs- und Vsntilierungsverbindungen der übli-

nicht
chen Type sind/gezeigt=.

Bine Verbindung 82 für die Einführung von Wasser steht mit einem Verteiler 84 iß TerMnduag, der aus einer Reihe vea Bohren bestehen kann, welche Öffnungen aufweisen, die ein Auslaufen des Harzes verhindern _E Bin AbIaS 86 in Form sines geknickten Rohrs ist vorgesehen, wobei das obere offene

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Ende 88 unterhalb das Verteilers 84 auf einer solchen Höhe vorgesehen ist, daß ein Abstand B über der normalen urensfläche 59 zwischen dem Anionen- und dem Kationenaustauschhars, waim diese in Schichten getrennt sind, besteht· Der Abstand B kann von einer Größe sein» vie es im Zusameenhang mit Fig« 1 beschrieben ist, beispielsweise kann er nor 25 im in kleineren Tanks bis zu ungefähr 75 aaa in größeren Tanks betrogen· Ein größerer Vert für B ist im allgemeinen tmnötig und stellt lediglich eine gewisse Hichtaussatztmg von. AnionenaustauBchharz 53 dar« Mt dem Abstand B soll lediglich sichergestellt «erden, daß ein minimaler Prozentsatz &ationenaustauschharz in Anionenaostauschbereich des Separators vorliegt _o

Ber Ablaß 86 steht bei 90 über ein Ventil alt des senkrechten Rohr 6? in Verbindung.,

Bei dem in Figo 2 erläuterten System wird das tausebhars getrennt voa Xationenaustauschhars regeneriert_y wobei die in der folge angegebenen Vorteil© erzielt warden, xmä, für diesen Sveck iöt eia gesonderter Segenorationebehälter §2 Torgesehen, dessen oberes Snde bei 94 diirch ein Ventil ait der Leitung 67 verlranäen ist« Wasser kann in die Oberseite des Behälters $2 bei. 96 eintreten, und an Boden dee Behälters ist eine Leitung 96 für den Sintrltt eines

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alkalischen Regenerierungsmittels vorgesehen,, Ein Auslauf 100 ist ebenfalls angedeutet„ Bei 102 ist eine mit einem Ventil versehene Verbindung zwischen dem unteren Teil des Behälters 92 oberhalb des perforierten Trägere 104 und dem Rohr 67 vorhandene . "

Bei diesem System ist iss ebenfalls erwünscht, daß ein gesonderter Harzlagertank 106 für die zeitweilige Aufbewahrung der gemischten Harze, die regeneriert .worden sind, vorgesehen ist« An der Unterseite dieses Tanks ist ein Einlaß 108 für Ammoniak (in wäßrigsr Lösung) und weiterhin ein Auslaß 110 vorgesehen, der über das Rohr 112 mit der Leitung 68 verbunden ist· Die Oberseite des Tanks ist bei 114 mit der gleichen Leitung verbunden· Geeignete Ventile sind ebenfalls vorgesehen, Die Leitung 68 besitzt eine mit einem Ventil versehene Entleerungsverbindung 116« Weiterhin sind Wasserverbindungen 118 bzw. 120 an der Oberseite und am Boden des Tanks, eine Ventilierungsverbindung 122 und eine untere Lufteinlaßverbindung 124gezeigte

Bs wird darauf hingewiesen, daß dl« Durchlaufverbindungen in Figo 2 denjenigen entsprechen» die In Figo 1 gezeigt sind, wobei das System besondere für die Verwendung bei einer Dampf turbinenkraftanlage mit dem gleichen Zveck, wie er oben beschrieben wurde, geeignet ist₀

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Der Betrieb ist wie folgt: .

Wenn einer der Batterie von Austausehera eine Regenerierung braucht, dann werden die entsprechenden Leitungen abgeschalten, und die darin vorliegenden gemischten Harze werden durch den Austritt 72 und durch die Leitung 68 in den jetzt leeren Separator 56 durch die Verbindung 64 übergeführt., Wenn diese Überführung zu Ende ist, dann kann Harz aus dem Vorratstank 106, das sich im>regenerierten Zustand befindet» unmittelbar anschließend mit Hufe der Verbindung 110 und mit Hilfe der Leitungen 112 und 68 sowie der Verbindung 70 in den Austauscher eingebracht werden, und dieser kann sofort wieder in Betrieb genommen werden«, Durch diese Anordnung wird die Zeit, während der. sich der Austauscher nicht

.er

in Betrieb befindet, klein gehalten« und/ braucht nicht während der Regenerierung der Harze auller Betrieb seine '

Die gemischten Harze im Separator «erden in erwünschter ' V/eise zunächst ruckgewaschen, während sie sich im gemischten Zustand befinden« um die Feststoffe zu entfernen« die während des Durchlaufbetriebs herausgefiltert wurden« Die Rückwaschung kann in einem aufwärts gerichteten Waseerstroai von geeigneter Geschwindigkeit bestehen, der sich mit einem Ablassen und einem Luftstrom abvfechselt, um eine Waschung zu erzielen» Nachdem die Peststoffe, einschließlich Metalloxyde, weitgehend entfernt worden sind, wird die Geschwindig-

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keit des VJasserdurchlaufs wie Üblich heraussetzt, um eine Sedimentierung der Harze und ihre Trennung in Schichten in den in FIg₀ 2 erläuterten Zustand zu bewirken» in welchem das Anionenaustauschharz 58 über dem Kationenaustauschharz 60 liegt, wobei die Grenzfläche 59 unterhalb des offenen Endes 88 des Ablasses 85 liegt und der Abstand den Betrag Dj wie oben beschrieben» ausmachte

Bei der nächsten Stufe wird das Anionenaustauschharz 58 in den Anionenrogenerator 92 Überführt. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß die Verbindungen bei 90, Sl und 94 geöffnet werden, um eine Überfuhrung des Harzes zu bewerkstelligen, wobei Wasser bei 82 eingeführt wird, um eine Fluidisierung des Harzes 58 zu gewährleisten, damit die ausströmende Suspension durch den Ablaß J36 fließt. Der Teil des Harzes oberhalb des Pegels 88 wird somit überführt, wo«-* ^ bei eine kleine Henge zwischen der Oberseite des Ablassee und der Grenzfläche 59 im Separator 56 verbleibt. Was hier erwünscht ist, ist eine Übeirführung des Anionenaustausohharzes mit einem minimalen ©ehalt an Eatlonenaustausohhars·

Im Anschluß an diese Überführung des Harzes 53 wird eine getrennte Regenerierung der beiden Harze vorgenommen.

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Sas Kationenauatauschbarz 60 wird im Separator 56 durch einen nach oben gerichteten Fluß einee sauren Regenerierungsmittels (gewöhnlich Schwefelsäure) regeneriert« Im Anschluß daran wird wie Üblich-eine Spülung vorgenommen, entweder mit einem aus der Verbindung 82 nach unten fließenden Wasser oder einem aus der Verbindung 76 nach oben fließenden Wasser ο Das Spülwasser wird in der üblichen Weise verworfen „ Sas Kationenaustauachharz 60 wird dabei in seiner Wasser* Btoffora zurückgelassene "

Das ^ionenaustauschharz wird im Behälter 92 durch Behandlung mit Ätznatron, das bei 98 eintritt, regenerierte Im Anschluß an die Regenerierung wird durch Wasser, das bei eintritt und bei¹ 100 austritt, eine Spülung bewirkt· Bas Ergebnis besteht darin, daß das Anionenaustauschharz in seinem Hydroxylzustand zurückbleibte Was hier besonders erwünscht ist, ist die vollständige Entfernung jeglichen Ätz» natrons, so daß eine sehr minimale Menge desselben später in das Mischbett eingebracht wird· Wenn bei der Trennung der Harze Sorgfalt verwendet wird, dann wird nur eine kleine Menge Kationenharz in den Anionenregenerator überführt« Bine möglichst geringe Überführung ist äußeret erwüneoht, da das

Natrium mit tfatriumhydrozyd behandelte Kationenaustauschharf/aufnimrat und schließlich Natrium an das entsalzte Waeeer abgibt. Die getrennte Regenerierung des Anionenaustausehharzes

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verringert die WahrsoheiaüLiplikeit, düß Natrium ta das *öaenaustawöb&ar2! im Separator eintritt» wie es Im falle der Aus^ührungsf örm -von jPigl 1 trotz der Ausbildung von Strüimmgsbarrieren,, wie dies oben beschrieben ist, der Fall sein kamt*

Im Anschluß an die Regenerierung beider Harze werden beide durch die üblichen Verbindungen i& den Harzlagertänk 106 fließen gelassen_o Ifaohdem sie in dep fanh: überfuhrt worden sind, können die beiden Harze noch im wesentlichen getrennt sein, aber durch die Einführung von Wasser und Luft in einem verhältnißinäöig heftigen Strom kann eine gute Mischung erreicht werden,,

Nachdem eine Mischung erreicht ist, ist es erwünscht, eine AiBjaonißerung des EationenauBtauaohliarzeö vorzunehmen, und für diesen Zweck kann bei 108 Ammoniak eingeführt werden« Diese Ammonisierung kann aber auch später erfeigen_f wenn die gemischten Harze in den Austauscher 50 überführt? slnd_f wobei die Anaaonisierung entweder hierin oder allmählich! durch Zugabe van Ammoniak zum System an irgendeinem geölgiie= ten Punkt bewirkt wirdo Am Ende liegt das Eationeahara in seinem ammonisierten 'Zustand vor<.

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Durch die Verwendung des Vorratstanks 106 wird ein Aufnahmebehälter für regenerierte Harze geschaffen« trotz der Tatsache, daß der Austauscher, von dem die Harze erhalten wurden, bereits wieder in Betrieb istο Dies führt zu einer wirksameren Ausnutzung der Austauscher,,

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Kondenäätreihigungstrerfahren, bei welchem eine hohe Kondensatstri3immgsgisch-»ana£|fceit durch einen Entsalzer besteht, der AnionenaustausOhnarz^analien aiit' einer verhältnismäßig geringen Dichte tmd z\ÄÄäes¥BbBchließehd afflmoriisierte KiationBB-austausohharzgranalien mit einer verhältnismäßig hohen Dichte enthält, d a d u r c. h g e k » η η ζ e i c h η e t , daß man die Harze in zwei Betten.trennt» wobei die Kationenaustauschharzgranalien das untere Bett bilden, daß man zwei Teile des genannten oberen Bettes einrichtet, von dem ein ■unterer Teil mit einem kleineren Volumen über dem unteren Bett der Eationenaustauschharzgranalien liegt und von dem ein oberer Teil über dem genannten unteren Teil liegt und dabei vom unteren Bett der Eationenaustauschharzteilchen isoliert ist, daß man mit Alkali nur die Anionenaustauschharzgranalien des oberen Teils des genannten oberen Bettes ohne Regenerierung der Anionenaustauschharzgranalien des unteren Teils des genannten oberen Betts regeneriert, daß man überschüssiges alkalisches Regenerierungsmittel vom genannten oberen Teil entfernt _r daß man mit Säure die Kationenaüatauschharzgranalien des genannten unteren Betto regeneriert, daß man daß überschüssige saure Regenerierungs-

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   mittel yom gemannten iurfceron Sett entfernt, «ad daß man die genannten KationenaustausclüiarzegranBaien ammonieiert_β

   Verfahren nach AjisprucH f_# d a d u r s h $ g gc β & & * zeichnet , da0 die KikeJLiregen0r&£P&& &ß? Anionenaueitau0öhharzgranalisn des oberen 3?#^a des ,plieren Bette ausgefUnrt ifird, yäfcren^.die Örsnal.iyen.äe^j0freja ü?eU.s rom Ü?eil des öfeeiren^

   Verfahren nach Aiispruch f_f 4 % ί 'Ö⁴* e lit |§ Mftjiseichnet, daß die Alkaliregenerierung der AnionenaustauscnharzgranalieBL des oberen Teiläi des oberen Betts ausgeführt wird, während die äraaalien des öperejöi feile auf dem unteren Teil dieses Belts liegen,

   4« Verfahren nach Anspruch !,dadurch, gekennzeichnet ,· daß sich an die genannten Regenerierungen heider Harze eine Kttsehung zwecks Kondensatentsalzung anschließt O . ,

   5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich an die genannten Regnerierungen "beider Harze eine Mischung zwecks Eondeneatentsalzung anschließto .

   6. Verfahren nach Anspruch. 3» dadurch gekenn-

   z e i ο h η e t , daß sich an dia genannten Regeneriemmgcin Harae e;lne Misoliimg zweck ß Kondenaatentsalzung: an-«

   BAD

   b Vorrichtung sur Burohführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6* Ö. a d u r c h g e k e η η ζ e i c h ■net , daß ele folgende Teile aufzeigt i Einen Behälter (2) für Anionenaustauschharzgranalien (6) mit verhältnismäßig niedriger Dichte und für mindestens abschließend aBunonisierte £ationenaustauschharzgranalien (4) mit verhältniemäßig hoher Dichte, wobei die Granalien der einzelnen Harze in ein oberes Bett dee Anionenaustauschharzes "und ein "unteres Bett dee Kationenaustauschharzes 'getrennt Verden könnenj Züflußverbindungen (19_f 28, 30* 32) am oberen iüeil tmd 2-aflußverbindungeii. (20, 22, 24, 26} am tmteren Teil des genannten Behälters (2)j und eine Aueflußverbindung (34)» die im Anionenaustauechharzbett (6) und beträchtlich oberhalb der Grenztlache (38) 2swi8ohen den Betten, wenn die Harze getrennt sind, angeordnet ist*

   ο Vorrichtung nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußverbindung (86J derart ang'eordnet ist, daß Anionenaustauschharzgranalien in wäßriger Suspension entfernt werden können, und daß ein Wasser« eintritt (82) oberhalb der genannten Ausflußverbindung (86) vorgesehen ist, um die AnionenaustauschhariEgranalien oberhalb der genannten Aueflußverbindung (86) zu fluidisieren₀

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