DE2936999A1

DE2936999A1 - Verfahren zur regenierung von ionenaustauschern

Info

Publication number: DE2936999A1
Application number: DE19792936999
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Heinz-Josef 4200 Oberhausen Brands
Original assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Current assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1979-09-13
Publication date: 1981-04-02

Description

Verfahren zur Regenerierung von Ionenaustauschern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von Ionenaustauschern aus einem Mischbettfilter mittels extener Regeneration.
Die Ionenaustauscher eines Mischbettfilters müssen von Zeit zu Zeit regeneriert werden, um eine gute Wirksamkeit des Filters zu gewährleisten.
Dabei werden bekannterweise die erschöpften Anionenaustauscher mit Natronlauge und die erschöpften Kationenaustauscher mit Salz- oder Schwefelsäure behandelt.
Bei den bekannten internen Regenerierverfahren verbleibt das Ionenaustauschermaterial im Arbeitsfilter, wird dort durch Rückspülung getrennt und bei der nachfolgenden Sedimentation setzen sich die Austauscherkomponenten entsprechend ihrem jeweiligen spezifischen Gewicht mehr oder weniger gut getrennt in Schichten übereinander ab. Bei den gebräuchlichen Harzaustauschern setzt sich der schwerere Kationenaustauscher zu unterst ab und darüber der leichtere Anionenaustauscher. Dabei tritt jedoch keine scharfe Trennung der einzelnen Materialien ein, sondern es bildet sich zwischen diesen eine Übergangszone aus, in der Teile beider Austauscherkomponenten vorhanden sind. Dies führt nun bei den üblichen internen Regenerationsverfahren dazu, daß bei der Regeneration des Anionenaustauschers mit Natronlauge auch ein Teil des in der Übergangszone vorhandenen Kationenaustauschers mit dem Natrium der Natronlauge beladen wird.
Durch diese interne Fehlbeladung des Kationenaustauschers wird nach seiner Wiedereinbringung in das Mischfilterbett die Qualität der hiermit gefilterten Flüssigkeit dadurch gemindert, daß sie einen erhöhten Natriumgehalt aufweist.
Der Gehalt an Natrium kann dadurch vermindert werden, daß man die Ionenaustauscher zusätzlich mit Ammoniak behandelt, vergleiche hierzu z.B. DE-AS 19 06 529.
Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Ammonisierung des Kationenaustauschers einen zusätzlichen Regeneriervorgang darstellt, bei dem zusätzliche Chemikalien verbraucht werden und die Ammonisierung selbst sehr lange Zeit in Anspruch nimmt, wenn man eine hinreichende Natriumverdrängung im Kationenaustauscher erreichen will.
Bei einem weiteren, als "Triobed" bekanntgewordenen internen Mischbettfilter-Regenerationsverfahren, vergleiche hierzu Prospekt der Fa. Dia-Prosim "Das Triobed-System", befindet sich im Filterbett außer dem Anionenautauscherharz und dem Kationenaustauscherharz noch ein Inertmaterial, dessen spezifisches Gewicht zwischen dem des verwendeten Anionen- bzw. Kationenaustauscherharzes liegt.
Bei der üblichen Trennung der Fiitermaterialien im Mischbettfilter kommt das Inertmaterial zwischen dem Anionen-und Kationenaustauscher zu liegen. In der Inertschicht ist bei dem bekannten Verfahren ein Drainage-System eingelagert, welches eine interne Regenerierung des Mischbettfilters ermöglicht. Bei der Natronlaugeregenerierung wird die Lauge durch das Filter von oben her in das Filterbett eingeleitet und verläßt den Filterbehälter über das oben genannte Drainage-System. Hierbei kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, daß ein Teil des Kationenaustauschers, der innerhalb der Inertschicht liegt, mit der spezifisch schwereren Natronlauge in Berührung kommt.
Das heißt, auch in diesem Falle muß mit einer Natriumleckage in der gefilterten Flüssigkeit gerechnet werden.
Es ist ferner bekannt, dießrschöpften Anionen- und Kationenaustauscherharze eines Mischbettfilters außerhalb des eigentlichen Filterbehälters zu regenerieren.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art, vergleiche DE-OS 27 43 608, wird die erschöpfte Austauscherharzmenge eines Arbeitstaktes vor deren Trennung durch eine aufwärtsströmende Flüssigkeit mit einer Austauscherharzmenge in der Größenordnung, wie sie in der erfolgten Trennung zu erwartenden Mischharzzone vorliegt, zusammengeführt und nach erfolgter Trennung der Anionen- und Kationenaustauscherharze der vergrößerten Gesamtharzmenge aus dieser ein gleiches Mischharzvolumen wieder abgeführt. Die reinen Harzkomponenten werden getrennt regeneriert und anschließend für einen neuen Arbeitstakt bereitgestellt. Der abgeführten Mischharzmenge wird die gesamte erschöpfte Austauscherharzmenge des folgenden Arbeitstaktes zugegeben und die obigen Vorgänge wiederholt.
Dieses bekannte Regenerierverfahren ist jedoch recht umständlich, da es eine Vielzahl von Überführungssystemen in eine größere Anzahl von Hilfsbehältern erfordert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein möglichst einfaches und sauber arbeitendes Regenerierverfahren für Ionenaustauscher aufzuzeigen, bei der das Auftreten einer internen Natriumleckage völlig unterbunden wird, was insbesondere für die Gewinnung eines äußerst reinen Kondensates, wie es z.B. beim Betrieb von Kernkraftwerken benötigt wird, wichtig ist.
Erreicht wird dies durch die in den Patentansprüchen dargelegten Maßnahmen.
In der beigefügten Figur ist eine entsprechende Apparatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
Hierin ist mit 1 das Arbeitsfiltergehäuse mit dem Zufluß 1' und dem Abfluß 1" bezeichnet, in dem nach erfolgter Rückspülung über das angedeutete Rückspülsystem 2 bekannter Bauart und nachfolgender Sedimentation sich das Anionenaustauscherharz A, das Inertr.laterial I und das Kationenaustauscherharz K in übereinanderliegenden Schichten abgesetzt haben.
In der Inertschicht I ist ein Abzugsystem 3 bekannter Bauart angedeutet, welches über die Zuleitung 4 mit einem externen Regenerationsbehälter 5 für den Anionenaustauscher A verbunden ist. Nachdem das Anionenaustauscherharz A in den Behälter 5 überführt ist, erfolgt über die Zuleitung 6 die Zugabe der regenerierenden Natronlauge. Uber die Ableitung 7 kann das so behandelte Anionenaustauscherharz A abgezogen und zur weiteren Verwendung in das Mischbettfilter 1 zurückgeführt werden. Die Regenerierung des Kationenaustauscherharzes K kann im Filtergehäuse 1 selbst durch Zugabe einer geeigneten Säure, z.B. Salzsäure, nach der Entnahme des Anionenaustauscherharzes A erfolgen.
Das Abzugsystem 3 kann auch innerhalb des Anionenaustauscherschicht A, vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Inertschicht I verlegt sein, wenn eine Beladung von verbleibenden Resten des Anionenaustauscherharzes A mit den Anionen der für die Regenerierung des Kationenaustauscherharzes K verwendeten Säure unschädlich ist.
Nach der Regeneration des Kationenaustauschers K wird dieser mit dem Inertmaterial I und dem regenerierten Anionenaustauscher A vermischt, und nach einem abschließenden Waschvorgang ist das Mischbettfilter 1 wieder betriebsbereit.
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Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Regenerierung von Ionenaustauschern aus einem Mischbettfilter mittels externer Regeneration, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen lonenaustauscherarten bei der Rückspülung durch Zwischenlagen von Inertmaterial in an sich bekannter Weise trennt und mindestens einen Ionenaustauscher dem Trennbehälter entnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenaustauscher über ein in oder in unmittelbarer Nähe der Inertschichten angeordnetes Abzugs system abgezogen werden.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Arbeitsmischbettfilter (1) mit einem Gemisch aus Anionen und Kationenaustauschern (K) und einem Inertmaterial (I), dessen spezifisches Gewicht zwischen denen des Anionen- und Kationenaustauschers liegt, einer Rückspülanordnung (2) zum Entmischen des Filtermaterials pnd ein Abzugsystem (3) für den Anionenaustauscher, welches so angeordnet ist, daß es nach erfolgter Rückspülung und Sedimentation des Filtermaterials innerhalb der Inertschicht (I) zu liegen kommt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, mit der Abänderung, daß das Abzugsystem (3) so angeordnet ist, daß es nach erfolgter Rückspülung und Sedimentation des Filtermaterials kurz oberhalb der Inertschicht (I') im untersten Abschnitt der Anionenaustauscherschicht zu liegen kommt.

Patentbeschreibung: