DE1692958B2 - Kondensatreinigungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensatreinigungsverfahren, bei welchem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kondensats durch eine Mischbettanlage herrscht, die Harze zum Regenerieren in zwei Betten getrennt werden, wobei das Kationenaustauschharz mit relativ höherer Dichte das untere Bett und das Anionenaustauschharz zusammen mit einer geringen Menge von mitgerissenem Kationenaustauschharz das obere Bett bilden, das Anionenaustauschharz des oberen Bettes entweder vom Hauptkörper des Kationenaustauschharzes isoliert oder davon vollständig getrennt mit Alkali und das Kationenaustauschharz des unteren Bettes mit Säure regeneriert, gewaschen und schließlich ammonisiert werden.

Die Erfindung ist insbesondere auf Dampfturbinenkraftanlagen anwendbar.

Bei einem Dampfturbinenkraftanlagensystem ist es außerordentlich wichtig, für die Dampferzeugung ein Wasser bereitzustellen, das weitgehend frei von einem Feststoffgehalt ist, der an den Oberflächen in der Turbine und im Boiler sowie an sonstigen Teilen Abscheidungen bilden würde. Auch wenn das Kondensat innerhalb des Systems im Kreis geführt wird, um einen Boiler zu speisen, ergibt sich trotzdem immer eine Anhäufung von Feststoffen, und zwar aufgrund der Notwendigkeit, Ergänzungswasser zuzugeben, aufgrund eines möglichen Lecks im Kühler oder infolge Metallauflösung.

Gemäß einem bekannten Verfahren wird das Durchlaufen von Natrium dadurch verringert, daß das Anionenaustauschharz vom Kationenaustauschharz nach einer der nachfolgend beschriebenen zwei Methoden getrennt wird:

In einem Falle werden Ströme unter Bedingungen geschaifen, in denen ein Teil des Anionenaustauschharzes im wesentlichen nicht regeneriert wird, wobei der nicht regenerierte Teil oberhalb und in der Nachbarschaft des Kationenaustauschharzes liegt und eine

ίο Barriere bildet, um die Möglichkeit zu verringern, daß Natrium in das Kationenaustauschharz eintritt Bei einem anderen Verfahren wird der Hauptteil des Anionenaustauschharzes in einen gesonderten Behälter überführt, in welchem es mit Ätznatron regeneriert und vor dem Mischen mit dem Kationenaustauschharz sorgfältig gewaschen wird.

In verschiedenen Druckschriften werden Kondensat reinigungsverfahren beschrieben. So offenbart z. B. die US-PS 26 66 741 ein Verfahren, das ein niedriges ppb-Natriumauslaufen gewährleisten soll. Dieses Verfahren wird jedoch, trotz des großen Bedarfes nach einem Kondensatreinigungsverfahren, in der Praxis nicht verwendet und erbrachte auch bei internen Versuchen der Anmelderin nicht das gewünschte Ergebnis. In der DE-PA M 14 477 IVc/12d und in der Druckschrift »Vom Wasser«, Bd. XXI. 1967, Seiten 305 bis 310, werden ebenfalls Kondensatreiniguhgsverfahren mit Hilfe von Anionen- und Kationenaustauschern beschrieben. Jedoch wird bei keinem der Verfahren ein

JO Kondensat mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen außerordentlich niedrigen Na+ -Gehalt erhalten.

Die Veröffentlichung von S. B. Applebaum und G. J. C r i t s »The use of ammoniated cation resin in high rate mixedbed demineralizers for condensate purification« in 25. International Water Conference, September 1964, Seiten 169 bis 170, beschreibt ein Kondensatreinigungsverfahren, das jedoch den erfindungsgemäß vorgesehenen Schritt zur speziellen Behandlung der in geringer Menge im Anionenaustauschharz enthaltenen Kationenaustauscher-Granalien weder beinhaltet noch nahelegt.

Wenn nicht extreme Vorsichtsmaßnahmen bei der Auftrennung der Harze in Schichten ergriffen werden, so befindet sich eine beträchtliche Menge Kationenaustauschharz an einer Stelle, wo theoretisch nur ein Anionenaustauschharz vorliegen sollte. Wenn deshalb das Anionenaustauschharz mit Ätznatron regeneriert wird, dann wird das Kationenaustauschharz, das in dem ersteren vorliegt, in die Natriumform umgewandelt.

Beim Mischen wird dann dieses umgewandelte Kationenaustauschharz durch das gesamte Mischbett verteilt, und wenn das Kondensat, das Ammoniak enthält, hindurchläuft, dann wird Natrium durch Ammonium verdrängt und tritt in das Dampfsystem ein. Unter praktischen Betriebsbedingungen, bei denen eine extreme Sorgfalt nicht aufgewendet werden kann, und bei denen es unerwünscht ist, daß zu viel Anionenaustauschharz vergeudet wird, indem es zur Bildung einer dicken Barriere verwendet wird, kann der Gehalt an Kationenaustauschharz im Anionenaustauschharz eine Menge von 1% oder mehr erreichen. Diese Menge ist beträchtlich und gibt Anlaß zu einem für die Kraftanlage unannehmbaren Natriumdurchlauf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben

ω genannten Nachteile zu vermeiden und den Natriumdurchlauf so gering wie möglich zu halten.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man so verfährt, wie in den

Ansprüchen beschrieben. Der Anteil an ^ionenaustauschharz, der in die ammonisierte Form überführt wird, ist dann in dem Zustand, in dem er abschließend sein sollte, und das Anionenaustauschharz, welches das ammonisierte Harz enthält, kann wiede.· mit dem Hauptteil des Kationenaustauschharzes gemischt werden, um das Mischbett des Entsalzungsaustauschers zu ergeben. Aufgrund der kleinen Mengen an Kationenaustauschharz, die der massiven Behandlung j nit Ammoniak unterworfen werden müssen, ist diese zusätzliche Behandlung praktisch und wirtschaftlich.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Fließdiagramm, welches ein bevorzugtes System gemäß der Erfindung zeigt.

Fig.2 ist ein Diagramm, welches einen Separator- und Regenerierungsbehälter zeigt, der gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.

Gemäß F i g. 1 werden mehrere MischDettaustauscher verwendet, die parallel geschaltet sind. Bei einer Erschöpfung werden diese Austauscher nacheinander während einer kurzen Zeitdauer außer Betrieb genommen, wie dies weiter unten erläutert wird. Die Erfindung ist insbesondere für die Entsalzung eines Wassers für eine Dampfturbinenkraftanlage geeignet. Dabei wird das entsalzte Wasser aus den Austauschern durch Wärmeaustauscher zu einem Boiler geführt, der Dampf erzeugt, welcher in eine Turbine strömt. Der Abdampf verläuft in einen Kühler. Das Kondensat tritt wieder in die Austauscher ein, wobei auch Ergänzungswass.ir hinzugefügt wird. Ein einziger Mischbettaustauscher ist bei 2 gezeigt, aber es wird darauf hingewiesen, daß dieser gewöhnlich nur einer einer Reihe derartiger Austauscher ist, die parallel arbeiten. Vom Standpunkt J5 der vorliegenden Erfindung aus muß nur der Betrieb eines einzigen Austauschers beschrieben werden. Die Einlaß- und Auslaßverbindungen für den Durchlaufbetrieb sind bei 3 und 4 angedeutet. In dieser Kigur sind die Verbindungen in der üblichen Weise eingezeichnet, -to wobei auch einige Ventile gezeigt sind. Pumpen und andere Hilfsvorrichtungen sind jedoch weggelassen. Die jeweiligen Verbindungen können die verschiedensten Formen besitzen. Für einen Fachmann ist es klar, daß die richtigen Verbindungen vorgesehen werden, um die verschiedenen Strömungen zu erzeugen, die noch beschrieben werden sollen.

Die Austauscher nehmen nicht an der eigentlichen Regenerierung teil (und demgemäß können sie während längerer Betriebszyklen aktiv sein). Bei der Regenerierung werden vielmehr Hilfstanks verwendet, von denen der wichtigste der Separator und Kationenregenerator 6 ist. In der Zeichnung ist dieser derart dargestellt, daß er sowohl das Anionenaustauschharz 8 als auch das Kationenaustauschharz 10 in einem getrennten Zustand « enthält, wobei die Grenzfläche mit 9 bezeichnet ist. Die einzelnen Harze besitzen verschiedene spezifische Gewichte, wie dies üblich ist, wenn eine Trennung in Schichten erwünscht ist. Das Anionenaustauschharz ist leichter als das Kationenaustauschharz. Es können die bo verschiedensten Harze verwendet werden. Das Anionenaustauschharz ist vom Hydroxyltyp und eignet sich zur Regenerierung durch Ätznatron, während das Kationenaustauschharz vom Wasserstofftyp ist, welches sich für die Regenerierung durch eine starke Säure, z. B. Schwefelsäure eignet, obwohl im vorliegenden Falle dasselbe in ammonisierter Form verwendet wird. Ein gewöhnlicher Träger, der als Gitter 12 eingezeichnet ist, verhindert ein Auslaufen des Harzes aus der Unterseite des Tanks. Die Rohrverbindungen 14 und 16 sind mit dem Rohr 17 verbunden, das zu einer Leitung 18 verläuft, durch welche, wie später beschrieben, das Harz in einer wäßrigen Suspension strömen gelassen werden kann.

Jeder der Austauscher ist mit einer oberen Leitung 20 und einer unteren Leitung 22 für den Einlauf und den Auslauf des Harzes versehen. Das Harz wird von dem Träger 24 getragen, welcher irgendeine der üblichen Formen besitzen kann, um ein Auslaufen des Harzes mit dem behandelten Wasser zu verhindern.

Die Verbindung 20 und 22 verlaufen mit geeigneten Ventilen zur Leitung 18. Der Separator 6 ist mit Einlassen 26, 28 bzw. 30 für Luft, Wasser und saueres Regenerierungsmittel ausgerüstet. Ein Auslauf und ein Ventil herkömmlicher Bauart sind zwar vorhanden aber nicht gezeigt.

Eine Verbindung 32 für die Einführung von Wasser ist mit einem Verteiler 34 verbunden, der aus einer Reihe von Rohren bestehen kann, welche Öffnungen aufweisen, wobei aber ein Auslaufen von Harz verhindert wird. Ein Ablaß 36 ist in Form eines gewinkelten Rohrs gezeigt, der ein oberes offenes Ende 38 aufweist, das unterhalb des Verteilers 34 und vorzugsweise in einer Höhe angeordnet ist, daß es um einen Betrag Düber der normalen Grenzfläche 9 zwischen den Anionen- und Kationenaustauschharz liegt, wenn diese getrennt sind. Der Betrag D beträgt vorzugsweise 25 bis 75 mm. Ein größerer Wert für D ist im aligemeinen unnötig und stellt im übrigen eine gewisse Vergeudung von Anionenaustauschharz 8 dar. Der Betrag Dsoll lediglich sicherstellen, daß ein minimaler Prozentsatz an Kationenaustauschharz im Anionenaustauschbereich des Separators vorliegt.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kann jedoch der Eintritt 38 des Ablasses unterhalb der Grenzfläche 9 liegen. Der Grund hierfür wird in der Folge erläutert da auch dann, wenn eine vernünftige Menge Kationenaustauschharz im Anionenaustauschharz vorliegt, sich an die Regenerierung durch eine alkalische Flüssigkeit eine Ammonisierung anschließt, die eine effektive Entfernung von Natrium ergibt. Beim Betrieb kann die Grenzfläche 9 ziemlich Undefiniert sein, wobei in der Nachbarschaft der Grenzfläche eme gewisse Mischung der Harze besteht und sich die Bedingungen bei den aufeinanderfolgenden Betriebsstufen ändern.

Der Ablaß 36 steht bei 40 über ein Ventil mit einer senkrechten Leitung 17 in Verbindung.

Das Anionenaustauschharz wird gesondert vom Kationenaustauschharz regeneriert, und für diesen Zweck ist ein besonderer Regenerierungsbehälter 42 vorgesehen, dessen oberes Ende bei 44 durch ein Ventil mit der Leitung 17 verbunden ist. Wasser kann an der Oberseite des Behälters 42 bei 46 eintreten, und Ammoniak in wäßriger Lösung kann bei 47 eintreten. An der Oberseite des Behälters ist auch die Leitung 48 für den Eintritt des alkalischen Regenerierungsmittels angebracht. Ein Ablaß 50 ist ebenfalls angedeutet. Bei 52 besteht eine mit einem Ventil versehene Verbindung zwischen dem unteren Teil des Behälters 42 oberhalb des perforierten Trägers 54 und des Rohrs 17.

Vorzugsweise ist auch ein gesonderter Harzlagertank 56 vorhanden, der die gemischten Harze, welche regeneriert worden sind, zeitweilig aufnimmt. An der Oberseite des Tanks ist ein Einlaß 58 für Ammoniak (in wäßriger Lösung) vorhanden, und an der Unterseite des

Tanks ist ein AuslaB 60 vorhanden, der über das Rohr 62 mit der vorher erwähnten Leitung 18 verbunden ist. Die Oberseite des Tanks ist bei 64 mit derselben Leitung verbunden. Geeignete Ventile sind vorgesehen. Die Leitung 18 besitzt eine mit einem Ventil ausgerüstete Ablaßverbindung 66. Weiterhin sind noch Wasserverbindungen 68 bzw. 70 an der Oberseite und am Boden des Tanks, eine Entlüftungsverbindung 72 und eine untere Lufteinlaßverbindung 74 gezeigt.

Der Betrieb ist wie folgt. Wenn eine der Batterien von Austauschern eine Regenerierung nötig hat, dann wird sie von den Leitungen abgeschaltet, und die darin vorliegenden gemischten Harze werden durch den Auslaß 22 und über die Leitung 18 in den leeren Separator 6 durch die Verbindung 14 überfuhr?. Wenn diese Überführung zu Ende ist, dann kann Harz aus dem Vorratstank 56, welches sich im regenerierten Zustand befindet, unmittelbar mit Hilfe der Verbindung 60 und der Leitung 62 und 18 sowie der Verbindung 20 in den Austauscher überführt werden, und dieser kann wieder in Betrieb genommen werden. Durch diese Anordnung ist die Stillegungszeit eines jeden Austauschers sehr klein, da er nicht während der Regenerierung des Harzes außer Betrieb gesetzt werden muß.

Die gemischten Harze im Separator werden in erwünschter Weise zunächst rückgewaschen, während sie sich im gemischten Zustand befinden, um die Harzgranalien zu trennen und um die Feststoffe zu entfernen, welche während des Durchlaufbetriebes herausgefiltert worden sind. Die Rückwaschung kann mit einem nach oben gerichteten Wasserstrom von geeigneter Geschwindigkeit erfolgen, welcher sich mit einem Leerlaufenlassen und einem Luftstrom zur Erzielung einer Waschung abwechselt. Nachdem die Feststoffe, einschließlich Metalloxide, weitgehend entfernt worden sind, wird der Wasserstrom wie gewöhnlich abgeschaltet, um eine Sedimentation der Harze und eine Trennung in Schichten zu erreichen, wie dies in F i g. 1 erläutert ist, wobei das Anionenaustauschharz 8 oberhalb des Kationenaustauschharzes 10 liest, und wobei die Grenzfläche 9 vorzugsweise unterhalb des offenen Endes 38 des Ablaufs 36 angeordnet ist; dabei beträgt der Abstand die Strecke D, wie es vorher beschrieben wurde.

Bei der nächsten Stufe wird das Anionenaustauschharz 8 in den Anionenregenerator 42 überführt. Dies erfolgt durch Öffnung der Verbindungen bei 40, 17 und 44. um eine Überführung des Harzes zu ermöglichen, wobei Wasser bei 32 eingeleitet wird, um das Harz 8 zu fluidisieren, so daß die flüssige Suspension durch den Ablaß 36 strömt. Der Teil des Harzes oberhalb des Pegels 38 wird somit überführt, die kleine Menge zwischen der Oberseite des Ablasses und der Grenzfläche 9 verbleibt dabei im Separator 6. Hier ist es erwünscht, die Überführung des Anionenaustauschharzes mit einem minimalen Gehalt an Kationenaustauschharz durchzuführen.

Im Anschluß an die Überführung des Harzes 8 werden gesonderte Regenerierungen der beiden Harze durchgeführt.

Das Kationenaustauschharz 10 wird im Separator 6 mit Hilfe eines nach oben oder nach unten gerichteten Stroms eines sauren Regenerierungsmittels (gewöhnlich Schwefelsäureiösung) regeneriert Im Anschluß daran kann eine übliche Spülung vorgenommen werden, entweder durch einen nach unten gerichteten, aus der Verbindung 32 austretenden Wasserstrom oder durch einen nach oben gerichteten, aus der Verbindung 28 austretenden Wasserstrom. Das Spülwasser wird in der üblichen Weise verworfen. Das Kationenaustauschharz 10 bleibt dabei in der H+-Form zurück; gewünschtenfalls kann es aber durch die Einführung einer Ammoniaklösung bei 31 ammonisiert werden.

Das Anionenaustauschharz wird im Behälter 42 durch Behandlung mit Ätznatron, welches bei 48 eintritt, regeneriert.
Von diesem Punkt an verläuft das erfindungsgemäße

ίο Verfahren anders, als es eingangs beschrieben wurde. Trotz einer sorgfältigen Trennung in Schichten und trotz der Anwesenheit eines Barrierenteils aus Anionenaustauschharz in dem Bereich der Dimension D, ist es praktisch unmöglich, das gesamte Kationenaustausch-

!5 harz aus dem Anionenaustauschharz, weiches in dem Anionregenerator 42 eingeführt wird, zu entfernen. Die Trennung in Schichten ist nicht einmal bei Harzteilchen der normalen Größe vollkommen. Es liegen aber auch unvermeidlich feinere Kationenaustauschharzteilchen vor, die sich wegen ihrer geringen Größe langsam absetzen, diese verbleiben im Anionenaustauschharz. Beim praktischen Betrieb ist es schwierig, den Prozentsatz an Kationenaustauschharz in dem Material im Anionenregenerator unterhalb ungefähr 1% zu drücken, und es können sogar leicht einige Prozente anwesend sein. Bei der Regenerierung mit alkalischer Flüssigkeit wird dieses restliche Kationenaustauschharz in die Natriumform überführt. Die Affinität des Kationenaustauschharzes für Natrium und für Ammonium liegt ausreichend nahe beieinander, so daß während des Durchlaufbetriebs mit dem Ammoniak enthaltenden Kondensat beträchtliche Mengen Natrium verdrängt werden und im behandelten Wasser erscheinen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Harze in den Austauschern gemischt werden und deshalb beträchtliche Mengen der Natriumform des Kationenaustauschharzes in der Nähe der Unterseite des Mischbetts liegen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nach der Regenerierung durch Ätzkali eine Spülung mit Wasser, das bei 46 eintritt, vorgenommen, um das gelöste Ätznatron zu entfernen, worauf eine wäßrige Ammoniaklösung bei 47 eingeführt wird, wobei ablaufende Flüssigkeit durch den Ablauf 50 hindurchtritt. Durch eine massive Behandlung mit Ammoniak ersetzt an dieser Stelle das Ammoniak das Natrium, wobei der Natriumgehalt auf einen vernachlässigbaren Wen herabgesetzt wird. Zwar wird bei der Beseitigung des Natriums Ammoniak verloren, aber die erforderliche Menge ist infolge der kleinen Menge an Kationenaus· tauschharz im Anionenregenerator nicht groß. In dei Technik lohnt es sich, etwas Ammoniak zu verschwenden, um alle unzulässigen Natriummengen zu eliminieren. Beispielsweise wird Ammoniak in einer Menge vor 8 g (als NH4OH) je cm³, bezogen auf den Gehait ar Kationenaustauschharz im zu behandelnden Anionenaustauschharz, verwendet Die besten Resultate werder erzielt wenn der verwendete Ammoniak verdünnt ist beispielsweise eine 0,5%ige Lösung von NH₄OH. Alle diese Zahlen können stark variieren. Das Endziel ist es im Anionenregenerator das Anionenaustauschharz ir seine Hydroxylform und das Kationenaustauschhan überwiegend in die ammonisierte Form, in welcher ei erwünscht ist zu überführen.

Es ist nunmehr ersichtlich, daß es nicht notwendig ist eine extreme Sorgfalt aufzuwenden, um die Menge ai Kationenaustauschharz im Anionenaustauschharz, dai dem Tank 42 zugeführt wird, klein zu halten. Auch wem beispielsweise die Ablaßöffnung 38 unterhalb dei

normalen Grenzfläche 9 liegt, so liegen gewöhnlich nur einige wenige Prozente des Kationenaustauschharzes im Anionenaustauschharz während der Behandlung im Tank 42 vor, und das Natrium wird durch die Ammoniakbehandlung effektiv beseitigt. Natürlich ist es erwünscht, um eine Ammoniakverschwendung gering zu halten, in der oben beschriebenen bevorzugten Art und Weise zu arbeiten.

Im Anschluß an die Regeneration der beiden Harze hat man diese durch die üblichen Verbindungen in den Harzvorratstank 56 fließen gelassen. Wenn sie in diesen Tank eingeführt werden, können die beiden Harze weitgehend getrennt sein. Aber durch die Einführung von Wasser und Luft in einem verhältnismäßig heftigen Strom kann pine gulp Mischung erreicht werden.

Nachdem eine Mischung erreicht ist, kann eine Ammonisierung des Kationenaustauschharzes vorgenommen werden. Zu diesem Zweck kann Ammoniumhydroxyd bei 58 eingeführt werden, wenn die Ammonisierung nicht bereits früher im Tank 6 stattgefunden hat. Jedoch kann diese Ammonisierung auch später erfolgen, wobei die gemischten Harze in den Austauscher 2 überführt werden, und wobei die Ammonisierung entweder dort oder allmählich durch Zugabe von Ammoniak in das System an irgendeinem geeigneten Punkt ausgeführt wird. Am Ende liegt das Kationenaustauschharz in ammonisierter Form vor.

Durch die Verwendung des Lagertanks 56 wird ein Aufnahmebehälter für regenerierte Harze geschaffen, insbesondere deshalb, da der Austauscher, aus welchem die Harze entnommen wurden, bereits wieder im Betrieb ist. Dies führt zu einer wirksameren Ausnützung der Austauscher.

Es ist jedoch selbstverständlich, daß der Behälter 6 bei einer geeigneten Konstruktion die Funktion eines Mischbettaustauschers haben könnte; d. h. jeder Mischbettaustauscher könnte als Separator und Kationenregenerator dienen. Ein gesonderter Anionenregenerator könnte, wie beschrieben, vorgesehen werden. Nachdem die Anionenregenerierung darin ausgeführt worden ist, könnte das Anionenaustauschharz zurück in den Mischbettausiauscher geführt werden, wo eine Mischung vorgenommen werden könnte. In einem solchen Falle wäre der Harzvorratstank unnötig. Es ist jedoch selbstverständlich, daß der Misehbettaustauscher dann zur Erzielung besserer Resultate eine aufwendigere Konstruktion haben müßte als der erläuterte Separator 6; eine Arbeitsweise in der letzten Art ist im allgemeinen nicht erwünscht.

Wenn es zulässig ist, daß einer der Mischbettaustauscher während einer längeren Zeit außer Betrieb gestellt wird, dann kann der Harzlagertank weggelassen werden, wobei die Harze nach der Regenerierung in den Austauscher, von welchem sie kommen, zurückgeführt und in diesem gemischt werden. Eine andere alternative Arbeitsweise besteht darin, die Regenerierung der beiden Harze im gleichen Separalorbehälter vorzunehmen. Die Anwendung dieser Arbeitsweise ist in Fig. 2 erläutert In dieser Figur ersetzen der Separator- und Regenerationsbehälter 80 sowohl den Behälter 6 als auch den Behälter 42 von Fig. 1, wobei darauf hinzuweisen ist, daß der Behälter 80 mit einer Reihe von Mischbettaustauschern 2 und mit einem Harzlagertank 56 verbunden ist.

Der Behälter 80 enthält, wie gezeigt, in Schichten ein Anionenaustauschharz 82 und ein Kationenaustauschharz 84, die durch eine Grenzfläche 86 getrennt sind. Innerhalb des Anionenaustauschharzes ist ein Sammler 88 angeordnet, der die Form eines Netzwerks von Rohren besitzen kann, die kleine Perforationen aufweisen, welche ein Ausfließen von Harzteilchen zur Abwasserverbindung 90 verhindern. Der Sammler 88 ist 5 oberhalb der Grenzfläche 86 angeordnet und liegt um den gleichen Betrag höher, um den das obere offene Ende 38 des Ablasses 36 über der entsprechenden Grenzfläche in Fig. 1 angeordnet ist, d.h. ungefähr 25 mm im Falle von Tanks mit kleinem Querschnitt, bis

ίο zu ungefähr 75 mm bei Tanks mit größerem Querschnitt. Der Abstand Dschafft eine Barrierenschichl aus Anionenaustauschharz, um den Gehalt an Kationenaustauschharz in der oberen Schicht gering zu halten.
Das obere Ende des Behälters 80 ist mit einer Verbindung 92 versehen, durch die während des Betriebs Flüssigkeit einströmen bzw. ausströmen kann. Außerdem ist eine Ausströmungsverbindung 94 oberhalb dem Träger 95 vorgesehen, welcher das Harz hait aber einen aufwärts und abwärts gerichteten Flüssigkeitsstrom hindurchläßt. Die Verbindung 94 dient in erster Linie zur Entfernung dec Harzes.

Am oberen Ende des Behälters 80 sind verschiedene Strömungswege angezeigt, die natürlich auch aus einem einzigen oder einer geringeren Anzahl von Wegen bestehen können, wobei natürlich entsprechende Ventile vorgesehen sein müssen; die Wege sind einzeln gezeichnet, um die Beschreibung der Arbeitsweise zu erleichtern. Die Wege umfassen eine Entlüftung 96, einen Wassereintritt 98, einen Weg für alkalisches Regenerationsmittel 100 und einen Weg für Ammoniak 102.

Am Boden des Behälters unterhalb des Harzträgers 95 sind einzelne Wege angezeigt, die ebenfalls in einen einzigen Weg zusammengefaßt werden können, wenn geeignete Ventile vorhanden sind. Die angegebenen Wege sind ein Ablaß 104, ein Weg 106 für nach oben und nach unten strömendes Wasser, ein Luftweg 108, ein Weg für saures Regenerationsmittel 110 und ein Weg für Ammoniak 112.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist wie folgt:

Der Behälter 80 ist zwischen den Regenerationen leer. Wenn einer der Austauscher eine Regeneration seines Harzes nötig hat, dann wird er außer Betrieb gestellt, und die gemischten Harze werden aus demselben in den Behälter 80 überführt. Unmittelbar hierauf kann der geleerte Austauscher eine neue Charge gemischter Harze aus dem Lagerbehälter erhalten und wieder in Betrieb gesetzt werden. Dieser Vorgang erfolgt wie es zu F i g. 1 beschrieben wurde.

Der nächste Schritt ist die Rückwaschung und Reinigung der Harze, die sich nun im Behälter 80 befinden und noch gemischt sind. Für diesen Zweck wird Wasser bei 106 eingelassen und durch die Verbindung 92 abgelassen und dann in eine Abwasserleitung geführt. Der Wasserfluß kann durch Einführung von Luft modifiziert werden, um eine gute Reinigung sicherzustellen. Hierbei werden Schmutz und Metalloxyde, die durch die Filterwirkung des Austauschers abgetrennt wurden, entfernt.

Im Anschluß an diese Waschung und Reinigung wird der Wasserfluß gestoppt, um eine Absetzung und eine Schichtentrennung der Harze zu bewirken, welche dann die in F i g. 2 gezeigte Lage mit einer gut deffinierten Grenzfläche 86 einnehmen. Das Anionenaustauschharz enthält, wie dies im Zusammenhang mit der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, auch oberhalb des Pegels des Rohrs 88 etwas Kationenaus-

tauschharz, welches eine kleine Korngröße aufweist, sowie auch eine geringe Menge eingeschlossener Teilchen mit größerem Durchmesser.

Obwohl die Reihenfolge der Regenerierung der beiden Harze umgekehrt werden kann, ist es im allgemeinen erwünscht, zunächst das Anionenaustauschharz zu regenerieren. Dies wird dadurch ausgeführt, daß man einen nach unten gerichteten Strom eines alkalischen Regenerierungsmittels durch den Weg 100 einläßt, wobei dieses alkalische Regenerierungsmittel durch die Verbindung 90 nach außen zu einer Abwasserleitung führt. Um so weit wie möglich einen Eintritt von alkalischem Regenerierungsmittel in das Kationenaustauschharz zu verhindern, ist es erwünscht, einen nach oben gerichteten Wasserstrom durch die Verbindung ίθό herzustellen. Dieses Wasser strömt ebenfalls durch die Verbindung 90 aus. Hierdurch wird keine wesentliche Regenerierung des Teils des Anionenaustauschharzes zwischen dem Sammler 88 und der Grenzfläche 86 erreicht, aber diese Nichtausnützung des Anionenaustauschharzes kann hingenommen werden, um einen Eintritt von Natrium in das Kationenaustauschharz zu verhindern.

Die nächste Stufe besteht in einer Spülung mit Wasser, das bei 98 eintritt, während der Sperrfluß von Wasser durch 106 aufrechterhalten wird. Beide Ströme verlaufen durch die Verbindung 90 zu einer Abwasserleitung. Hierdurch wird überschüssiges Natriumhydroxyd beseitigt.

Die kleine Menge an Kationenaustauschharz im Bereich 82 liegt nunmehr in der Natriumform vor, was, wie vorher erläutert, unerwünscht ist. Die nächste Stufe ist deshalb eine Behandlung des Anionenaustauschharzes mit Ammoniumhydroxyd, das bei 102 eintritt, während der Wassersperrfluß 106 aufrechterhalten wird. Die massive Wirkung des Ammoniumhydroxyds ersetzt nun das Natrium, wobei das restliche Kationenaustauschharz in den ammonisierten Zustand überführt wird. Zwar ist es erwünscht, daß am Ende das untere Bett des Kationenaustauschharzes ebenfalls ammonisiert ist, aber der Abstrom aus dem Bett 82 enthält Natrium, das vom unteren Bett ferngehalten werden soll, und der beschriebene Vorgang beseitigt das Natrium wirksam, welches zur Abwasserleitung verläuft. An den Ammoniumhydroxidstrom kann sich eine Wasserspülung anschließen, um das Natrium in der Lösung zu beseitigen.

Die nächste Stufe besteht in der Regenerierung des Kationenaustaiischharzes 84, und diese kann in der üblichen Weise mit Schwefelsäure ausgeführt werden. Überschüssiges Regenerierungsmittel wird durch die Abwasserverbindung 90 strömen gelassen, während ein Sperrwasser von der Verbindung 98 durch den oberen Teil des Anionenaustauschbettes nach unten strömt.

Dies dient für eine weitere Spülung des Anionenaustauschharzes. Es wird darauf hingewiesen, daß der Säurefluß auch dazu dient, die letzten Mengen Natrium aus dem unteren Teil des Anionenaustauschharzbettes zu entfernen.

Im Anschluß an die Säureregenerierung wird Spülwasser durch die Verbindung 106 strömen gelassen, während der Sperrfluß durch die Verbindung 98 forgesetzt wird.

Zwar kann, wie oben angedeutet, die Ammonisierung des Kationenaustauschharzes auf andere Weise vorgenommen werden; an die letzte Spülungsstufe kann sich ein nach oben gerichteter Ammoniumhydroxidstrom . durch die Verbindung 112 anschließen, um das Bett 84 zu ammonisieren.

Im Anschluß daran kann eine Mischung vorgenommen werden, und die gemischten Harze können dann von dem Behälter 80 zum Harzvorratstank geführt werden. Das Mischen kann gegebenenfalls im letzteren ausgeführt werden, und die Ammonisierung kann ebenfalls dort ausgeführt werden.

Gemäß einer Alternative kann der Harzvorrats'ank weggelassen werden. In einem solchen Falle wird der Austauscher während der Regenerierung seines Harzes außer Betrieb gehalten, und nach der Regenerierung, wie beschrieben, können die gemischten Harze in den Austauscher zurückgebracht werden.

Gemäß einer weiteren Modifizierung ist jeder Austauscher derart konstruiert, daß eine Regenerierung in diesem selbst vorgenommen werden kann, wobei eine Sammleranordnung wie bei 88 vorgesehen wird, welche während des Durchlaufbetriebs abgeschaltet wird. In einem solchen Falle sind zusätzlich zu den in Fig. 2 gezeigten noch weitere Durchlaufverbindungen vorhanden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kondensatreinigungsverfahren, bei welchem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kondensats durch eine Mischbettanlage herrscht, die Harze zum Regenerieren in zwei Betten getrennt werden, wobei das Kationenaustauschharz mit relativ höherer Dichte das untere Bett und das Anionenaustauschharz zusammen mit einer geringen Menge von mitgerissenem Kationenaustauschharz das obere Bett bilden, das Anionenaustauschharz des oberen Bettes entweder vom Hauptkörper des Kationenaustauschharzes isoliert oder davon vollständig getrennt mit Alkali und das Kationenaustauschsharz des unteren Bettes mit Säure regeneriert, gewaschen und schließlich ammonisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das regenerierte Anionenaustauschharz mit dem darin enthaltenen, mitgerissenen Kationenaustauschharz, während letztere vom unteren Bett abgetrennt sind, mit einer Arnnioniaklosung behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei Teile des oberen Bettes ausbildet, von denen ein unterer Teil mit geringerem Volumen oberhalb des unteren Bettes des Kationen- austauschharzes liegt, und in welchem ein oberer Teil oberhalb des unteren Teils liegt und hierdurch von dem unteren Bett des Kationenaustauschharzes abgetrennt ist, mit Alkali nur das Anionenaustauschharz des oberen Teils des genannten oberen Bettes ohne Regenerierung des Anionenaustauschharzes des unteren Teils des genannten oberen Bettes regeneriert, und daß man anschließend das Harz des oberen Teils des oberen Bettes mit Ammoniak behandelt.