DE3411420A1

DE3411420A1 - Method for establishing the breakthrough point of a cation exchanger in an installation for desalinating water or aqueous solutions

Info

Publication number: DE3411420A1
Application number: DE19843411420
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.rer.nat. 5270 Gummersbach Wieland
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1984-03-28
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1985-10-10

Abstract

The invention relates to a method for determining the breakthrough point of a cation exchanger in a water-desalination plant, which comprises at least one cation exchanger and an anion exchanger downstream thereof. As a measure for the breakthrough point, the difference of the conductivities is used, which is measured in a part stream discharged from the cation exchanger upstream and downstream of a small cation exchanger serving as a correction filter. The conductivity difference can be used for controlling the disconnection of the spent cation exchanger.

Description

Verfahren zur Feststellung des Durchbruchpunktes einesProcedure for determining the breakpoint of a

Kationenaustauschers in einer Anlage zur Entsalzung von Wasser oder wässrigen Lösungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung des Durclltoruchpunktes eines Kationenaustauschers in einer Anlage zur Entsalzung von Wasser oder wässrigen Lösungen.Cation exchanger in a system for desalination of water or Aqueous Solutions The invention relates to a method for determining the pressure point of a cation exchanger in a system for the desalination of water or aqueous Solutions.

anlagen zur Entsalzung von Wasser oder wässrigen Lösungen bestehen bekanntlich aus mindestens einem Kationenaustauscher und einem diesem nachgeschalteten Anionenaustauscher. Je nach Größe der Anlage können mehrere Anordnungen aus Kationen- und Anionenaustauschern neoeneinander in sogenannten Straßen betrieben werden.there are systems for the desalination of water or aqueous solutions is known to consist of at least one cation exchanger and one downstream thereof Anion exchanger. Depending on the size of the system, several arrangements of cation and anion exchangers are operated next to one another in so-called streets.

In solchen Anlagen müssen die jeweiligen Kationen-und Anionenaustauscher nach ihrer Erschöpfung, d.h.The respective cation and anion exchangers must be used in such systems after their exhaustion, i.e.

nach Erschöpfung der Kapazität des Ionenaustauschers regeneriert werden. In der Praxis dient als Anhaltspunkt £r den Regenerierungszeitpunkt in erster Näherung die Betriebsdauer, nach einer empirisch ermittelten Betriebsdauer werden die einzelnen Austauscher abgeschaltet und regeneriert. Darüber hinaus ist es auch bereits bekannt, die Erschöpfung eines Kationenaustauschers durch Messung der Natriumionen nach Austritt Kationenaustauscher zu bestimmen. Bei beginnender Erschöpfung lasse der Kationenaustauscher Natriumionen neben Wasserstoffionen durch, die in einem Natriumionenmeßgerät bestimmt werden können. Der hierzu notwendige apparative bzw. verfahrens technische Aufwand ist jedoch vergleichsweise hoch.be regenerated after exhaustion of the capacity of the ion exchanger. In practice, the regeneration time serves as a reference point as a first approximation the operating time, after an empirically determined operating time, the individual Exchanger switched off and regenerated. In addition, it is also already known the exhaustion of a cation exchanger by measuring the sodium ions after they have escaped Determine cation exchanger. When exhaustion begins, leave the cation exchanger Sodium ions in addition to hydrogen ions, which are determined in a sodium ion meter can be. The equipment or process-technical effort required for this however, it is comparatively high.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Entsalzungsanlagen £ür Wasser und wässrige Lösungen, die mindestens einen Kationen- und einen Anionenaustauscher aufweisen, den Durchbruchpunkt des Kationenaustauschers sicher, ohne Verzögerung, ohne großen apparativen Aufwand und ohne Zuhilfenahme eines Anionentauschers zu ermitteln.The invention is therefore based on the object in such desalination plants For water and aqueous solutions that contain at least one cation and one anion exchanger have the breakthrough point of the cation exchanger safely, without delay, without great expenditure on equipment and without the aid of an anion exchanger determine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part Part of the claim solved.

Durch die Differenzmessung der Leitfähigkeiten nur eines kleines Teilstroms kann der bauliche bzw. apparative Aufwand gering gehalten werden. Bei Austauschvolumina des Kationenaustauschers irn Bereich von 1 bis 10 m3 und me'nr (bis zu 25 m3) genagt fahr den als Korrekturfilter dienenden kleinen Kationenaustauscher ein Austauschvolumen von z.B 1 1.Due to the difference measurement of the conductivities of only a small partial flow the structural and equipment costs can be kept low. For exchange volumes of the cation exchanger in the range of 1 to 10 m3 and me'nr (up to 25 m3) run in the small cation exchanger serving as a correction filter Exchange volume from e.g. 1 1.

Die Differenz der Leitfähigkeiten kann auf an sich bekannte Weise, beispielsweise mit einer für Widerstandsdifferenzmessungen verwendeten Brückenschaltung, bestimmt und fortlaufend aufgezeichnet werden.The difference in conductivities can be determined in a manner known per se, for example with a bridge circuit used for resistance difference measurements, determined and continuously recorded.

Bei funktionsfähigem, d.h. noch nicht erschöpftem Kationenaustauscher, wird vor und hinter dem Rorrekturfilter die gleiche Leitfähigkeit e gemessen, so daß die Leitfähigkeitsdifferenz 0 ist. Bei beginnender Erschöpfung schlüpfen durch den Kationenaustauscher Beladungsionen wie z.B. Nag-Ionen durch, die eine geringfügige Veränderung des Leitwertes vor dem Korrekturfilter bewirken und die im Korrekturfilter gegen Wasserstoffionen ausgetauscht werden, so daß nach dem Korrekturfilter wieder der ursprüngliche Leitwert gemessen wird. Bein Auftreten einer Leitfähigkeitsdifferenz # ## kann dann der betreffende Kationenaustauscher abgeschaltet werden. Das Abschalten des erschöpften Ka tionenaus tauschers kann manuell erfolgen; bevorzugt wird die Abschaltung des erschöpften Kationenaustauschers autoinatisch durch die auftretende Leitfähigkeitsdifferenz in Teilstrom geteuert.If the cation exchanger is functional, i.e. not yet exhausted, if the same conductivity e is measured in front of and behind the correction filter, see above that the conductivity difference is 0. Slip through when exhaustion begins through the cation exchanger loading ions such as Nag ions, which have a slight Change the conductance in front of the correction filter and in the correction filter be exchanged for hydrogen ions, so that after the correction filter again the original conductance is measured. If a conductivity difference occurs # ## the relevant cation exchanger can then be switched off. Switching off the exhausted cation exchanger can be done manually; is preferred Shutdown of the exhausted cation exchanger automatically by the occurring Conductivity difference controlled in partial flow.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert.The invention is explained by way of example on the basis of the following figures.

Figur 1 stellt schematisch eine herkömmlich Entsalzungsanlage aus Kationen- und Anionenaustauscher dar.Figure 1 shows schematically a conventional desalination plant Cation and anion exchangers.

Figur 2 zeigt schematisch zwei Anordnungen von Figur 1 als Straßen geschaltet.Figure 2 shows schematically two arrangements of Figure 1 as roads switched.

Figur 3 zeigt den bzw. einen Kationenaustauscher von Fig.l bzw. Fig.2 mit nachgeschaltetem Korrekturfilter einschließlich Leitfähigkeitsmeßstelle.Figure 3 shows the or a cation exchanger of Fig.l or FIG. 2 with a downstream correction filter including conductivity measuring point.

In Figur 1 tritt in den Kationenaustauscher K bei (1) das Rohwasser ein. Aus K tritt Säure (2) aus und in den Anionenaustauscher A ein, weil die Kationen gegen Wasserstoffionen ausgetauscht worden sind.In FIG. 1, the raw water enters the cation exchanger K at (1) a. Acid (2) emerges from K and enters anion exchanger A because the cations have been exchanged for hydrogen ions.

Die Leitfähigkeit dN hinter dem Kationenaustauscher K beträgt beispielsweise 2000 bis 2002 pS. Aus dem Anionenaustauscher A tritt reines Wasser (3) aus; die Anionen wurden hier gegen OH ausgetauscht. Die Leitfähigkeit de nach Austritt aus dem Anionenaustauscher beträgt ca. 2 bis 5 pS. Steigt die Leitfähigkeit nennenswert über diese Grundleitfähigkeit von 2 bis 5 uS an, so wurde bisher im Regelfall die gesamte Anlage (Kationen- und Anionenaustauscher) regeneriert.The conductivity dN downstream of the cation exchanger K is for example 2000 to 2002 pS. Pure water (3) emerges from the anion exchanger A; the Anions were exchanged for OH here. The conductivity de after exit the anion exchanger is approx. 2 to 5 pS. The conductivity increases significantly above this basic conductivity of 2 to 5 uS, so far as a rule the entire system (cation and anion exchangers) regenerated.

In Figur 2 sind zwei Anordnungen aus Figur 1, die parallel betrieben werden, miteinander verbunden.In Figure 2 are two arrangements from Figure 1, which are operated in parallel are connected to each other.

Der Kationenaustauscher K einer Straße ist erschöpft.The cation exchanger K of a street is exhausted.

Er kann abgeschaltet und regeneriert werden. In dieser Zeit ist nur der Kationenaustauscher der zweiten Straße und die beiden Anionenaustauscher in Betrieb.It can be switched off and regenerated. During this time is only the cation exchanger of the second street and the two anion exchangers in Operation.

Figur 3 zeigt den Kationenaustauscher von Figur 1 mit nachgeschaltetem Korrekturfilter k und den beiden Leitfähigkeitsmeßstellen de 1 und C/ 2. Der Regelmechanismus, mit dem mittels auftretender LeitfahigkeitsdifferenzadGder Kationenaustauscher K abgeschaltet wird, ist in der Zeichnung nicht dargestellt, ebensowenig der Anionenaustauscher A.FIG. 3 shows the cation exchanger from FIG. 1 with a downstream one Correction filter k and the two conductivity measuring points de 1 and C / 2. The control mechanism, with the difference in conductivity adG of the cation exchanger K is switched off is not shown in the drawing, nor is the anion exchanger A.

- Leerseite -- blank page -

Claims

Claims 1. Method for determining the breakthrough point of a cation exchanger in a system for the desalination of water or aqueous Solutions consisting of at least one cation exchanger and one anion exchanger exists, and the anion exchanger is connected downstream of the cation exchanger, characterized in that debased the one emerging from the cation exchanger A partial stream is removed from the liquid stream before it enters the anion exchanger this partial flow is fed to a small cation exchanger as a correction filter the conductivity values of the partial stream are measured before and after the correction filter and compared with each other, the difference of the fluidity values being a Represents a measure of the breakthrough point.

2. The method according to claim 1, characterized in that the exhausted Cation exchangers automatically when a breakout point occurs Conductivity difference is switched off.