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Mischbettaustauscher

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Zusammenfassung:

Mischbettaustausch ist ein Ionenaustauschverfahren zur Feinreinigung von →vollentsalztem Wasser, d.h. zur Entfernung von Spuren im Wasser gelöster Feststoffe.

Ein Mischbettaustauscher (auch: Mischbett, Mischbettfilter) ist ein mit einer Mischung aus Kationen- und Anionentauscherharzen gefüllter Apparat. Diese Harzmischung wird im Betrieb von Wasser durchströmt. Dabei werden die im Wasser gelösten Kationen gegen Wasserstoff-Ionen (H⁺) ausgetauscht, und die im Wasser gelöste Anionen gegen Hydroxidionen (OH^-). Wasserstoffionen und Hydroxidionen reagieren zu Wasser.

Mit zunehmender Laufzeit erschöpfen die Ionenaustauscherharze, und werden dann regeneriert, üblicherweise mit Salzsäure (HCl) und Natronlauge (NaOH). Bei der Regeneration fällt potentiell saures oder alkalisches Abwasser an, welches u.U. neutralisiert werden muss. Bei kleineren Mischbettaustauschern wird bei Erschöpfung anstelle einer Regeneration auch das Ionenaustauscherharz entsorgt und ersetzt.

Üblicherweise wird ein Mischbettaustauscher entweder einem anderen Vollentsalzungsverfahren als Feinreinigungsstufe nachgeschaltet, oder als Arbeitsmischbett zur Restentsalzung von entsalztem bzw. salzarmen Wasser (z.B. Kondensat) eingesetzt.

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Ausführungsbeispiel:

Mischbettaustauscher- bzw. Mischbettfilteranlage zur Kondensatreinigung, zweistraßig, mit vollautomatischer Regeneration.

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häufige Anwendungen:

Kesselspeisewasseraufbereitung: Vollentsalzung des →Zusatzwassers, z.B. einer →EDI-Anlage oder einer →Ionenaustauscheranlage nachgeschaltet.
Kesselspeisewasseraufbereitung: →Kondensatreinigung, mit vor- und nachgeschaltetem Wärmeverschiebesystem.
Reinstwasseraufbereitung: Feinreinigung von vollentsalztem Produkt- oder Prozesswasser.

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Technische Daten:

Volumenstrom vollentsalztes Wasser	Liefermöglichkeit von ca. 0,5 bis 350 m³/h je Straße Kondensatreinigung von ca. 1,5 bis 550 m³/h je Straße
Anzahl der Straßen	üblicherweise 2x100% oder 1x100%
Qualität vollentsalztes Wasser	elektrische Leitfähigkeit	≤ 0,08 μS/cm (Standard) < 0,2 μS/cm (bei ungünstiger Rohwasserqualität)
	Natrium	≤ 5 μg/L Na (Standard) < 10 μg/L Na (bei ungünstiger Rohwasserqualität)
	Kieselsäure	≤ 10 μg/L SiO₂ (Standard) < 20 μg/L SiO₂ (bei ungünstigen Auslegungsbedingungen)
Differenzdruck bei Nenndurchsatz	üblicherweise ca. 1,0 ... 1,5 bar
Betriebstemperatur	üblicherweise 5 ... 40 °C Kondensatreinigung ≤ 60 °C
Regeneriermittel	üblicherweise Salzsäure (HCl) und Natronlauge (NaOH)
Standzeit zwischen Regenerationen	empfohlen ≤ 4 Wochen (Feinreinigungs-Mischbett) üblicherweise 24 ... 240 h (Arbeitsmischbett)
Regenerationsdauer	ca. 90 ... 120 Minuten
Chemikalienverbrauch	ca. 3 ... 8 g HCl und 3 ... 9 g NaOH je 1 m³ vollentsalztes Wasser(Feinreinigungs-Mischbett) ca. 10 ... 100 g HCl und 25 ... 250 g NaOH je 1 m³ vollentsalztes Wasser (Arbeitsmischbett)
Abwasseranfall	ca. 0,2 ... 0,7 L je 1 m³ vollentsalztes Wasser(Feinreinigungs-Mischbett) ca. 5 ... 35 L je 1 m³ vollentsalztes Wasser (Arbeitsmischbett)
empfohlene Rohwasserqualität	Schwebstoffe	< 0,5 ... 1 mg/L (Feinreinigungsmischbett) < 1 ... 5 mg/L (Arbeitsmischbett mit kurzer Standzeit)
	elektrische Leitfähigkeit	≤ 0,2 ... 5 μS/cm (Feinreinigungsmischbett) ≤ 30 ... 100 μS/cm (Arbeitsmischbett)
	freies Chlor	< 0,1 mg/L Cl₂
	organische Kohlenstoffverbindungen (TOC)	≤ 0,1 ... 0,2 mg/L C
	Öle, Fette	< 0,1 mg/L
Gesamtlebensdauer der Ionenaustauscherharze	üblicherweise ca. 6 ... 10 Jahre
Werkstoffoptionen	Druckbehälter	• glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK) • unlegierter Stahl (z.B. S235JR, P265GH) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4404, 1.4571)
	Rohrleitungen	• Polyvinylchlorid (PVC) • Polypropylen (PP) • Polyvinylidenfluorid (PVDF) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4404, 1.4571)
	Armaturen	• Polyvinylchlorid (PVC) • Polypropylen (PP) • Polyvinylidenfluorid (PVDF) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4408)
	Dichtungen	• Etyhlen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) • Fluorkautschuk (FKM) • Polytetrafluorethylen (PTFE)
Automatisierungsoptionen	Regeneration, Straßenwechsel	• vollautomatisch, mit SPS • Handbetrieb (normalerweise nicht empfohlen)
	Betriebsüberwachung	• Volumenzähler (Standard) • Differenzdruck (Standard) • elektrische Leitfähigkeit (Standard) • Natrium (Option) • Kieselsäure (Option) • organische Kohlenstoffverbindungen (TOC) (Option)

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