Dealkalisierung von Wasser

Unter Dealkalisierung von Wasser versteht man die Entfernung alkalischer Ionen aus Wasser.  Anionen-Ionenaustausch im Chloridzyklus  Entkalker entfernen die Alkalität aus dem Wasser.

Entkalker mit Chloridkreislauf funktionieren ähnlich wie Kationenwasserenthärter mit Natriumkreislauf. Wie Wasserenthärter enthalten Entkalker Ionenaustauscherharze, die mit einer konzentrierten Salzlösung (Sole) – NaCl – regeneriert werden. Im Falle eines Wasserenthärters ist der  Kationenaustauscherharz  tauscht Natrium (das Na+-Ion von NaCl) gegen Härtemineralien wie Kalzium und Magnesium aus.

Ein Dealkalizer enthält  stark basisches Anionenaustauscherharz  das Chlorid (das Cl-Ion des NaCl) gegen Carbonat (CO-3), Bicarbonat (HCO-3) und Sulfat (SO2-4) austauscht. Wenn Wasser durchfließt  Anionenharz  Dabei werden die Carbonat-, Bicarbonat- und Sulfat-Ionen gegen Chlorid-Ionen ausgetauscht.

Höhere Kapazitäten können durch die Verwendung von stark basischen Anionenharzen vom Typ II statt vom Typ I erzielt werden. Obwohl Bikarbonate in der Hydroxidform nicht so fest auf den SBA-Harzen (stark basisches Anion) gehalten werden wie Chloride, wird der pH-Wert durch eine kleine Zugabe von Ätzmittel zum Sole-Regenerationsmittel erhöht, wenn das Harz überwiegend in der Chloridform vorliegt ein günstiger Austausch von Bicarbonat gegen Chlorid sein. Dieser Austausch funktioniert nur bei Wasser mit hoher Alkalität (40 % bis 80 %) gut, wobei Kapazitäten von 4 bis 10 kg/CF erreicht werden. Die Vorteile der SBA-Harz-Dekalkalisierung bestehen darin, dass kostengünstiges Salz anstelle der für das SAC (starkes Säurekation) erforderlichen Säure verwendet wird und nicht ausgekleidete Stahltanks verwendet werden können.

Zweck:
Entkalker werden am häufigsten zur Vorbehandlung eines Kessels eingesetzt und sind in der Regel mit einem Wasserenthärter vorgeschaltet. Die Alkalität ist ein Faktor, der am häufigsten das Ausmaß der Kesselabschlämmung bestimmt. Eine hohe Alkalität fördert die Schaumbildung und Verschleppung im Kessel und verursacht große Mengen Kesselabblasen. Wenn die Alkalität der begrenzende Faktor für die Menge der Abschlämmung ist, erhöht ein Entkalker die Konzentrationszyklen und senkt die Abschlämm- und Betriebskosten.

Durch die Reduzierung des Abschlämmens durch Dealkalisierung bleiben die Wasseraufbereitungschemikalien länger im Kessel und minimieren so die Menge an Chemikalien, die für einen effizienten, korrosionsfreien Betrieb erforderlich ist.

Karbonat- und Bikarbonatalkalien werden durch Hitze im Kesselwasser zersetzt, wobei Kohlendioxid an den Dampf abgegeben wird. Dieses Gas verbindet sich mit dem kondensierten Dampf in Prozessanlagen und Rückführleitungen zu Kohlensäure. Dadurch sinkt der pH-Wert der Kondensatrückläufe und es kommt zu korrosiven Angriffen auf Geräte und Rohrleitungen. Im Allgemeinen wird ein Entkalker am besten bei Kesseln eingesetzt, die unter 700 psi (48 bar) betrieben werden. Um die Installation eines Entkalkers an Niederdruckkesseln zu rechtfertigen, sollte der Alkalitätsgehalt über 50 ppm liegen und die Menge an Zusatzwasser mehr als 1.000 Gallonen (ca. 4.000 Liter) pro Tag betragen.

Auch die Nachspeisung des Kühlsystems profitiert von einer geringeren Alkalität. Durch die Zugabe eines Entkalkers zu einem Kühlwassersystem wird die Menge an Säure, die zur Behandlung derselben Wassermenge erforderlich ist, erheblich reduziert.