Entkalkung von Wasser

Unter Entalkalisierung von Wasser versteht man die Entfernung von Alkaliionen aus dem Wasser.  Chloridzyklus-Anionen-Ionenaustausch  Entkalker entfernen die Alkalität aus dem Wasser.

Chlorid-Kreislauf-Entkalker funktionieren ähnlich wie Natrium-Kreislauf-Kationenwasserenthärter. Wie Wasserenthärter enthalten Entkalker Ionenaustauscherharze, die mit einer konzentrierten Salzlösung (NaCl) regeneriert werden. Bei einem Wasserenthärter  Kationenaustauscherharz  tauscht Natrium (das Na+-Ion von NaCl) gegen Härtemineralien wie Kalzium und Magnesium aus.

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

Höhere Kapazitäten lassen sich durch die Verwendung von stark basischen Anionenharzen Typ II anstelle von Typ I realisieren. Obwohl Bicarbonate an den SBA-Harzen (stark basische Anionen) in Hydroxidform nicht so fest gebunden sind wie Chloride, findet, wenn das Harz überwiegend in Chloridform vorliegt und der pH-Wert durch eine geringe Zugabe von Lauge zum Soleregeneriermittel erhöht wurde, ein günstiger Austausch von Bicarbonat gegen Chlorid statt. Dieser Austausch funktioniert nur bei stark alkalischem Wasser (40 % bis 80 %) gut, wobei Kapazitäten von 4 bis 10 kg/CF erreicht werden. Die Vorteile der SBA-Harz-Dekalisierung liegen darin, dass anstelle der für das SAC (stark saure Kation) benötigten Säure kostengünstiges Salz verwendet wird und unausgekleidete Stahltanks verwendet werden können.

Zweck:
Entkalker werden meist als Vorbehandlungsanlage für Kessel eingesetzt und sind in der Regel einem Wasserenthärter vorgeschaltet. Die Alkalinität ist ein Faktor, der die Abschlämmmenge im Kessel maßgeblich bestimmt. Hohe Alkalinität fördert Schaumbildung und Verschleppung und führt zu hohen Abschlämmmengen. Wenn die Alkalinität der limitierende Faktor für die Abschlämmmenge ist, erhöht ein Entkalker die Konzentrationszyklen und reduziert Abschlämmmenge sowie Betriebskosten.

Durch die Reduzierung des Abschlämmens mittels Entkalkung bleiben die Chemikalien zur Wasseraufbereitung länger im Kessel und minimieren so die Menge an Chemikalien, die für einen effizienten, korrosionsfreien Betrieb erforderlich ist.

Karbonat- und Bikarbonat-Alkalinitäten werden durch Hitze im Kesselwasser zersetzt, wobei Kohlendioxid in den Dampf freigesetzt wird. Dieses Gas verbindet sich mit dem kondensierten Dampf in Prozessanlagen und Rücklaufleitungen zu Kohlensäure. Dies senkt den pH-Wert der Kondensatrückläufe und führt zu Korrosion an Anlagen und Rohrleitungen. Ein Entkalker eignet sich im Allgemeinen am besten für Kessel mit einem Betriebsdruck unter 48 bar (700 psi). Um die Installation eines Entkalkers an Niederdruckkesseln zu rechtfertigen, sollte der Alkalinitätsgehalt über 50 ppm liegen und die Ergänzungswassermenge ca. 4.000 Liter pro Tag überschreiten.

Auch die Zusammensetzung des Kühlsystems profitiert von einer geringeren Alkalität. Durch die Zugabe eines Entkalkers zu einem Kühlwassersystem lässt sich die zur Behandlung der gleichen Wassermenge benötigte Säuremenge erheblich reduzieren.