Simulation und Auslegung mehrstufiger Wasser-Entsalzungsprozesse unter Einsatz von Umkehrosmose und lonenaustausch

摘要

Vor dem Einsatz von Wasser in Wasser-Dampf-Kreislaufen von Kraftwerken ist in der Regel die Entfernung von gelosten und suspendierten Verunreinigungen unbedingt erforderlich, um einen storungsfreien Betrieb zu gewahrleisten. Neben organischen Stoffen gilt es dabei vor allem, geloste Mineralsalze zu entfernen. Fur diese Entsalzung des Speisewassers haben sich in der Praxis drei Technologien durchgesetzt, namlich - Umkehrosmose (UO), - Ionenaustausch (IEX), - Elektrodeionisation (EDI). Letztere Technologie stellt eine Kombination aus Ionenaustausch und Elektrodialyse dar [1a und 1b]. Vergleichende Untersuchungen einer Wasseraufbereitung mittels Ionenaustauschern und Umkehrosmose sind in der Literatur beschrieben [2]. Dabei wird allerdings haufig vernachlassigt, dass diese Prozesse nicht separat, sondern in Kombination eingesetzt werden und sich daher Abhangigkeiten ergeben. So wird in vielen Kraftwerken zur Erzeugung von Kesselspeisewasser eine Umkehrosmose vor den Ionenaustauscher-Prozess geschaltet, um fur diesen langere Standzeiten zwischen den Regenerierzyklen zu erreichen [3]. Dementsprechend sollten daher nicht einfach UO und IEX verglichen werden, sondern vielmehr die in der Praxis eingesetzten Kombinationen UO-IEX versus UO-UO, also die Weiterbehandlung des primaren Permeats einer Umkehrosmose mit einem Ionenaustauscher oder einer zweiten Umkehrosmose. Um solche Vergleiche zu ermoglichen, wurde eine Auslegungssoftware entwickelt, die nicht nur UO und IEX auslegen und dimensionieren kann, sondern auch Kombinationen gleicher oder unterschiedlicher Technologien.