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Ionenaustauscherverfahren

Ionentauscherverfahren basieren auf den Austausch und die Anlagerung von Ionen an Kunstharzen, welche aus organischen Polymeren aufgebaut sind. Diese Kunstharze enthalten funktionelle Gruppen an welche sich, je nach Art des Ionentauschers, Kationen oder Anionen anlagern können. Somit unterscheidet man grundsätzlich zwischen Anionen- und Kationenaustauscher, welche wiederum in schwach und stark basisch bzw. schwach und stark sauer unterteilt werden. Die Anlagerung der Ionen erfolgt dabei einer Selektivität. So wird am Kationenaustauscher z.B. Fe3+ gegenüber Mg2+ bevorzugt, Mg2+ wiederrum wird gegenüber Na+ und H+ bevorzugt.

In regenerierter Form liegt ein stark saurer Kationentauscher in der H+ - Form vor. Somit sind alle funktionellen Gruppen mit H+ - Ionen belegt. Wird nun Wasser mit einer Ionenfracht über den Ionentauscher gefahren, lagern sich Ionen an den Kationentaustauscher an, welche in der Selektivitätsreihe weiter oben stehen. Das H+ - Ionen wird dabei freigesetzt. Analog verhält es sich mit einem stark alkalischen Anionentauscher welcher in der regenerierten Form in der OH- - Form vorliegt. Somit kann bei einer Vermischung von stark sauerem Kationenaustauscherharzen und stark basischen Anionentauscherharzen eine nahezu vollständige Abtrennung von im Wasser enthaltene Ionen erreicht werden.

 

 Verfahren Ionentauscher V2 de

 

Sind die funktionellen Gruppen im Harz mit den abzutrennenden Ionen besetzt, kommt es zu einem Salzdurchbruch des Harzbetts. Das Harz ist somit erschöpft und muss regeneriert werden. Bei der Regeneration wird  eine Lösung, welche die Ionen die das Harz in der regenerierten Form haben soll (z.B. H+), im Überschuss über die Ionentaustauscherharze gefahren. Ein paar der im Überschuss vorliegenden Ionen lagern sich trotz der schlechteren Selektivität an den Ionenaustauscherharzen an und verdrängen die Ionen mit einer höheren Selektivität. Durch einen hohen Überschuss an z.B. H+ Ionen gelingt es so, das Ionentauscherharz wieder komplett in die regenerierte Form zu überführen.

Unsere typische Anwendungen für Ionentauscherverfahren sind:

  • Enthärtung von z.B. Trinkwasser, Prozesswasser
  • Entfernung von Ammoniak aus Kondensatsystemen mittels Kationenaustauscher
  • Vollentsalzung mittel Mischbettionenaustauscher oder EDI gem. VGB-S-010-T-00 (vormals R 450 L)
  • Entfernung von Restfabrstoffen und Salzen aus Prozesslösungen

Separate the best from the rest - Individuelle Verfahrenskombinationen für höchste Effizienz

Ionenaustauscherverfahren werden oft als Polishing-Stufe in einem Gesamtprozess eingesetzt. Durch Ionenaustauscher können effektiv Rest-Ionenfrachten entfernt werden, wo die Membrantechnik an ihre Grenzen stößt. Somit stellt die Ionenaustauschertechnologie eine optimale Ergänzung zu unserer Membrantechnologie dar.

In jeder Projektphase die passende Unterstützung

Wir haben Erfahrung mit einer Vielzahl unterschiedlicher Prozessflüssigkeiten gesammelt. Gerne stehen wir Ihnen bei der Auswahl der geeigneten Membran und der optimalen Prozessführung als Anlagenbauer zur Seite! Bei Spezialanwendungen bieten wir Ihnen auch gerne im Rahmen unserer 4 steps 2 separation die Möglichkeit eines Verfahrensscreening bei uns im Labor mit anschließender industrieller Pilotierung an!