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Verfahren zur Bekämpfung des Wassersteins.
Man hat bereits vorgeschlagen, der Kesselsteinbildung aus Karbonaten und Sulfaten der Erdalkalien in Dampfkessel dadurch vorzubeugen, dass durch Zuführung von Chromaten und Dichromaten im Kessel statt einer festen Kruste nur ein leichter Schlamm gebildet wird, der sich bequem fortspülen lässt. Da diese Ausscheidung nur unter höherem Druck vor sich geht, kann das Verfahren nur in Dampfkesseln, bei denen solche höheren Drucke vorliegen, Anwendung finden, ist aber nicht ohne weiteres auf den Wasserumlauf bei Heizungs-und Kühlanlagen und ähnlichen Warm-oder Kaltwassersystempn übertragbar.
Bei Heizungs-und Kühlanlagen und andern keine wesentliche Verdampfung aufweisenden Wasserumlaufanordnungen herrschen wesentlich andere Verhältnisse wie bei Dampfkessel. Hier dürfen überhaupt keine Ausscheidungen aus dem Wasser, auch nicht in Schlammform eintreten, weil sie die Rohrleitungen, Hähne und Ventile verstopfen und die Wasserströmung behindern. Bei Heizungs-und Kühlanlagen und ähnlichen Einrichtungen kommt es vielmehr darauf an, die Karbonate der Erdalkalien, die im Gegensatz zu den löslichen Sulfaten allein ausfallen, in Lösung zu halten, damit sich nicht der sogenannte Wasserstein bildet, der sich vom Kesselstein dadurch unterscheidet, dass er nur aus Karbonaten besteht und nicht nur wie der Kesselstein im Dampfkessel an der Stelle der Erhitzung des Wassers, sondern auch in Rohrleitungen auftritt und zu deren vollständiger Verstopfung führen kann.
Um die Kalziumbikarbonate in solche Verbindungen überzufiihren, die in der Wärme löslich sind, hat man schon verschiedene Wege beschritten. Am bekanntesten ist das Impfverfahren, bei dem durch Zuführung von Salzsäure die Bikarbonate in Chloride übergeführt werden. Hiebei treten aber schädliche Nebenwirkungen ein, die weniger auf die gebildeten Salze, wie z. B. Chloride, als auf die bei diesen chemischen Reaktionen freiwerdende korrosionsfördernde Kohlensäure zurückzuführen sind. Erfindungsgemäss werden nun diese nachteiligen Einflüsse bei der Bekämpfung des Wassersteins in Gefässen, in denen eine wesentliche Verdampfung nicht stattfindet, dadurch vermieden, dass die Karbonate und Bikarbonate der Erdalkalien in lösliche Chromate oder Dichromate übergeführt werden.
Dadurch, dass man anstatt der bisher üblichen Salzsäure dem Wasser von Heizungs-und Kühlanlagen und ähnlichen Wasserumlaufsystemen Chromsäure zuführt, werden nicht nur die Bikarbonate im heissen Wasser löslich gehalten und so Wassersteinbildungen verhindert, sondern auch die eisernen Rohrwandungen durch Passivierungswirkung in bekannter Weise vor Korrosionen geschützt und dadurch die ungünstigen Nebenwirkungen der Salzsäure ausgeschlossen. In ähnlicher Weise wirken auch Dichro- mate, da sie noch teilweise ungebundene Chromsäure enthalten und daher ein gewisses Lösungsvermögen besitzen. Dagegen sind Chromate für den Zweck der Erfindung nicht brauchbar, weil sie auf die Karbonate und Bikarbonate der Erdalkalien ohne höheren Druck überhaupt nicht reagieren.
Mit der Chromsäure lässt sich aber nicht nur die Neubildung von Wasserstein verhindern, sondern die lösende Wirkung dieser Säure ist so stark, dass bereits gebildete Ansätze von Wasserstein, der im Gegensatz zu dem Kesselstein ja nur Karbonate enthält, durch Auflösung beseitigt werden können.
Bei der Ausführung des Verfahrens im einzelnen ist die Verdünnung der Chromsäure in Übereinstimmung mit der Beschaffenheit des jeweils zu behandelnden Wassers zu bringen. Im allgemeinen kann man sagen, dass die Lösung um so konzentrierter sein muss, je mehr Chlorionen im Wasser enthalten sind. Eisen ist dabei leichter zu schützen als die Nichteisenmetalle, deren Schutz im wesentlichen von
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Dichromatlösung lässt sich ein vollkommener Korrosionsschutz auch sämtlicher Nichteisenmetalle, z. B. von Messing, Kupfer, Aluminium, Zinn, Zink, Weissblech, erzielen.
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ständigen Korrosionsschutzes gewisse Vorteile, so ist vornehmlich bei der Wassersteinauflosung die grössere Lösungsfähigkeit der Chromsäure gegenüber Diehromat wertvoll.
Da nun aber bei der Auflösung von Kalziumkarbonat stets Diehromat entsteht, so lässt sich bei Verwendung von quantitativ genau berechneten Mengen Chromsäure ein genügender Korrosionsschutz auch für Nichteisenmetalle erzielen.
Auf Grund dieser Erkenntnis lässt sich ein ganzes Zentralheizungs- oder Warmwasserversorgungs. system von Wasserstein an den verschiedensten Stellen befreien, ohne dass Eisen oder Metallteile in Mitleidenschaft gezogen werden. Es wird zu diesem Zweck dem Umlaufwasser einer zu reinigenden Warmwasserheizung, z. B. durch das Expansionsgefäss, so viel Chromsäure zugesetzt, dass zunächst die in dem Umlaufwasser befindlichen Erdalkalien zu Diehromaten gebunden werden und ausserdem ein
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entspricht. Da nun das Wasser schon grössere Mengen gelösten Kalziumdiehromats enthält, kann nunmehr ein neuer grösserer Zusatz von Chromsäure erfolgen, durch den eine weitere Lösung von Wasserstein bewirkt wird.
Auf diese Weise kann durch allmähliche Steigerung der Zusätze das ganze System ohne
Betriebsunterbrechung in längerer oder kürzerer Zeit von Wasserstein unter vollem Korrosionsschutz der Eisenteile und der sonstigen Metallteile befreit werden.
Die Tatsache, dass Dichromate und Chromate in stärkeren Konzentrationen und Chromsäure im gewissen Überschuss vollständigen Korrosionsschutz auch bei sonst stark aggressiven Wässern gewähren, u. zw. nicht nur für Eisen, sondern für sämtliche Nichteisenmetalle, lässt sich für die Wassersteinver- häutung auch in der Weise nutzbar machen, dass man dem zu behandelnden Wasser nicht nur diejenige Diehromat-oder Chromsäuremenge zuführt, die erforderlich ist, um die Kalzium-oder Magnesiumsalze in Chromate oder Dichromate überzuführen, sondern gleichzeitig gewisse überschussmenge beigibt, die dazu dienen, später nachgespeistes Wasser in gleicher Weise zu beeinflussen. Dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit, bei jeder z.
B. in Heizungen sehr geringfügigen Nachspeisung auch neue Lösung zuzusetzen.
In Fällen, in denen Kesselgliedersprünge oder sonstige Wassersteinschäden bereits eingetreten sind oder einzutreten drohen, ist häufig eine beschleunigte Wassersteinauflösung am Platze. Hiebei hat sich herausgestellt, dass die Lösungsfähigkeit mit gesteigerter Temperatur zunimmt und bei leichtem Dampfdruck die grösste Wirksamkeit erreicht. Wenn auch diese Tatsache mit allgemein chemischen Grundsätzen übereinstimmt, so ist doch hievon vollkommen abweichend die Beobachtung, dass mit steigender Temperatur auch der Korrosionsschutz zunimmt. Die beschleunigte Lösung des Wassersteins mit Chromsäure lässt sich also am wirkungsvollsten bei hoher Temperatur, möglichst der Kochtemperatur, vollziehen, was im völligen Gegensatz zu der Lösung mit Mineralsäuren, z. B.
Salzsäure, steht, da hier die Kochtemperatur eine starke Auflösung sämtlicher Metalle zur Folge haben wird. Ebenso wie durch die hohe Temperatur wird ausserdem auch durch eine schnelle Zirkulation der Lösung eine bessere Wirkung erzielt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Bekämpfung des Wassersteins in Gefässen, in denen eine wesentliche Verdampfung nicht stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Karbonate und Bikarbonate der Erdalkalien in lösliche Chromate oder Dichromate übergeführt werden.