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Verfahren zu, n Entkarbonisieren von Wasser für industrielle Zwecke.
Es ist bekannt, zum Vorwärmen von Kesselspeisewasser das Speisewasser in ständigem Kreislauf durch den Vorwärmer. zu treiben und dort mit Dampf in Berührung zu bringen. Zur weitgehenden Ausscheidung der kohlensauren Magnesia durch Erhitzen des Wassers sind aber bekanntlich Temperaturen über 1000 erforderlich, die nur in geschlossenen Gefässen unter entsp-echendem Anwachsen des Dampfdruckes erreicht werden können. Nun wird aber durch Druck die Löslichkeit gesteigert, so dass der günstige Einfluss der Temperaturerhöhung durch den entgegenwirkenden Einfluss der Druckerhöhung nahezu aufgehoben wird.
Diese Schwierigkeit wurde bisher durch ein Verfahren beseitigt, das im Wesen darin besteht, dass der der Ausfällung der Bikarbonate entgegenwirkende Einfluss der zur Hervorrufung von Temperaturen über 1000 unvermeidlichen Drucksteigerung durch gleichzeitige lebhafte Bewegung des Wassers unschädlich gemacht wird. Unter diesen Verhältnissen entweicht die Kohlensäure aus dem gelösten Bikarbonat nicht nach Massgabe des auf der Flüssigkeit lagernden Gesamtdruckes, sondern nach Massgabe des im Dampfraum vorhandenen Partialdruckes der Kohlensäure, der im Vergleich zum Wasserdampfdruck verschwinden klein ist und insbesondere, im Gegensatz zum Dampfdruck, ohne Herabsetzung der Temperatur beliebig verkleinert werden kann.
Die Erfindung geht von den gleichen Voraussetzungen aus. Sie besteht aber darin, dass das unter Druck erhitzte Wasser im Gemisch mit Frischwasser im Kreislauf in den Dampfraum des Kessels unter feiner Verteilung eingeführt, zweckmässig eingespritzt wird und der in den ausgeschiedenen Gasen enthaltene Dampf in Wärmeaustauschapparaten zweckmässig durch das Frischwasser kondensiert wird und die Gase und das Kondensat gesondert abgeführt werden. Während bei den bekannten Verfahren die Bewegung des Wassers im Kreislauf zu dem Zwecke erfolgt, um den.
Wärmegehalt des Dampfes möglichst weitgehend auszunutzen, wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung durch den Kreislauf des Wassers, bei welchem das hocherhitzte Wasser unter feiner Verteilung in den Kessel eingeführt wird, der der Ausfällung der Bikarbonate entgegenwirkende Einfluss der zur Hervorrufung vom Temperaturen über I000 C unerlässlichen Drucksteigerung unschädlich gemacht. Überdies kommt eine so innige Berührung sämtlicher Wasserteilchen mit ihrem Dampfe zustande, wie sie auch durch schärfste Durchwirbelung der gesamten Flüssigkeit mit direktem Dampf oder durch heftigste mechanische Rührung kaum erreicht, gewiss aber nicht übertroffen werden kann.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. i wird das Frischwasser dem Vorwärmer b durch Rohr a zugeführt. In die Rohrleitung a ist eine Strahldüse c eingeschaltet, deren Gehäuse durch eine Leitung d mit dem unteren Teile des Vorwärmers verbunden ist. Die Düse c saugt bereits erhitztes Wasser aus dem Vorwärmer an, das im Gemisch mit dem Frischwasser durch. das Rohr e in feiner Verteilung in den Dampfraum des Behälters b eingespritzt wird. Die Entnahme des entkarbonisierten Wassers erfolgt mittels einer Leitung f an einer tief gelegenen Stelle g des Vorwärmers. Das Rohr f mündet in ein DruckBlter//, wo das Wasser von den ausgefällten Härtebildnern befreit wird.
Hierauf wird
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es mittels des Rohres i zunächst in einen Wärmeaustauschapparat bekannter Art und dann in einem Sammelbehälter oder an die Verbrauchsstelle geleitet.
Die Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung des Kesselspeisewassers, wobei das Frischwasser unmittelbar in den Dampfraum des Kessels selbst eingespritzt wird. In die das Kesselwasser im Kreislauf führende Leitung d (Fig. 2) wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise ein Filter r o. dgl. eingeschaltet, um während des Rücklaufes des erhitzten Wassers den jeweils ausgefällten Teil der Härtebildner dortselbst zurückzuhalten. Indem das Frischwasser, mit erhitztem, gefilterte Kesselwasser verdünnt, in feinster Verteilung in den Dampfraum eingeführt wird, wobei die Karbonate in jedem Teilchen mikrokrystallinisch zur Ausscheidung kommen und in dieser Form in das Kesselwasser gelangen, wird schliesslich unter einem der Bildung von Kesselstein im Sinne des Verfahrens nach Patent Nr. 39541 vorgebeugt.
Ob es sich nun um die Verbesserung von Industriewässern oder um die Behandlung von Kesselspeisewasser handelt, kommt der Entfernung der aus dem Wasser ausgeschiedenen Luft und Gase, insbesonders der Kohlensäure eine besondere Bedeutung zu.
Gemäss der Erfindung wird eine selbsttätige Entgasung des Vorwärmers oder Dampfkessels dadurch bewirkt, dass das aus dem Vorwärmer oder dem Dampfkessel austretende Dampfgasgemisch zwecks Kondensation des Dampfes einer Abkühlung, vorzugsweise durch das Frischwasser, unterworfen wird, und das Kondensat ebenso wie die ausgeschiedenen Gase zweckmässig durch selbsttätige Expansions-Kondensationswasserableiter bekannter Art getrennt abgeleitet werden,
Gemäss Fig. 2 besteht die Vorrichtung zur Entgasung aus einem das Frischwasserrohr a umgebendem geschlossenen Behälter j, der oben mittels einer Leitung k mit dem Dampfraum des Vorwärmers oder Kessels b verbunden ist.
An das obere und untere Ende des Behälters j ist ferner je ein Rohr m, n angeschlossen, von denen das eine, m, zur Ableitung des Kondensates, das andere, n, zur Ableitung der Luft und der Gase dient.
In beide Leitungen m, n ist je ein Ausdehnungs-Kondenswasserableiter p, q bekannter Art eingeschaltet, der die betreffende Leitung schliesst, wenn das durchströmende Mittel eine bestimmte Temperatur überschreitet und einen der jeweiligen Temperatur des Kondensates bzw. der Gase entsprechenden Durchschnittsquerschnitt in den Leitungen M, M freigibt,
Die Entgasung geht auf folgende Weise vor sich :
Durch die Rohrleitung A gelangt zunächst ein Gemisch von Dampf, Luft und Gas in den Zylinder/, wo es seine Wärme an das durch das Rohr a strömende Frischwasser abgibt. Der Dampf kondensiert, das Kondenswasser sammelt sich in dem Unterteil des Zylinders j und tritt durch das Rohr m und den Kondenswasserableiter p aus.
Die sich oberhalb das Kondenswassers ansammelnde Luft und die Gase strömen durch das Rohr n aus dem Kondenswasserableiter q ab. Zu Beginn des Betriebes, solange die Abkühlung des Kondensates und der Gase noch gering ist, hält die Bourdonsche Röhre der beiden Kondenswasserableiter p und q die Leitungen m und n offen. Nimmt infolge des reichlicheren Zuströmens von Dampf und Gasen die Temperatur des Kondensators und der abströmenden Gase zu, so schliessen oder drosseln in an sich bekannter Weise die Bourdonschen Röhren der Kondenswasserableiter p und q die Leitungen mund n ab, um sie beim Sinken der Temperatur wieder im entgegengesetzten Sinne zu beeinflussen.
Die Kondenswasserableiter p und q regeln daher automatisch den Abfluss von Dampf und Gasen aus dem Kessel b und verhüten, dass mehr Dampf für die Entgasung verloren wird als für die Erreichung des angestrebten Zweckes nötig ist.
Da in der beschriebenen Vorrichtung der zum Zwecke der Entgasung aus dem Kessel entnommene Dampf ebenso wie die Gase selbst ihre Wärme beinahe zur Gänze an das durch die Leitung a fliessende Frischwasser abgeben, wird der mit der Entgasung unvermeidlich verbundene Wärmeverlust auf ein Mindestmass herabgesetzt.