Verfahren zur Behandlung von Wasser zwecks Verhinderung von Wasserstein- und Rostbildung. Es ist bekannt, dem Wasser, falls es bei seiner Benutzung nicht bis zum Siede punkt erhitzt wird, hauptsächlich karbonat hartem Wasser, das andernfalls bei seiner Erwärmung in Boilern, Rohrleitungen, Kon densatoren, Kühlanlagen und andern Wasser steinablagerungen verursacht, organische oder anorganische Säuren oder saure Salze in be stimmten Mengen zuzuführen zwecks Er höhung der Menge der in jedem kalten, karbonatharten Wasser vorhandenen zu gehörigen freien Kohlensäure, so dass ein Kalkausfall bei der Erwärmung verhindert wird.
Bekannt ist ferner, dass dieser Kalkaus fall im allgemeinen bei zirka 60 Grad Was sertemperatur beginnt und zwischen 60 und 100 Grad mit der Temperaturerhöhung zu nimmt. Die Menge der Säure oder des sau ren Salzes, welche eine äquivalente Menge der Bikarbonate des Wassers zersetzt, ist von der Temperatur, auf welche das Was ser bei seiner Benutzung erwärmt wird, ab- hängig, da mit steigender Temperatur eine grössere Menge an zugehöriger Kohlensäure benötigt wird, um das Ausfallen des kohlen sauren Kalkes zu verhindern. Die Tempera tur des Nutzwassers wechselt jedoch dauernd mit der Tageszeit und mit der Jahreszeit, so dass manchmal das Wasser auf 50 bis 60 Grad erwärmt wird, zu andern Zeiten auf 90 bis 95 Grad.
Ausserdem kommt es vor, dass während der Sommerzeit Warm wasseranlagen gar nicht oder nur an ein zelnen Tagen in Betrieb genommen, das heisst geheizt werden, während den Warmwasser entnahmestellen dauernd Wasser entnommen wird.
Es ist daher schon an und für sich schwierig, die mittlere Temperatur, für die die Zusatzmenge an Säuren oder sauren Sal zen zur Freimachung von Kohlensäure be stimmt werden soll, einwandfrei festzulegen. Wird nun diese mittlere Temperatur, für die der Säurezusatz eingestellt ist, während längerer Zeit überschritten, so werden Was- sersteinbildungen nicht ganz vermieden, wird sie dagegen für längere Zeit unter schritten, so wird ein Teil der bei der mitt leren- Temperatur als zugehörig zu bezeich nenden Kohlensäure überflüssig und da durch aggressiv und hat Rostbildungen zur Folge.
Durch das nachstehende beschriebene Verfahren können diese Nachteile behoben werden, ohne dass dem zu erwärmenden kal ten Wasser Mineralsäuren oder saure Salze, wie zum Beispiel Natriumbisulfat, zugesetzt werden müssen, welche bereits in dem kalten Speisewasser eine Zersetzung des Calcium- bikarbonates oder Magnesiumkarbonates in Chloride oder Sulfate und freie Kohlensäure bewirken.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, dass' dem Wasser ein Ammonneutralsalz (das heisst ein Ammon salz, das keine durch Metall ersetzbaren Wasserstoffatome mehr enthält) zugeführt wird.
Ammonneutralsalze, wie: Ammonsulfat, Ammonsulfit, Ammonchlorid, Ammonnitrat, Ammonacetat, Ammonkarbonat u. a. m., ha ben die Eigenschaft, bis zu einer Temperatur von zirka 60 Grad im Wasser eine merk liche Hydrolyse nicht erkennen zu lassen. Oberhalb von 60 Grad zerfallen sie jedoch in erheblichem Umfang in Ammonium hydrogyd und freie Säure. Bei diesem Zer fall ergibt sich die Tatsache, dass die durch Hydrolyse gebildeten freien Säuren stärker dissoziiert sind als das gleichzeitig entste hende Ammoniumhydroxyd; das Wasser wird also mit steigender Temperatur immer (N114)2 S04 -I- Ca (11C03)2 -- Ca S04 -I- 2 N114 HCO3. Das gebildete Ammoniumbikarbonat er fährt bei einer Erwärmung auf Tempera- 2 NH4HCO3 > 2 N113 + 2 CO, -I- 2 H20.
Die hierbei im Warmwasser sich bilden den Ammoniak- und Kohlensäure-Gase ver- 2 N113 -I- 2 C02 -[- 2 H20 > 2N114 11C03 (Ammoniumbikarbonat). saurer. Die freien Säuren machen dann die jenige Menge wassersteinverhindernde Koh lensäure frei, die bei den Wassererwärmungs temperaturen zur Verhinderung von Wasser steinausfall nötig ist, anderseits findet jedoch eine Rückbildung von Ammoniumhydrat und freier Kohlensäure zu Ammoniumkarbonat statt, sobald die Temperatur des Nutzwassers unter 60 Grad sinkt.
Der Zusatz von Ammonneutralsalzen ver mag daher die Reaktion des Wassers in kal tem Zustande gar nicht oder nicht nennens wert zu verändern, bei Temperaturerhöhung tritt dann aber in direkter Abhängigkeit von der Temperatursteigerung eine auf Hydro lyse beruhende Säurewirkung ein. Der Vor gang ist bei der Abkühlung rückläufig. Ein geeigneter Zusatz an Ammonsalzen vermag also ein Wasser so zu beeinflussen, dass es weder im kalten, noch im heissen Zustande Kalk und Rost erzeugt.
Ein weiterer durch das Verfahren be- siingter Fortschritt besteht darin, dass bei Gebrauch von neutralen Stoffen die Ver wendung von leicht erhältlichem, nicht säure beständigem Material möglich ist, während bei Verfahren, die Säuren oder saure Salze zum Freisetzen der Kohlensäure anwenden, die Wahl des Behälterwerkstoffes Schwierig keiten bereitet.
Unter der Annahme, dass Ammonsulfat Verwendung findet, lassen sich die bei der Erhitzung des Gebrauchswassers auftreten den Vorgänge durch folgende Reaktions gleichung darstellen: turen von über 60 Grad nachstehende Zer setzung: einigen sich bei dem Erkalten des Warm wassers bei Temperaturen unter.60 Grad zu; Ausführungsbeispiel: Rohwasser von 12 Grad Karbonathärte und .l Grad Permanenthärte, sowie 20 mg/l Kohlendioxyd wird behandelt mit Ammon sulfat (59 mg/l). Dadurch kann ein Was ser von 9,5 Grad Karbonathärte und 59,3 mg/l Kohlensäure entstehen, das für 80 Grad Celsius im Gleichgewicht ist.
Es ergibt sich, dass die 59 mg/l Ammonsulfat eine ihrem Gehalt an Schwefelsäureion völlig entsprechende Menge Kohlendioxyd frei machen, dass weiter das zu erwartende Am moniumhydroxyd bei höherer Temperatur gänzlich dissoziiert ist, also als freies Am moniak und Wasser aufzufassen ist.
In diesem Falle hat sich die Permanent härte um den Betrag der Abnahme der K .ar bonathärte erhöht und ist auf 6,5 Grad an- gewaehsen. Obschon der Hydrolysengrad der Ammansalze mit der Temperatur sich nicht genau im gleichen Masse ändert, indem vier Bedarf an zugehöriger Kohlensäure, die das Ausscheiden des Wassersteines verhindert, mit der Temperatur ansteigt, treten dennoch keine Wassersteinausscheidungen ein, da bei geringem Mangel an zugehöriger Kohlen säure die Geschwindigkeit der Wasserstein ausscheidung eine sehr geringe ist.
Es treten daher bei der Behandlung des Nutzwassers mittelst Ammonneutralsalzen bei den ver schiedenen Temperaturen des kalten Speise wassers und des erwärmten Nutzwassers je weils Zustände ein, die weder Kalkinkrusta- tionen, noch Eisen- oder Metallauflösungen bewirken, welch letztere bekanntlich die pri märe Ursache aller Rostbildungen sind.