CS205727B1 - SpAeob zaaedzovanie tvorby a/alebo odstraňovania úaad a koróznych eplodin z kovových povrchov cirkulačnáho vodného chladiaceho eyetému - Google Patents

Description

1 [ · ' 20S 727

Vynález sa týká epAeobu odstraňovania úsad a koróznych splodín z kovových povrchovclrkulačného vodného chladlaceho systému pomocou antikorózno dispergačného prostriedku. Súčasné velkokapacitně procesy, najmá chemické a potravinářské, vyžadujú aparáty smaximálnou chladiacou účinnostou a ekonomického hladiska aj s optlmálnou velkosťou. Po-Stupom času suspendované látky a tvrdost vody v cirkulačných chladiacich systémech vy-tvárajú na povrchu trubiek tepelných výmennlkov vrstvu usadenin,- ktorá spAsobuje zhorše-me přestupu tepla a silnú koróziu chladiacich zariadeni. Uhličitan vápenatý, ako látkaso slabou rozpustnosťou vo voda, začne z presýteného roztoku vypadávat. Oeho vypadávaniezačina ea v prvom řade v nedznej vrstvě vody, priliehajúcej k povrchu chladiacich zaria-dení, protože teplota vody je v tomto mieste vyšila ako v hlavnom prúde a rozpustnostuhličitanu vápenatého so stúpajúcou 'teplotou klesá. Kovový povrch poskytuje tiež aktivnějadrá pře kryštalizáclu uhličitanu vápenatého a zároveň přitahuje kladné nabité částiceuhličitanu vápenatého, vyzrážané vo vodě ku katóde korózneho galvanického článku. Na po-vrchu zariadenia obvykle vznikají! "tiež korozně splodiny.

Tieto úsady a korozně splodiny sa z kovových povrchov cirkulačných vodných chladia-cioh systémov odstraňuji! viacerými spdsobml, a to mechanicky alebo chemicky.

Nevýhodou mechanického spAsobu je to, že už v priebehu času vzniklá vrstva úsad akoróznych splodin je silno přilnutá ku kovovému povrchu zariadenia a jej odstraňovanieje z hladiska časového a pracnosti velmi náročné. Pri týchto spAsoboch sa aparáty musiaodstavit z prevádzkového chodu. Okrem toho pri mechanickoa čištěni může dfijsť k poškode-niu zariadenia. Pri chemickom Čistění sa často použivajú minerálně kyseliny, ktoré popřirozpúěťani koróznych úsad napádajú aj samotný konétrukčný materiál. Okrem týchto vyměňo-vaných spAsobov odstraňovania úsad a koróznych splodin z kovových povrchov clrkulačnéhovodného chladlaceho systému v posledných rokoch začinajú sa vo svete uplatňovat preven-tivné metody, zabraňujúce vzniku úsad a koróznych splodin na stěnách aparátov chladlacehosystému. Tieto metody spočivajú v dávkováni rAznych chemických prisad do včd cirkulačnýchchladiacich systémov. Přísady mAžme rozdělit do naeledujúcich skupin: 1. Prisady, ktoré sa naadsorbujú na kovových povrchoch a tým zmenia ich fyzikálněvlastnosti, v dAsledku čoho sa zhoril přilnavost suspendovaných látok k povrchu kovu aich uaadozovanie sa zmenši. 2. Prisady, ktoré sa naadsorbujú na povrch suspendovaných látok, a tým znižujú ichsklon k nalepovaniu sa na povrch kovu. 3. Prisady, ktoré fyzikálnou adSorbclou na povrchu kryštálov uhličitanu vápenatéhozabraňujú ich narastaniu. 4. Prisady, ktoré chemicky reagujú so suspendovanými látkami, člm menta charaktertvoriacičh sa kryštálov a tým zabraňujú ich narastaniu.

Medzi takéto přídavné látky patria už dávnejšie známe ligninové deriváty a tanin.Už jednotlivé základné zložky, obeiahnuté v zmesiach z taninu alebo ligninu (napr. pyro- 2 20S 727 katechln a hydřochinón), ktorých -OH skupiny sú v orto- alebo para- poloha» pozitivna vtomto smara vplývajú na vlastnosti CaCOg. Podobné vlastnosti mé aj pyrogalol. Naproti to-mu rezorcin, kterého -OH akuplny aú v meta- poloha, tiato vlastnosti němé.

Zemadzovať tvorba úsad a dispergovat* pevné létky mdžu aj syntetické diapergačné lát-ky, medzi které patři kyselina polymatakrylové, polyakryláty a polyakrylamld. Tak ako utaninu a lignlnových derivátov, aj u týchto tzv. syntetických polymérov pripisujú sa dis-pergačné schopnosti hydroxylovým skupinám.

Nedostatkem uvádzaných látok je ich poměrně nizka účinnost z hlediska zamedzovaniatvorby úaad. Ooteraz používané systémy nemali požadovaný účinok v celom rozsahu a naviacmnohé báli ekonomicky velmi neatraktivně. .

Vyiáie uvedené nedostatky sú odetránené spdeobom zamedzovania tvorby a/alebo odstra-Aovania úaad a koróznych splodin z kovových povrchov cirkulečného vodného chladiaceho sys-tému podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v. tom, že do chladiacej vody, najma uprave-nej z hlediska chemických a/alebo biologických vlastnosti sa přidává 1 až 50 ag.1“1 látkyobecného vzorce H - /A/x' - /B/y - OH /1/ kde A Je C3H60, B je C2H40, x x je 0 až 30, < y Je 0 až 50, přičom x ♦ y ? 1 a 0,1 až 10 mg.l-1 duaikatej látky obecného vzorca ' Λ

Υ» kde X je H, -CH2-CH2-OH alebo alkyl o počte uhlikov 10 až 1B, Y a Y* Je -/CgH40/2H a Z má hodnotu 1 až 25.

Hlavnou výhodou postupu podlá vynálezu je jeho vyvážený komplexný účinok, a to akoz hlediska zamedzovania tvorby a nárastu úsad,.tak aj z hladlaka antikorózneho účinku.Ukázalo sa, že přísada má dobré diapergačné vlastnosti na,suspendované látky, zároveňúčinkuje ako stabilizátor tvrdosti vody a inhibitor korózis. Produkt je kvapalnej konzis-tencie, dobré rozpustný vo vodě a má pri aplikácli čiáetočne blocidné účinky na mikroor-ganizmy. Ί .

Pri postupe podlá vynálezu přidávaná'látka obecného vzorca H - fkf,. ** /B/ -OH jev podstatě etoxamér a/alebo propoxamér v prlemere a mentou molekulovou hmotnoaťou aká jeběžná pre typické povrchovo-aktívne látky. Nemá alebo má nizku penivoať, přičom má velmidobrú rozpustnost vo vodě a velmi dobré diapergačné vlastnosti zvláiť pre látky, ktorése vyakytujú vo vodných chladiacich systémech. 3 205 727 Ďaláim aplikovatsiným komponento» je dusíkatá látka už uvádzanáho váeobecnáho vzor-ce, ktorá harmonicky dopíňa antikorozně vlastnosti, připadne aj despergačná vlastnosti.Typickými predstavitelmi sú alkanolamlny, najma etanolamlny a oxyetylovaná vyiáie mastnáaminy ako dedecylamin, oktadecylamln a podobné.

Uvedená látky ea vnááajú do systámov bu3 Jednotlivé, alebo vo formě zmesnáho rozto-ku, vzhladom na velmi dobrú vzájomnú chemická znááanlivosť a mieáatelnosť. Ich množstvoaa volí vzhladom na požadovaný účinok, tzn., že pri preventlvnej úpravě chladiacieh mádiiaa přidává menáie množstvo, ako při vlaetnom odstraňovaní úsad a korozívnych splodin. Ob-vyklé množstvo látky váeobacnáho vzorce /1/ je 2 až 5 mg.I”1 chladiacej vody a látky obec- náho vzorca /11/ 0,2 až 0,5 mg.l-1 vodnáho chladiaceho mádla. * · '

Pri odatraňovani úsad zo stien chladiacieh zarladeni aa množstvo pridávanaj látkyzvyáuje a látky váeobecnáho vzorca /1/ a /11/ sa pridávajú v množstvách 35 až 50 mg,!"1chladiacej vody a 3,5 až 5 mg.i“1 chladiacej vody. Přidávaná množstvo jednotlivých látoknemusí váak vždy zodpovedať vzájemným uvádzaným množstvům a může sa meniť jednak v dů-sledku charakteru vodnáho chladiaceho mádla, žiadanáho účinku a vlastnosti použitýchkonátrukčných materiálov* Postup podlá vynálezu taktiež umožňuje aplikovat aj niekolkolátok toho ietáho váeobecnáho vzorca.

Pre doalahnutia vyááieho účinku pri dávkovaní a rovnomernej dietribúcii látky aa ap-likujů do vodnáho chladiaceho mádla obvykle na Jeho prúdenie, pričom je ich možná dávko-vat aj vo formě vodných roztokov. Vodná chladiace mádlům může byť před aplikáciou úpravo·*váná, čo váak neznižuje účinok podlá postupu vynálezu. Příklad 1 V laboratórnom autókláve obsahu 2,5 1 Je připravený kopolymér etylánoxidu - propy-lánoxid, majúci mol. hmotnost polypropylánglykolováho reťazca 360 a obsah etylánoxidu50 % hmot. Vzniklý produkt je kvapalnej konzistencia, hustoty pri 20 °C 1,058 g.cm“3 aýiskozlty pri 20 °C 166,44 mPas. Účinok přísady sa vyhodnocoval na dvoch paralelnýcheirkulačných laboratórnych aparatúrach. Obidve aparatúry sa naplnia rovnakou chemickypoupravenou vodou filtrovanou. Do jednej aparatdry sa přidá skúSaná přísada v množstvažig.l"1 vody, druhá áparatúra pracuje s vodou bez přísady. Sleduje sa tvrdost a obsahvápnlka vo vodách před pokusom a po pokuse. Na .skúáobných plleákoch a trubkách, ktorá * , S * 'boli exponovaná v aparatúrach sa sledovali váhová priraetky počeš pokusov. Voda v apara-túrach cirkuluje pri teploto 50 °C počae 5-tich hodin.;Výsledky merania eú uvedená v ta-bulkách 1,2,3. V tabulka 1 sú uvedená tvrdosti a obsah vápnlka vo vodě násadovej a vo vo-dách po pokusech. Na tabulku 1 navázuje tabulka 2, kde sú uvedená rozdiely tvrdosti a ob-sahu vápnlka vo vodách před pokusem a po pokuse v aparatúrach a účinnost etabilizácietvrdosti, ktorá je počítaná z rozdlelu přechodných tvrdosti podlá vztahu us - £-=-a » ioo (%)

P 4 205 727 kde: " U - účinnost stabilizácis trdosti " 8 p - rozdiel prechodnej tvrdosti vody před a po pokuse v aparatúre bez činidleq- rozdiel prechodnej tvrdosti vody před a po pokuse v aparatúre e činidlem V poslednom štipci tabulky eú uvedenó hodnoty % vápnika. Tieto hodnoty udávájú per-centuálnu hodnotu rozdielu obsahu vápnika vo vodě e činidlem, v porovnáni e rozdielom ob-sáhu vápnika vo vodě bez činidla·

Ako hlavná veličiny, podle ktorých sa určujú vlastnosti činidla boli zněny prechod-nej tvrdosti vody a změny v obsahu vápnika vo vodách.

Skúčaná plieiky a trubky exponovaná v laboratórnych aparatúrach po ukončeni pokusovea vysuáia a zvážia. Z rozdielu váh sa počitajú váhová prlrastky ekúftobných plieftkov atrubiek, záporná hodnoty znamenajú vlastná váhová úbytky. Přiklad 2 90 % hmot. kopolymáru priprávenáho podlá přikladu 1, je zhomogenizovaná s 10 % hmot;aminu s počtom uhlikov 16 až 18, ktorý je etoxylovaný so 7 mólani etylánoxldu. Vzniklýprodukt je kvapalnej konzietende, hustoty pri 20 °C 1,050 g.cm“3 a viskOzlty pri 20 °C161,84 mPae. Oávkovanle i vyhodnotenie je uskutočftovaná ako v přiklade 1 a výsledky súzachytená v tabulkách 1 áž 3, zařáděnými za prikladom 5, Ako je zřejmá z tabulky, s tým-to činidlem sa doaiahlá najmenftia změna prechodnej tvrdosti* Rozdiel prechodnej tvrdostipřed pokueom a po pokuse je 0,5 °N, čo Je 58,3 %-ná účinnost stabillzácle tvrdosti. Obsahvápnika sa znižll o 4 mg.l“1, čo je 58 % z hodnoty rozdielu obeahu vápnika vo vodě bezpřísady. Přiklad 3 90 % hmot. kopolymáru priprávenáho podlá přikladu 1, je zhemogenizovaná s 10 %'hmot. * o _3 trietanolaminu. Vzniklý produkt je kvapA nej konzietende, hustoty pri 20 C 1^066 g.cm"a viekozlty pri 20 °C 219,00 mPds. Vyhodnotenie a celá metodika-Je zhodná a výhodnotenim,uvedeným v přiklade 1, prlčom výsledky sú uvedená v tabulkách 1 až 3. Přiklad 4 50 % hmot. polyetylánglykolu o priemernej molekulovej hmotnosti 600 je zhomogenizo-vaná s 50 % hmot. aminu s počtóm uhlika 10 až 14, ktorý bdi oxyětylovaný s 2 mólal ety- Λ ' · lánoxldu* Vzniklý produkt je kvapalnej konzietende, hustoty pri 20 C 1,003 g.cm avlskozity pri 20 °C 132,32 mPae. Vyhodnotenie a celá metodika j< zhodná s výhodnotenimuvedeným v přiklade 1, prlčom výsledky sú uváděná v tabulkách 1 až 3. 5 205727 · . * i Příklad 5 90 % hmot. kopolyméru připraveného podl’a přikladu 1 je zhomogenizované a 1O hmot.áminu s počtou/uhlíkov 16 až .18, ktorý bol oxyetylovaný s 20 mol etylénoxidu. Vzniklýprodukt je kvapalnej konzistenoie, hustoty pri 20 °C 1,058 g.om-^ a viskozity při- 20. °CÍ98,5 mPas. Vyhodhotenie a celé metodika je zhódná s vyhodnotenim, uvedeným v přiklade 1,pričom výsledky sú uvedené v tabulkách 1 až 3. Ako je zřejmé z tabuliek, činidlo mé vel’midobrý stabilizačný účinokna vodu. Rozdiel tvrdosti je 0,7 °N a účinnost’ stabilizécietvrdosti je 46,2 $. ' ·. - ' * Přiklad 6 . *

Uskutočňuje sa prevédzková skúška s pridavkom prisady pripravenej pódia přikladu 5do oirkulačnej vody chladiloeho systému. Priebeh dávkovania je nasledovný:

Deň Hodina. Koncentráoia prisady v oirkulač- nej vodě (mg/l) 1 7°° áž 8 °° 25 8°° až l4°° 20 14OÍ> až 24°° 10 2 po celý deň k ,4 3 až 10 po oelý deň 4

Počas dávkovania prisady sleduje sa agresivita vody pomocou skúáobnýoh plieákov.Rýohlosť korozi© v době dávkovania prisady vykazovala hodnotu 0,0473 mm za rok. SkúSobnéplieSky, ktoró boli sledované počas desaťdňového dávkovania prisady boli ponechané v cir-kulačnom systéme na ďaláie sledovanie ©át© 15 dni. Ukázalo sa, že i počas týchto dni bolakorózna rýohlosť 0,0650 mm za rok, z čoho možno usudzovať, že přísada vytvořila na po-vrchu skúáobného plieáku ochranný protikorózny film. Pre porovnáni© boli do cirkulačnéhovodného ohladiaoeho systému, do ktorého sa nadávkuje prisada, vložené skúSobné plieákya meraná rýohlosť kórózie uvedenou metodou. Rýohlosť korózie v tomto pripade je 0,1075 mmza rok. Z přikladu je vidi ať,- že .pridavkom prisad do oirkulačnej ohladiaoe j vody sa rýoh-losť koróžie zniži o ooa 50 $· 6 20S 727

Tabulka 1

Tvrdoať vody a obaah vápnika vo vodách Činidlapodlá pri- Voda prad pokuaom Voda a člnidlom ppokuaa o Voda bez činidla popokuaa kladu tvrdoať (°N) Ca’· tvrdoať (° N) Ca** tvrdoať (° N) Ca** calko- pra- atála («8/1) calko- pra- stála («8/1) calko- pra- atála (9/1) vá chod- vá chod- vá chod- ná ná ná 1 9.1 7,0 2.1 46,2 8,3 5.7 2.8 34,8, 8.1 5,1 3,0 36,5 2 9,0 5.7 3.2 46,0 7,9 5,2 2.7 36,8 7.4 4.5 2.9 34,8 3 9,3 6,8 2.5 43,3 '7,8 5,8 2,0 36,7 7.4 5,3 2.1 34,5 4 10,1 8.0 2.1 50,7 8,4 6,4 2.0 39,8 7.8 5.7 2.1 36,2 5 . 10,0 7.0 3,0 39,5 8,5 . 6,3 2.2 43,6 7.9 5,7 2.2 39,1

Tabulka 2

Rozdlely tvrdosti a koncentrácie vápnike vo vodách a iinidlom a bez činidla Činidlo podlá končen- Voda bez činidla VOda a činidlo* přikladu trácia («9/1) tvrdoať (°N) Ca** tvrd oať ty °á Ca* • celko- vé přechod- ná atála (9/1) cel- ko- vá pře- chod- ná atá- la Z (%) («9) (%) 1 2 1.0 1.9 -0.9 9.7 0,-8 1.3 -0,5 31‘,6 11,4 - 2 2 2.4 1.2 0,3 11,2 1.1 0,5 0,5 58,3 7,2 64,3 3 2 1.9 1.5 0.4 8.9 1.5 1,0 0,5 33,3 6.7 75,0 4 2 2,3 2,3 0 14,5 1.7 1,6 0.1 30,4 10,9 75,2 5 2 2,1 1,3 0,8 10,4 1.5 0,7 0,8 46,2 5,9 56,7

Tabulka 3 Váhová priraatky na akúiobných pliaikoch a trubkách činidlopodle prl-kladu Váhové priraatky (g) Rozdial hmot, pri-raatkov (g) voda + činidlo voda bez činidla pliaiky trubky pliaiky tf-ubky pliaiky trubky 1 0;0034 0,0833 ' 0,0084 0,0857 0,0050 0,0024 2 0,0110 0,0715 0,0118 0,1180 0,0008 0,0465 3 0,0087 0,0477 0,0486 0,0812 0,0399 0,0335 4 -0,0009 0,0585 0,0087 0,1237 0,0096 * 0,0652 5 -0,0104 0,0569 0,0149 0,1353 0,0253 0,0784

Claims (1)

1. 7 205 727 PŘED MET VYNALEZU Spdeob zameďzovania tvorby a/alebo odstraňováni® úsad a koróznych eplodin z kovovýchpovrchov cirkulačného vodného chladiaceho systéau, vyznačujúci ea tým, že do chladiacejVody, najma upravertej z hlediska chemických a/alebo biologických vlastnosti sa přidáváX až 50 mg.I-1 látky obecného vzorce Η - /Α/χ - /B/y -OH /1/ kde A je C3H60, B je C2h40,x je 0 až 30, y je O až 50, pričom x + y « 1a 0,1 až 10 mg.l duslkatej látky obecného vzorca X N^Y Y· /11/ kde X je H, -CH2 - CH2 -Z mé hodnotu 1 až 25. OH alábo alkyl o počte uhllkov 10 až 18, Y a Y* je -(C^H^OJ^H a