CS225676B1 - Způsob zamezení vzniku inkrustací - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zamezení vzniku inkrustací málo rozpustných vápenatých solí.

Inkrustace síranu a uhličitanu vápenatého způsobují vážné potíže při čištění vody destilací, provozování chladicích věží, těžbě minerálních vod a jinde tím, že snižují tepelnou účinnost zařízení, zmenšují světlost trubek,atd., musí být proto periodicky odstraňovány. Na problém vzniku inkrustací narážíme také při úpravě solanek.

Tak například při odstraňování přebytečných síranů roztokem chloridu vápenatého ze solanky se postupuje následovně! solanka o teplotě asi 80 °C s obsahem chloridu sodného 280 g/l a s obsahem síranů do 25 g/l se v kontinuálním míchaném reaktoru mísí s přibližně 30% roztokem chloridu vápenatého. Vznikající suspenze hemihydrátu síranu vápenatého se převádí do usazováku, kde se ze dna šaržovitě odebírá vysrážená pevná fáze a shora kontinuálně čistá solanka. Na stěnách usazováku rostou tvrdé, vrstevnaté inkrustky rychlostí až 5 mm za měsíc, jejichž složení je proměnné podle místa vzniku. Převážně jsou však inkrusty tvořeny hemihydrátem síranu vápenatého v doprovodu glauberitu a chloridu sodného, ha chladnějších místech usazováku sádrou spolu s glauberitem, hemihydrátem síranu vápenatého a chloridem sodným. Jelikož inkrusty zabraňují po čase bezporuchovému chodu usazováku, musí být se stěn pravidelně ručně seškrabovány, to má za následek odstavení usazováku z provozu a vyžaduje nákladnou a namáhavou manuální práci.

Inkrustace vznikají v usazováku následujícím mechanismem. Při smíšení solanky s roz225 676

225 676 tokem chloridu vápenatého ve srážecím reaktoru zařazeným před usazovákem se vyloučí ještě před vstupem solanky do usazováku více jak 90 % přiváděného vápníku ve formě pevných částic hemihydrátu síranu vápenatého. V usazováku se koncentrace pevné fáze v kapalině pronikavě sníží v důsledku sedimentace, takže zbývajících asi 10 % vápníku se z roztoku vylučuje již pomalu. Vylučování probíhá převážně na stěnách zařízení proto, že přesycení v roztoku není dostatečné pro nukleaci nové pevné fáze v kapalině. Pokud střední doba zdržení kapaliny v usazováku není dostatečná k dosažení rovnováhy v solance, vznikají inkrusty i v potrubí odvádějící vyčeřenou solanku z usazováku.

Zabránit vzniku inkrustací síranu vápenatého lze docílit přídavkem organických sloučenin například želatinou nebo deriváty kyseliny fosfoniové, které však inhibují jak nukleaci, tak i růst krystalů. Tyto přídavky však mohou působit vážné potíže v dalším technologickém procesu, takže současná praxe dává přednost namáhavému mechanickému odstraňování inkrustů před jakoukoliv chemickou prevencí.

Podstatně výhodnějším se jeví způsob zamezení vzniku inkrustací ůhličitanu či síranu vápenatého při jejich vylučování z vodných roztoků, zejména solanky, minerální vody či vody k destilaci přídavkem deficitního síranového, uhličitanového nebo vápenatého iontu podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kromě přídavku deficitního iontu se tamtéž přidává suspenze uhličitanu či síranu vápenatého, vzniklá v předchozím vylučování, a to v množství rovném 1 až 20ti násobku vylučovaného uhličitanu či síranu vápenatého.

Způsobem podle vynálezu se zabrání vzniku inkrustací v technologickém zařízení, přičemž efekt předkládaného vynálezu je rovnocenný přídavku třetí látky pro zabránění vzniku inkrustací. Hlavní výhodou je, že odpadá pracné ruční odstraňování inkrustů.

Experimentálně jsme zjistili, že rychlost vylučování vápníku ze solanky při jejím čištění srážením roztokem chloridu vápenatého je silně závislá na výchozím přesycení a koncentraci pevné fáze, strukturně identické se sráženou pevnou fází, která je přítomna na začátku srážení.

Tak například při srážení solanky obsahující 280 g chloridu sodného/l a 25 g síranu/l 30% roztokem chloridu vápenatého se reakčního stupně oC = 0,996 dosáhne za 100 minut při teplotě 80 °C. Pokud se však obsah pevné fáze při srážení zvýší na pětinásobek jejího množství vznikajícího při srážení, se stejného reakčního stupně dosáhne již za 10 minut. Při koncentraci pevného hemihydrátu síranu vápenatého v solance na začátku srážení rovné desetinásobku množství vznikajícího při srážení, dosáhne se reakčního stupně ot _B 0,999 již za necelé 2 minuty po smísení solanky s roztokem chloridu vápenatého.

Příkladný postup při realizaci předkládaného vynálezu je následujícís do kontinuálního srážecího reaktoru se kromě solanky a nutného množství roztoku chloridu vápenatého dávkuje ještě suspenze vysrážené pevné fáze ze spodní části usazováku, a to v množství, které odpovídá pětinásobku vznikající pevné fáze, hemihydrátu síranu vápenatého, při srážení. Při střední době zdržení směsi ve srážecí nádobě do 10 minut se dosáhne téměř rovnovážné koncentrace vápníku v solance, takže v usazováku se již nemůže vylučovat další síran vápenatý na stěnách zařízení.

225 676

Způsobu podle vynálezu lze využít i v dalších technologiích, kde inkrustace vznikají v důsledku pomalého vylučování pevné fáze z roztoku při účelovém srážení, např. při snižování obsahu vápníku v solance, kdy se jako srážecí činidlo přidává uhličitan sodný, v kotelních a minerálních vodách atd.

Claims (1)

1. Způsob zamezení vzniku inkrustací uhličitanu či síranu vápenatého při jejich vylučování z vodných roztoků, zejména solanky, minerální vody či vody k destilaci přídavkem deficitního síranového, uhličitanového nebo vápenatého iontu, vyznačený tím, že kromě přídavku deficitního iontu se tamtéž přidává suspenze uhličitanu či síranu vápenatého vzniklá v předchozím vylučování, a to v množství rovném 1 až 20ti násobku vylučovaného uhličitanu ci síranu vápenatého.