DE1808824A1

DE1808824A1 - Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen in Kuehlsystemen oder Waermeaustauschern

Info

Publication number: DE1808824A1
Application number: DE19681808824
Authority: DE
Inventors: Salutsky Murrell Leon; Hwa Chih Ming
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1967-11-17
Filing date: 1968-11-14
Publication date: 1969-06-26
Also published as: FR1591906A; GB1214530A; JPS4930914B1

Description

W. R, öraee & Co.

New York, N.Y., V.St.A.

(US 633 822 - prio 17.IKo''' 12455 .. 5829)

Hamburg, ί?. November· 196H

Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen in Kühlsystemen oder Wärmeaustauschern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zui> Verhinderung ßohmutzansammlung oder Verstopfung in wassergekühlten Wärmeaustauschern und KUhlsystemen. Ein großer Teil des in Kühlsystemen und gewerblichen Wärmeaustauschern verwendeten Wassers stammt aus Flüssen, Seen, Teichen und dergleichen und enthält verschiedene Mengen an suspendierten Stoffen wie Schlamm, Ton und organische Abfallstoffe. Darüber hinaus enthalt derartiges Wasser gelöste Calcium« und Magnesiumsalae.

In Kühltürmen wird die Kühlung durch Verdampfen eines Teiles des durch den Turm zirkulierenden Wassers erreicht. Da die Verdampfung während des Kühl ens stattfindet, v/erden die in dem Wasser suspendierten Stoffe konzentriert. Darüber hinaus kann das durch den Turai strömende Wasser durch Peststoffe aus der umgebenden Luft verunreinigt werden. Diese Feststoffe setzen sich an Stellen niedriger

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Strömungsgeschwindigkeit ab und führen zu Korrosion., Reibungsverlusten und unzureichendem Wärmeübergang.

Es 1st vorgeschlagen worden, hochmolekulare Polyacrylamide und Polyacrylate zu verwenden, um die feinen Schinen= und Schmutzteilchen zu lockeren Flocken zu agglomerieren und dadurch die Ansammlung dieser Stoffe in den Rohren und Wärmeaudtauschsrleitungen au verhindern (vgl. USA-Patentschrift 2 O85 9*6). Unglücklicherweise neigen diese Flocken dazu, sich in Kühlfcurmbecken abzulagern, so daß eine häufige Reinigung erforderlich ist _f um die angesetzten Flocken aus dem Becken zu entfernen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ablagerung von Schmutz und. Schlamm aus dem für Industriewärraeauatauscher oder Kühlsysteme verwendeben Wasser zu verhindern.

Es wurde überraschend gefunden, daß niedermolekulare Polymere der Acryl- und/oder Methacrylsäure die Verstopfung von Wärmeaustauschern und Kühlsystemen verhindern, ohne daß eine nachteilige Plokulation eintritt; die Stoffe werden nicht ausgeflockt, sondern in Dispersion ge« halten.

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Mit 3er Erfindung wird das Absetzen der SfcoiTe In-den R ο ar en und in den Kühlturmbecken verhindert. Auf diese V/eise köanon die verstopfenden Stoffe bequem beispielsweise durch die Ableitung des Kühlturras entfernt werden.

Mit der Erfindung wird die Verwendung von 0,1 bis; 1000 ppm Polyacrylsäure, Polymethacrylsh'ure, eines Acryls?iure/&et"n·» acrylsäure-Misehpolymerisats oder von deren wasserlöslichen Salzen mit einem Molgewicht von jeweils mindestens 200 und weniger als 50.000 zur Verhinderung der Ansammlung von. Schmutz oder Schlamm in wassergekühlten Wärmeaustauscher.! oder Kühlsystemen vorgeschlagen. Die bevorzugte Konzentration an Polymeren, liegt bei 0,2 bis 100 ppm, wobe:l die Konzentration auf Polyacrylsäure umgerechnet ist. Das Polymere kann Polyacrylsäure, PolymethacrylsMure, Acrylaäure/Methacrylsäure-Mischpolymerisat und hydrolysiertes Polyacrylamid oder ein wasserlösliches Salz derselben wie z.B. die entsprechenden Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sein. Es ist wesentlich, daß das Molekulargewicht (durchschnittliches Molekulargewicht) weniger als 50.000 und mehr als 200 beträgt; vorzugsweise liegt es im Bereich von 400 bis 20.000. Das bevorzugte Polymere ist PolymethacrylsHure oder Natrium» polymethacrylat mit einem Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 15.000. Diese Polymeren sind ira Handel erhältlich» und '/erfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt.

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Es 1st nicht wesentlich, an welchem Punkt des Systems die Polymeren augesetzt werden, vorausgesetzt, daß das Wasser, das durch jene Bereiohe strömt, wo die Ablagerung von Schmutz und Schlamm besonders unerwünscht ißt* eine aus» reichende Meng© an Polymeren enthält, um die Schmutz» und Schlammteilohen zu dispergieren. Beispielsweise kann das Polymere der Nachfüll- oder Frischwasserleitung ssußesetzt werden, aus der Wasser in das System eintritt* oder aber in eine RUckführwaeserleitung oder in Sammelbehälter oder Vorratsbehälter des Systems. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Schmutz- und Schlammteilchen nicht ausgeflockt, so daß sie sich nicht in dem Wärmeaustauscher oder anderen Flüchen des durchströmten Systems ablagern. Die suspendierten Teilchen werden solange durch das System mitgeführt, bis sie beim Entleeren des Systems oder auf andere Welse entfernt werden* Ein Austragen des abgesetzten Schmutzes und Schlamms von Hand ist bei dem Verfahrennicht. erforderlich.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll das folgende Beispiel dienens

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Beispiel

Dieses Beispiel zeigt, wie die polymeren Dispersionen bei dem erfindungsgemftßen Verfahren Verstopfungen und Schmutz«» ansammlungen verhindern. Dabei wurde Kühlwasser der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Konzentration in ppm

Calclumeulfatdihydrat 445

Magneslumeulfatheptahydrat 519

Natrlumblcarbonat 185

Calciumchlorid 136

Kaolin 100

Kühlturmsohlamm (bezogen auf Trockenbasis) 50

Während der Versuche wurde das zirkulierende Wasser einem geschlossenen Kreislaufversuchsystem mit einer Geschwindigkeit von etwa 19 1 je Tag zugeführt, wobei der von dem Versuchssystem stammende Überlauf verworfen wurde. In dem geschlossenen Kreislaufsystem wurde Wasser mit einer Temperatur von 54⁰C und mit einem pH-Wert von 7,5 bis 8,0 bei einer Geschwindigkeit von 3«79 1 je Minute für den Ablagerungstest duroh ein Rohr aus arsenhaltigem Alpha-Messing hindurchgeleitet. Das Messingrohr war mit einem Mantel versehen, durch den die Heizflüssigkeit mit einer Anfangs«« temperatur von 116°C Im Gegenstrom durchgeleitet wurde.

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Das Kreislaufwasser wurde anschließend auf 54⁰G gekühlt und durch das System bindurohgeschickt. Die Gesamtdauer für Jeden Versuch betrug 10 Tage. Die Trübung des Nachfüll~ wassers und des Abwassers wurde während des Versuch© unter Verwendung eines photoelektrischen Kolorimeters (Lumetron Kolorimeter, Modell 401) bei einer Wellenlänge von 650 m Ai und 40 mn Schichtdicke gemessen. Nach Beendigung Jedes Versuches wurde das Messingrohr ausgebautι die Ablagerungen wurden an bestimmten Stellen des Rohrinneren entfernt und gewogen, um die Gewichtszunahme je Flächeneinheit aufgrund von Ablagerungsbildung zu bestimmen. Bei Versuch 1 (Kontrollversuch) wurde unbehandeltes Wasser untersucht. In Versuch 2 wurden dem Kühlwasser erfindungsgemäß 1,6 ppm Natrium* polymethacrylat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 9000 zugefügt. Bei Versuch 3 (Vergleichsversuch) wurde das Kühlwasser mit 1,6 ppm Natriumpolyacrylat mit einem Molekulargewicht von 92.000 behandelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Zusammenstellung enthaltens

Versuch Nr. Trübung In % ' Kesselstein in mg

1 24,0 224,8

2 16,9 151,4

3 21,5 410,4

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^a' Prozentuale Liohtdurchl&esigkelt dee Abwassers minus prozentuale Lic htdur ο Massigkeit dee NachfUllwaseers.

Wie sich zeigt» bewirkt das erfindungsgeraüße Verfahren eine wesentliche Abnahme der Ablagerungebildung und Verstopfung. DaE* dies das Ergebnis der besseren Dispersion der Schlamm- und Schmutsttilohen in dem System ist, zeigen die Messungen m der Trübung des Wassers. Versuch 3 beweist, daß die Verwendung von Polymeren alt einem Molekulargewicht von mehr als 50.000 verglichen mit dem vollständigen Verzicht auf den Zusatz eines Polymeren als Mittel zur Verhinderung der Schmutz- und Sohlammablagerung nur wenig besser ist, daß aber die KeBBeI-steinablagerung durch Ausfüllung von Calcium- und Magnesiumverbindungen deutlich verschlimmert wird*

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Claims

(US 683 82> - prio 17.H.67 12455 - 5829) W. R. Grace & Co. New York, N.Y., V.St.A» Hamburg, 5. November 1968 Patentansprüche

1. Verwendung von 0,1 bis 1000 ppm Polyacrylsäure, PolymethacryüU säure, eines AcrylsKure/faethacrylsHure-Mischpolymerisats oder· von deren wasserlöslichen Salzen mit einem Molekulargewicht von jeweils mindestens 200 und weniger als 5Ö#00Ö zur Verhinderung der Ansammlung von Schmutz oder Schlamm in wassergekühlten Wärmeaustauschern oder Kühlsystemen.

2. Verwendung gemSß Anspruch 1, dadurch gekennzeiöhnei, daß man in dem den Austauscher oder das System durchströmenden Wasser

™ eine Konzentration an organischem Polymeren von Ö,S bis 100 ppm aufrechterhält.

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