DE1811032A1 - Verfahren zur Beseitigung von Kesselstein - Google Patents

Description

Buckman Laboratories, Memphis (Tenn., USA) Verfahren zur Beseitigung von Kesselstein

Die vorliegende Erfindung betrifft die Eindämmung der Kesselsteinbildung und die Beseitigung von bereits vorhandenem Kesselstein bei mit strömendem Wasser arbeitenden Verfahren und Anlagen.

Für industrielle Zweok· verfügbares Wasser

1st, unabhängig von eeiner Herkunft (Fluss- oder Quellwaeser), nie ganz rein, sondern enthält verschieden· VerunreinigungenjWie z.B. geltet· Gase, gelüste Feststoff·, und gegebenenfalls auch suspendierte Feststoff·.

Obgleich die gelösten wie suspendierten Feststoffe In allgemeinen anorganischer Natur sind, können sie ge-

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legentlioh auch organischen Ursprungs sein. Es besteht die Tendenz, dass die Konzentration der Verunreinigungen in Verfahrenswaeeer während eines Verfahrens zunimmt. Dies ergibt sioh daraus, dass in technischen Verfahren dem Wasser bestimmte Stoffe mit spezieller Punktion zugesetzt werden und in der praktischen Verfahrensausübung das so angereicherte Wasser dann so weit als möglich wiederverwendet wird.

Viele der Verunreinigungen fallen während des Verfahrene aus und führen zur Bildung von Kesselstein. Unabhängig davon, ob dieser Kesselstein Krusten bildet oder anderweitig ausfällt, 1st das Ergebnis unerwünscht, da durch die Anwesenheit von Kesselstein die Geeamtleistung des Verfahrens merklich beeinträchtigt wird, und zwar hinsichtlich Quantität und Qualität des Endproduktes.

Es wurden daher bereits viele Verfahren zur" Bekämpfung des Kesselsteins vorgeschlagen* wie 'z«B. Entminerali sierung unter Venrenduiig von lonenaustauseherhareen. Ausflockung _f Chela tbiädusig»- sowie andere ehenl- ©ehe Methoden» duroh dl· die toipseletein venvwQhe«l®&. Materialien gelöst * etablllsltnFfc* dispepglert und/oder ~ ®atf®mfe werden· Ε·1ηββ der Meta»» beüaanateii ¥«pfelpea let Jedoüii voll beft»it«llgeiida βο ist die von

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nur in wenigen Anwendungsfällen durchführbar. Bei anderen bekannten Verfahren wird die Kesselsteinbildung verhindert und/oder der Kesselstein direkt angegriffen. Der erstgenannte Pail erfordert die Verwendung von Inhibitoren wie Polyphoaphaten oder dergleichen. Diese Methode ist deshalb nachteilig» weil man eine Anzahl verschiedener Komponenten* dem zu behandelnden Wasser entsprechend, mischen muss, was zeltraubend und schwierig ist. Ausserdem 1st das PoIyphosphatverfahren gewöhnlich mit hohem Wasserverlust und einer pH-Wert-Kontrolle während der Zugabe von Säure und Alkali verbunden. Beim direkten Angriff wird mit hohen Konzentrationen an Säure» z.B. Schwefel- oder Salzsäure« oder Alkallen,wle Natriumhydroxyd oder Natrlum-metasllikaten»gearbeitet. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die starken Säuren und Basen unangenehm In der Handhabung sind und das Metall der Anlage angreifen können.

Ziel vorliegender Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Mittels zur Beseitigung von Kesselstein» welches nicht mit den geschilderten Nachtellen der bisher verwendeten Mittel behaftet ist, und ein billiges und einfaches Verfahren zur Verminderung der Kesselstelnablagerung in Anlagen» die mit strömendem Wasser arbeiten.

Es wurde nun gefunden» dass durch Zugabe einer

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relativ geringen Menge elnea Ν,Ν-Dlmethylamlde einer geradkettigen, ungesättigten Carbonsäure zu den wäßrigen System die Kesselsteinbildung wirksam vernlndert werden kann·

Geeignete N,N-Dimethylamide sind solche von geradkettigen Carbonsäuren mit 18 C-Atomen» die mindesten« eine C-C-Doppelblndung aufweisen. Zu diesen Säuren gehOren z.B. die (folsäure, LlnolsKure, Linolensäure» Ricinolsäure und deren Gemische, Ferner eignen sieh die Säuregemlsohe* die im Tallöl, Rizinusöl,, Maisöl, Baum- wollaamenul* Leinöl, Oliven-„ Erdnuss-, Baps», Saffran«, Sesam- und Sojatootanenul enthalten sind. Bin speziell geeignetes SBuregemisoh ist das unter dem Handelsnamen "Unitol ACD"erhältliche Gemisch von Tallölfettaäuren. Dieses Produkt setzt sich wie folgt zusamment

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Tabelle	Fettsäuren, ft	Bereieh Einzelwerte	98,9
	Harzsäuren, ft	98,8-99,7	0,5
Unverselfbares, ft	0,2-0,6	0,6
Linolsäure, ft	0,1-0,6	45
Oelsäure, ft	—	51
Gesättigte Säuren, ft	—	2,4
Säuresahl	2,0-2,8	199
Verselfungszahl	198-201	200
Farbe, Gardner	198-202	3+
Viskosität SSÄ 37,8 %	3- bis *-	105
Gardner, Sek.	—.	0,9
Dichte, 15,6 yi5,6 K	—	0,905
Titer	—	0,0
PT anwmiinlrfe . V	-1 bis 1,0	190
EntsUndungsteeperatur, K		—^ -^ 224
		Die DüaethTlaJBlde dieser Tallölfettsluren werden nach-

folgend Bit "DMA" beselehnet.

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Anwendungsmenge und Art der Verwendung der Amide genäse vorliegender Erfindung hängen von der Art des Keeselatelnanfalles und der Susammensetzung de· Kesselsteins in jeweiligen Fall ab. Bei Systemen, bei denen dauernd entkalkt werden muss, ist ©s im allgemeinen am besten, zuerst bei nioht arbeitender Anlage die massiveren Ablagerungen su entfernen und dann während des folgenden Betriebs die Oberflisten d@r Anlage mit geringen Mengen der Amide in Berührung, si?, halten, um erneute Kesselsteinablagerung su vermeiden. Zum Entkalken kann man die Amide gemtse vorliegender Erfindung aufsprühen, aufpinseln oder anderweitig appli» zleren, und zwar sowohl unverdünnt wie auoh tweeknässig in durch geeignete Lösungsmittel verdünnter Fon, Falls' man nicht mit. dem u8xv@Fdüni%ten Mittel arbeiten kann«, kann aen auch dl® N«M-DlMttajlsjald· in nisepigeii Ld- "-eungen von Reinigtängiiiitteln^wie MatronleugiDsi Matrium» metasillkat und «tergleitshen^insetMn« Die Meng© an aktivem Beetandteil in eoloten Wms^n liegt bei 0_f12 bis 12 e/titer, bsw. «tmi O_fOI him IJ) Oev.»|Ü der geseilten Lusung. Die to

ab von der su r*isi£®8t3d<m Ob&pflieh®,, ter Art und nKoklgkeit des Ke«SK«]L®t®iii8₉ (tar lontaktsseit und d#r Temperatur der

In wtSN»lc$E Bymtmmit in denen di®

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entfernung während des Betriebe einer Anlage erfolgt« ium in wässrigen Syseme, denen die Aalde gesdtsa vorliegender Erfindung sur Verhinderung einer Keseeletelnablagerung zugesetzt werden, wendet man Amidkonzentratlonen von 0,2 bis 200 Gew.-Teilen pro Million Teile des wässrigen Systems an, wobei ein bevorzugter Bereich bei 0,5 bis 100 Teile pro Million liegt. Selbstverständlich können auoh höhere Xonsentrationen eingesetzt werden; meist ist dies jedooh unzweokmäsalg, da sieb das Verfahren dadurch hlufig ohne entsprechende Verbesserung verteuert.

Obgleich die Wirkungsweise der erfindungsgemEss eingesetzten Mittel nicht genau bekannt 1st, wird doch angenommen, dass die Ν,Ν-Dimethylamide primär kleine feste Teilchen aus Niederschiltgen anorganischer Stoffe überschichten, wodurch deren Agglomerierung zu grösseren Teilchen und nachfolgende Ablagerung auf den Oberflächen der Anlage verhindert wird. Es wird ferner angenoamen, dass die Aside an den Oberflächen der Anlage haften und dadurch das Anbacken oder die Ablagerung von anorganischen kesselsteinartigen Stoffen an diesen Fläohen vermindern oder ganz verhüten. Es könnte auoh gezeigt werden, dass die N,N~Dimethylaalde das Eindringen wässriger Systeme in bereits vorhandenen Kesselstein und damit die allmähliche Erosion des Kesselstein· begünstigen. Wie auch immer die Wirkungsweise im Einseinen sei, so steht fest,

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da·· durch die Amide gemftss der Erfindung die anorganischen Stoffe in diepergiertem Zustand gehalten werden und nicht su gröseeren Teilchen susamoeroraeheen und sich nicht auf den Oberflächen der Anlage ablagern, jedenfalls nicht in spürbarem Mass.

Beispiel 1

Die Wirksamkeit von DMA als Inhibitor der Kesselsteinbildung in einem Kühlturm wurde festgestellt, wobei zum Vergleich auch ohne DMA gearbeitet wurde. In Abwesenheit von DMA bildete sich rasch auf den Kühlflächen ein halbfester Kesselstein, der hauptsächlich aus Tonerde bestand. Bei weiterem Betrieb fielen Teile des Kesselsteins ab und verstopften die Leitungen« Diese Teile stellten ferner ein gutes Substrat für weitere Kesselsteinablagerungen dar.

Nach mechanischem Entfernen dee Kesselsteins wurde den System DMA in einer Menge von O,12 g/Liter durchfliessendem Wasser zugeführt. Dieser Zusatz verhinderte die Bildung von Kesselstein aus Tonerde oder andere» Material. Die KühlflUöbea blieben sauber.

Beispiel 2

In diesen Beispiel wurde die Wirksamkeit von DMA in einem Dampfturbinenkondensator getestet. Beim

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Betrleb de· Kühler· alt unbehandeltem Prlaehwaaaer wurden die Kühlerrohre alt Kesselstein ttbersogen, der aus Elsenoxyden, Calolumearbonat, Kieselsäure und unlöellohen komplexen Silikaten bestand. Die Keaselsteinablagerung war derart, dass die Turbine etwa jeden 7. Tag stillgelegt und der Kühler meohanisoh gereinigt werden musste.

Die Reinigung erfolgte duroh oa. 6-stundigeβ Durohleiten einer alkalisoheη Reinigungslösung von 63 X, die 8,4 g DMA/Liter enthielt. Anaohlleaaend wurde Mit kaltes Vesser gespült, daa 1,73 g DMA/Liter enthielt.

Naohdea die Kühlerrohre gereinigt waren, wurde die Turbine wie «uvor betrieben, jedoch enthielt da· Kühlwasser nun 1,30 Teile pro Million DMA. Nach mehreren Wochen hatte «loh im Kühler und in den anaohlleaaenden Leitungen kein Kesselstein gebildet.

Beispiel 3

Diese· Beispiel se Igt, da·· die Zugabe von OMA au einer alkalischen Lösung su einer wirksamen Kessel· etelnbeeeitlgung und «liier BrhOtaung der Betriebeselt elnee Verdampfers führt, in einer Zuckerfabrik musst« dl« Zuckerfabrikstlon sehr hiuflg unterbrochen werden, um dl« Verdampfer mit einer lOJflgen Natronlauge und ansonlieeeend duroh Spülen mit Slure su reinigen. Bs wurde der AlkalllOeung DNA in einer Mang« von 0,96 g/Liter

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zugegeben. Bel Verwendung dieser Lösung und ansohliessender Stturespülung konnte die Betriebezelt der Verdanpfer so erhOht werden, dass die Menge an produzierten Zucker zwischen zwei Stillegungen des Verdanpfers um fast 100 % stieg (von 26.250 t auf 52.000 t).

Ersetzt man In den obigen Beispielen OMA durch die Dlnethylanide der anderen vorstehend aufgeführten Fettsäuren, so werden ähnliche Ergebnisse erzielt.

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Claims (12)

Pittntiniprüohi

1) Verfahr·» zur Beseitigung von Kesselstein und Verhinderung der Kesselsteinbildung, dadurch gekennzeichnet» dass BMUi den sur Kesselsteinbildung neigenden wässrigen System Mindestens ein N,N-Dlmethylamid einer geradkettlgen Carbonsäure mit 18 C-Atomen und mindestens einer C-C-Doppelblndung zugibt.

2) Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass «an die R,N-Dimethylanlde eines Gemisches von Carbonsäuren alt 18 C-Atomen und mindestens einer C-C-Doppelblndung verwendet.

3) Verfahren naoh Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, dass aan die Diaethylamlde eines Tmllölsiuregemisohes verwendet.

4) Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass man die Dimethylamlde eines Lelntslsluregemisches verwendet.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dlnethylaaide eines SHuregemlsohes aus Sojabohnenei verwindet.

6) Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass mail die Dlmethylamide eines SMuregemlsohes aus Baumwollaamenei verwendet.

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7) Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass aan die Dimethyl amide eines SKuregealsehee aus MaIeOl verwendet«

8) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass »an die Dinethylami.de eines S&uregeialaohee aus Erdnussttl verwendet.

9) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn« zeichnet, dass «an N,N-Dlaethyl-ö~lsa*ureamid verwendet.

10) Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass man NpN-Dimethyl-linoleMureanid verwendet«

11) Verfahren nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, dass man Ν,Ν-Dlnethyl-linolensMureamld verwendet.

12) Verfahren nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, dass man N^N-Diaethyl-ricinoleäureamid verwendet.

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