DE1908552A1 - Die Kesselsteinablagerung verhindernde Mittel und mit diesen durchgefuehrte Wasserbehandlungsverfahren - Google Patents
Die Kesselsteinablagerung verhindernde Mittel und mit diesen durchgefuehrte WasserbehandlungsverfahrenInfo
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Description
Albright & Wilson Limited, Oldbury bei Birmingham, Warwickshire, Großbritannien
Die Kesselsteinablagerung verhindernde Mittel und mit diesen durchgeführte Wasserbehandlungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und Mittel zur Wasserbehandlung.
Bei der Behandlung von Seewasser, das z.B. in dampfbeheizten Röhrenverdampfern verdampft wird, werden
die in dem Seewasser vorhandenen Calcium- und Magnesiumverbindungen während der Verdampfung des Wassers
in den Röhren als Schlamm oder Kesselstein abgeschieden. Die Schlamm- bzw. Kesselsteinbildung in den Rohren
setzt das Ausmaß der Wärmeübertragung vom Dampf auf das zu erhitzende Wasser herab und trägt zu einer
Blockierung der Rohre bei, wodurch der freie Durchfluß des V/assers durch die Rohre gestört wird. Es ist
daher üblich, dem zu verdampfenden Wasser Mittel zuzusetzen, um zu versuchen, die Bildung von Ablagerungen
in den Verdampfern zu verhindern» Eines di#aer Mittel,
das In breiteetem Umfang verwendet wird, b«t#ht aus
einem kondensierten Phosphat, einen Lignineulfonat und
009816/1528 BAD original
einem Antischaummittel. Als Ligninsulfonatsalz, dessen
Anwendung in einem derartigen Mittel in Vorschlag gebracht wurde, kann das rohe Abfallmaterial dienen, welches
bei dem Sulfitaufschluß von Holz in einer Holzzellstoff
abrik anfällt. Rohe Ligninsulfonate, welche in diesen Mitteln zur Anwendung kommen, haben etwa
40 bis 50 %> Ligninsulfonat und eine beträchtliche Menge
von organischen Verunreinigungen,einschließlich Zucker, enthalten. Technisch verfügbare Ligninsulfonate,
die in solchen Mitteln verwendet worden sind, enthalten normalerweise etwa 27 % Zucker, hauptsächlich
Glukose, Arabinose, Xylose, Mannose und Galaktose, der als fo Glukose, bezogen auf das Gesamtgewicht des rohen
Sulfonats, aus dem Reduktionspotential errechnet wurde.
Es wurde nun gefunden, daß dann, wenn ein Ligninsulfonat mit einem herabgesetzten Zuckergehalt, z.B. einem Zuckergehalt
von nur etwa 12 %t gemeinschaftlich mit einem
aus einem kondensierten Phosphat bestehenden Kesselsteininhibitor verwendet wird, ein Mittel entsteht, welches
die Bildung von Ablagerungen in Seewasserverdampfern wesentlich wirksamer zu verhindern vermag als Mittel,
die ein Ligninsulfonat mit dem normalen, höheren Zuckergehalt aufweisen.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein zur Verhinderung der Kesselsteinablagerung dienendes Mittel,
das aus einem kondensierten Phosphat und einem Ligninsulfonatsalz besteht, welch letzteres 2 bis 20 Gewichtsprozent
Zucker, bezogen auf das rohe Ligninsulfonat, enthält.
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.In weiterer Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung
auch ein Verfahren zur Verhinderung der Bildung von Ablagerungen während des Verdainpfens von Seewasser, welches
darin besteht, daß man dem V/asser ein Mittel ge- ;»iä£ der Erfindung einverleibt.
Unter dem Begriff kondensierte Phosphate, wie sie für
üle Zv/ecke oer vorliegenden Erfindung geeignet sind,
sollen solche Alkali- oder Ammoniumsalze von molekular dehydratisieren Phosphaten verstanden werden, die |
Μ,.Ο : Po0r-Yerhältnisse von 1,7 : 1 bis 0,9 : 1 aufweisen,
ganz besonders !crystalline Tripolyphosphate, die
ein HnO : P~Or-Verhältnis von Im wesentlichen 1,66 : 1
aufweisen. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung de" Natriumsalze.
Die für eine Verwendung in den erfindungsgemaßen Mitteln in Frage Iconii^enden Ligninsulfonate sind diejenigen, die
einen niedrigen Zuckergehalt aufweisen, wenn man sie rait den i;u Handel befindlichen rohen Ligninsulfonate!! in Vergleich
sevzu. T.;ie gefunden wurde, ist ein Zuckergehalt
von weniger- aic '". J Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger
als 1f<>
Gewichtsprozent, und am besten ein solcher von f
G bis 14 Gewichtsprozent (z.B. 12 Gewichtsprozent), bezogen auf das Ligninsulfonat, in den erfindungsgemaßen
Mitteln besonders erwünscht. Wie festgestellt xvurde,
bringt eine iveitere Herabsetzung des Zuckergehaltes, z.B. eine solche auf 2 bis 4 $, keine wesentliche Verbesserung
der ablagerungs-verhindernden Eigenschaften
der erfindungsgemäSen Mittel. Der Zuckergehalt der verxvendeten
Ligninsulfonate wird durch wirtschaftliche Erwägungen bestimmt, denn es ist zwar technisch vorteil-
009816/1628
BAO ORIGINAL
haft, ein Ligninsulfonat zu verwenden, dessen Zuckergehalt auf etwa 12 % reduziert worden ist, doch steigen
die Kosten für ein solches Ligninsulfonat in dem Maße an, wie der Zuckergehalt abnimmt.
Die Ligninsulfonate werden normalerweise in Form ihrer Calciurnsalze verwendet, doch können gewünschtenfalls
auch andere Salze oder Salzgeraische zur Anwendung gelangen. Die verwendeten Ligninsulfonate können geringe
Mengen von verunreinigenden Materialien enthalten, und unter diesen sind am häufigsten Magnesiumverbindungen,
Eisenverbindungen und Asche anzutreffen.
Die Ligninsulfonate mit niedrigem Zuckergehalt, die für eine Verwendung in den erfindungsgemäßen Mitteln
bestimmt sind, können in jeder geeigneten Vleise hergestellt werden. Eine besonders brauchbare Methode besteht
darin, den in einem im Handel erhältlichen Ligninsulfonat vorhandenen Zucker zu vergären. Eine solche
Vergärung wird am zweckmäßigsten in der V/eise durchgeführt, daß man der Sulfonatprobe eine Hefekultur zugibt
und die so behandelte Probe nach der üblichen Gärungspraxis so lange bebrütet, bis der Zuckergehalt
auf den gewünschten Wert gesunken ist»
Das Polyphosphat und die Ligninsulfonate sind in den erfindungsgemäßen Mitteln in einem Gewichtsverhältnis
von etwa 0,5 ι 1 bis etwa 4 : 1 vorhanden, bezogen auf
das Verhältnis von Polyphosphat zu rohem Ligninsulfonat.
Normalerweise ist es empfehlenswert, ein Gewielitsve-r·»
hältnls von Polyphosphat zu Ligninsulfonat von etwa
1*5 s ij.0 anzuwenden. Jedoch kann dieses Verhältnis
in einer gewissen Breite schwanken,, und swap Js
009810/1628 bad original
dem verwendeten Polyphosphat und der Quelle, aus der das verwendete Ligninsulfonat stammt. Die Ermittlung
des geeigneten Verhältnisses kann in jedem besonderen Fall anhand einfacher Yorversuche erfolgen.
Häufig ist es erwünscht, den erfindungsgemäßen Mitteln Antischaummittel einzuverleiben, um die Schaumbildung
zu vermindern. Wie gefunden wurde, hat die Einverleibung der Antischaummittel überraschenderweise auch eine
Verbesserung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Mittel zur Folge. ™
Zu den in Frage kommenden Antischaummitteln gehören Silikone, wie Dimethylpolysiloxan, oder wasserlösliche
Äther und Ester von Polyalkylenglykolen, wie Laurylsäureester und Monoricinolsäureester von Polyäthylenglykolen.
Eine dieser Verbindungen, /die Anwendung finden kann, ist der Monoölsäureester eines Polyäthylenglykols,
dessen Molekulargewicht etwa 400 beträgt. Derartige Antischaummittel vom Typ der Glykolester können
zweckmäßig in einer Menge von 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Mittel, anwesend sein, und vorzugsweise
verwendet man sie in einer Menge von 2 bis 4 % t
des Gewichts des Mittels. Wird ein Äther eines Polyalkylenglykols verwendet, so sind, wie gefunden wurde,
größere Mengen hiervon erforderlich, d.h. Mengen, die je nach den Bedingungen etwa das >- bis 10-fache der
Menge eines Esters ausmachen, allerdings sind sie weniger leicht zersetzbar als die Ester.
Ein ganz besonders gut geeignetes Mittel enthält, wie gefunden wurde, 58 $ Natriumtripolyphosphat;* 39 % Calciumligninsulfonat
mit einem Zuckergehalt von 12 %s bezogtn
OOW10/162I
BAD ORIGINAL
auf das Gewicht des Gemisches aus dem Ligninculfonat
Zucker, und j5 fj eines Monoölsäureesters eines Polyäthylenglykols,
dessen Molekulargewicht 400 beträgt.
Allgemein kann gesagt werden, daß es empfehlenswert ist,
das Mittel dem Seevrasser in Mengen zuzusetzen - oder es darin in Mengen aufrecht zu erhalten -, die einer Konzentration
von 5 bis 50 Teilen des genannten Mittels
pro Million Teile, beispielsweise 10 Teile pro Million, entsprechen.
Bei Anwendung an Bord eines Schiffes wird ein Seewasserverdampfer für gewöhnlich bis zu einem "Abblasen"
("blowdown") von 67 % betrieben, d.h. von J5 t Seewasser*
die den Verdampfer passieren, wird jeweils 1 t verdampft und 2 "t werden als Abfall verworfen. Bei einem unter diesen
Bedingungen durchgeführten Betrieb übt ein Zusatz von bis zu einer Menge von 5 Teilen pro Million Teile
herab, gemeint ist ein Zusatz des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels, eine deutlich erkennbare Wirkung aus.
In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, die Anlage mit einem geringeren "Abblasen" zu betreiben, und
in einem solchen Falle sollten die Konzentrationen an dem Mittel erhöht werden. Bei einer mit einem "Abblasen"
von 50 $ betriebenen Anlage ist eine Mittel-Konzentration
von 15 Teilen pro Million Teile als wirksam festgestellt
worden, und bei einem "Abblasen" von 25 % kann die Konzentration
sogar bis zu 30 Teile pro Million Teile betragen. Es ist jedooh zu berücksichtigen, daß der zur Verfügung
stehende wirtschaftliche Spielraum sehr klein ist und die Gesamtkosten der verwendeten Verbindung einen
wesentlichen Faktor bei der Wahl der Betriebsbedingungen darstellen.
001816/1128
ORIGINAL INSPECTED
V.'enn auch die Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel
"iüi vorstehenden nur in Verbindung mit ihrer Mitwirkung
r-ei der Seewasserverdampfung erläutert wurde, so sind
diese Mittel natürlich auch bei solchen Arbeitsverfahren von großem Nutzen, bei denen Trinkwasser durch
Verdampfung von aus anderer Quelle stammenden Wässern, wie Wässern aus Salzseen und gewissen artesischen Brunnen,
gewonnen wird. Solche Wässer, die durch Destillation in Trinkwasser umgewandelt werden können, werden
in dieser Erfindungsbeschreibung als "nicht trinkbares Wasser" bezeichnet. |
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung in einer v/eiteren Hinsicht ein Verfahren zur Umwandlung von nicht
crinkbarem Wasser in Trinkwasser, das darin besteht, daß man dem nicht trinkbaren Wasser 3 bis 50 Teile der erfindungsgemäßen
Mittel pro Million Teile zugibt und dieses danach einem Destillierprozeß unterwirft, um zumindest
einen Teil desselben zu verdampfen und wieder zu kondensieren.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel soll nun durch iie folgenden Beispiele näher erläutert werden:
Seewasser wurde in einen Verdampfer eingespeist, der so betrieben wui-de, daß ein Drittel der Beschickung abdestilliert
und wieder kondensiert und der Rest verworfen wurde. Zu dieser Beschickung wurden 5 Teile pro
Million Teile eines Gemisches aus 6o Gewichtsprozent Hatriurntripolyphosphat und 40 % Ligninsulfonat zugesetzt.
Es wurden drei Versuchsreihen unter Verwendung von Ligninsulfonaten
durchgeführt, die Zuckergehalte von 27# 12 und
k Gewichtsprozent, bezogen auf das rohe Ligninsulfonat,
aufwiesen. Wie gefunden wurde, belief sich nach jedem
dieser Versuche die bei der Verdampfung abgeschiedene Kesselsteinmenge in Abhängigkeit vom jeweiligen
Zuckergehalt im Ligninsulfonat auf folgende Werte:
Zuckergehalt dee Bei der Verdampfung
Ligninsulfonates abgeschiedener Kessel-
Gewichtsprozsnt stein in Gewichtsteilen
27 1-1,2
12 0,6^
4 . 0,69
009816/1528 bad original
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Trinkwasser durch Destillation
von nicht trinkbarem Wasser, wobei die Destillation
in Gegenwart eines die Ablagerung von Kesselstein verhindernden Mittels auf der Basis einer Mischung
eines kondensierten Alkaliphosphats und eines Ligninsulfonate durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet.
daß das Ligninsulfonat 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
4 bis 16 Gew.-^, Zucker (bezogen auf das Gesamtgewicht
des rohen Ligninsulfonats) enthält»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ligninsulfonat β bis 14 Gew. -4>
Zucker enthält·
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das kondensierte Phosphat ein Verhältnis M2O : P2O5 von 1,7 : 1 bis 0,9 : 1 hat,
und beispielsweise Natriumtripolyphosphat ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem die Ablagerung von
Kesselstein verhindernden Mittel noch ein Antischaummittel, z.B. ein Ester oder Äther eines Polyalkylenglykols,
zugesetzt wird.
5. Mittel zur Herstellung von Trinkwasser aus nicht trinkbarem
Wasser durch Destillation, wobei die Destillation in Gegenwart eines' di· Ablagerung von Kesselstein ver-
§918/1528
BAD
- 2 - -10-
hindernden Mittels auf Basis einer Mischung eines kondensierten Alkaliphosphats und eines Ligninsulfonate
durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dab das Ligninsulfonat 2 bis 20 &ew.-%, vorzugsweise
4 bis 16 Gew.->, Zucker (bezogen auf das Gesamtgewicht des rohen Ligninsulfonate) enthält.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ligninsulfonat 8 bis 14 (iew.-$ Zucker enthält=
7. Mittel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kondensierte Phosphat ein
Verhältnis M2U : P2O5 von 1,7: 1 bis 0,9 : 1 hat,
und beispielsweise Natriumtripolyphosphat ist»
;8. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem die Ablagerung von Kesselstein verhindernden Mittel
noch ein Antischaummittel, z.B. ein Ester oder Äther eines Polyalkylenglykols, enthält.
009816/1523
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