DE2911259C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Mittel zur feuerungsseitigen Reinigung von Heizkesseln, bestehend aus einer wässerigen, alkalischen Lösung, die ein oder mehrere Oxydationsmittel enthält.

Bekanntlich bilden sich im Kesselinneren von Heizkesseln aus den Brennstoffen feste Rückstände, die teils aus Kohlenstoff oder Teer, teils aus anorganischen Ascherückständen bestehen. Diese Verbrennungsrückstände setzen sich als mehr oder weniger fest haftende Beläge an den Kesselwandungen und den Wärmeaustauscher- Elementen ab und behindern wegen ihrer stark wärmedämmenden Eigenschaften den Wärmedurchgang. Überdies führen sie wegen ihres sauren Charakters, bedingt vor allem durch Schwefelverbindungen auch zu Korrosionserscheinungen an den metallischen Flächen des Kesselinneren. Die regelmäßige Entfernung solcher Rückstände ist daher unerläßlich.

Es ist bekannt, daß man derartige Verbrennungsrückstände durch Behandlung mit wäßrigen alkalischen Lösungen weitgehend beseitigen kann. Zur besseren Benetzung und Tränkung der Beläge werden ihnen zweckmäßig noch Tenside zugesetzt. Das Reinigungsmittel wird bei abgestelltem Brenner in das Kesselinnere eingesprüht. Bei der Reaktion mit den sauren Bestandteilen der Rückstände und/oder bei der folgenden Erhitzung der durchtränkten Beläge wird Kohlendioxyd und/oder Ammoniak freigesetzt. Diese Gasentwicklung bewirkt den Zerfall und das Abspringen der Beläge, die überwiegend aus anorganischen Ascherückständen bestehen. Sie sammeln sich schließlich am Boden des Feuerraumes, wo sie nicht mehr stören.

Ablagerungen von gewöhnlichem Ruß werden im Zuge der gleichen Behandlung beseitigt, wenn dem Reinigungsmittel oxydierende Bestandteile, wie Nitrate oder Chromate zugesetzt werden. Zweckmäßig enthält die Lösung daneben noch Schwermetallverbindungen, wie Kupfer- oder Zinkammoniakate, die bei der folgenden Erhitzung der durchtränkten Rußablagerungen Schwermetalloxyde bilden und die Verbrennung des Kohlenstoffes katalytisch fördern.

Derartige Reinigungsmittel sind beispielsweise in der DE-PS 18 17 798 beschrieben.

Schwierigkeiten bereiten bei diesem bekannten Reinigungsverfahren die dichten, glänzend schwarzen Kohlenstoffablagerungen, der sogenannte Glanzruß. Während der gewöhnliche grau- bis mattschwarze, poröse Ruß in hinreichendem Maße oxydiert, daneben wohl auch durch die Gasentwicklung von den Heizflächen abgesprengt wird, widersteht der Glanzruß dieser Behandlung oft sehr hartnäckig. Meistens lassen sich Schichten von Glanzruß und damit überzogene oder durchsetzte Oxyd- und Ascheablagerungen auch durch mehrfache Wiederholung des beschriebenen Reinigungsverfahrens nicht vollständig beseitigen. Die dann erforderliche mechanische Nacharbeit aber ist nicht nur zeitraubend und damit teuer, sondern bringt auch die Gefahr der Beschädigung der Wärmeübergangselemente mit sich.

Es sind andere Verfahren vorgeschlagen worden, um derartige hartnäckige Kohlenstoffablagerungen mit Hilfe starker Oxydationsmittel zu beseitigen. Dazu wird gewöhnlich Kaliumnitrat in fester Form mit einer Beimischung einer oxydierbaren Substanz wie Holzkohle oder Schwefel in geringer Menge in den noch heißen Feuerraum eingebracht. Man verwendet also Mischungen, die dem altbekannten Schwarzpulver nahekommen, aber noch nicht explosiv sind. Derartige Mittel sind beispielsweise aus der DE-PS 12 67 775 bekannt. Diese Reinigungsverfahren haben aber den Nachteil, daß sie die Ascheablagerungen nicht beseitigen, die meistens neben den Rußablagerungen vorhanden sind, sondern im Gegenteil durch das mit dem Salpeter eingebrachte Alkali diese noch verstärken. Außerdem ist ihre Anwendung weniger sicher als das beschriebene nasse Verfahren, da bei Vorhandensein einer entsprechenden Menge Ruß-Verpuffungen vorkommen können.

Es stellte sich mithin die Aufgabe, die oben beschriebenen Reinigungsverfahren bzw. Reinigungsmittel derart zu verbessern, daß auch die erwähnten hartnäckigen Glanzruß-Ablagerungen beseitigt werden, wobei aber die Einfachheit und Sicherheit der Anwendung erhalten bleiben sollte.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Mittel durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Es wurde gefunden, daß Alkalÿodat, zweckmäßig Kaliumjodat in verdünnter ammoniakalischer Lösung auch Glanzruß angreift, insbesondere in Kombination mit den bekannten Schwermetall-Verbrennungskatalysatoren. Den anderen in Betracht kommenden Oxydationsmitteln ist Kaliumjodat in dieser Hinsicht deutlich überlegen.

Auch die Alkaliperjodate erwiesen sich als geeignet zur Oxydation von Glanzruß, wie man in Kenntnis der Wirkung von Alkalÿodat erwarten sollte. Da die Perjodate schlecht löslich sind, wird zweckmäßig Perjodsäure zugesetzt, die in der alkalischen Lösung Natriumperjodat bildet. In der Praxis wirkt sich das größere Oxydationspotential des Perjodats jedoch kaum so stark aus, daß sein höherer Preis gerechtfertigt wäre. Es wird daher ein erfindungsgemäßes Reinigungsmittel mit Gehalt von Kaliumjodat bevorzugt.

Die stärkere Oxydationswirkung des Kaliumjodats auf Kohlenstoffablagerungen im Vergleich mit Kaliumnitrat, Kaliumchromat oder Kaliumpermanganat zeigte sich bei Reihenversuchen an Glanzruß, der auf Gußmetallflächen künstlich erzeugt worden war, aber ebenso bei Vergleichsversuchen an Heizkesseln, in denen die rechte und linke Seite des Verbrennungsraumes mit kaliumjodathaltigen bzw. mit anderen Reinigungsmitteln gleicher Konzentration behandelt wurden.

Anscheinend sind diese Unterschiede bisher noch nicht beachtet worden. Zwar wurde schon mit der US-PS 28 82 237 vorgeschlagen, zur Beseitigung hartnäckiger Kohlenstoffablagerungen an anderen Stellen Wasserstoffperoxyd in Kombination mit Ammoniak einzusetzen. Hierbei mußte aber die Lösung 15 bis 25 Gew.-% Wasserstoffperoxyd enthalten; in den niedrigeren Konzentrationen, die für das hier beschriebene Verfahren in Betracht kommen, erwies sich Wasserstoffperoxyd als nahezu wirkungslos. Auch verwandte Verbindungen, wie Ammoniumpersulfat erwiesen sich als wenig geeignet, wenn sie nicht schon aus anderen Gründen ausschieden, wie Bariumperoxyd, daß mit den schwefelsauren Ascheablagerungen unlösliches Bariumsulfat bilden und die Schwierigkeiten noch vergrößern würde.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel enthält neben Kaliumjodat bzw. Perjodat vorteilhaft einen Schwermetall-Verbrennungskatalysator. Vergleichsversuche zeigten, daß Kupfersalze am wirksamsten waren. Zweckmäßig verwendet man basisches Kupferkarbonat, das in dem ammoniakalischen Medium als Tetraminkomplex löslich ist. Auf diese Weise wird die Einführung von weiteren Säurekomponenten vermieden und gleichzeitig die Entwicklung von Kohlendioxyd verstärkt, die für die Lockerung der Aschebehälter wichtig ist.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel setzt sich beispielsweise folgendermaßen zusammen:

Kaliumjodat als Oxydationsmittel;
basisches Kupferkarbonat als Oxydationshilfe, gleichzeitig als CO₂-Lieferant;
Ammoniak und
Alkalikarbonat zur Neutralisation der sauren Aschebestandteile und zur Gasentwicklung, nämlich von CO₂ und NH₃,
sowie für die Lockerung fester Ablagerungen;
Ammoniumphosphat zur Passivierung freigelegter Metallflächen und
ein Tensid wie Äthoxysulfat als Netz-, Schaum- und Dispersionsmittel.

Claims (4)

1. Mittel zur feuerungsseitigen Reinigung von Heizkesseln, bestehend aus einer wässerigen, alkalischen Lösung, die ein oder mehrere Oxydationsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Oxydationsmittel ein Alkali-Jodat oder Alkaliperjodat ist.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem Alkali-Jodat oder Perjodat ein oder mehrere, die Rußverbrennung katalytisch unterstützende Schwermetallverbindungen enthält.

3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallverbindung basisches Kupferkarbonat ist.

4. Mittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem Alkali-Jodat oder Perjodat Tenside und/oder Korrosionsinhibitoren enthält.