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Verfahren zum Entkarbonisieren von Wasser für industrielle Zwecke.
Es ist bekannt, zunl Vorwärmen von Kesselspeisewasser das Speisewasser in ständigem
Kreislauf durch den Vorwärmer zu treiben und dort mit Dampf in Berührung zu bringen.
Zur' weitgehenden Ausscheidung der kohlensauren Magnesia durch Erhitzen des Wassers
sind aber bekanntlich Temperaturen über ioo° erforderlich, die nur in geschlossenen
Gefäßen unter entsprechendem Anwachsen des Dampfdruckes erreicht werden können.
Tun wird: aber durch Druck die Löslichkeit gesteigert, so daß der günstige Einfluß
. der Temperaturerhöhung durch den entgegenwirkenden Einfluß der Druckerhöhung nahezu
aufgehoben wird. Diese Schwierigkeit wurde bisher durch ein Verfahren beseitigt,
das im Wesen darin besteht, daß der der Ausfällung der Bikarbonate entgegenwirkende
Einfluß der zur Hervorrufung von Temperaturen über ioo° unvermeidlichen Drucksteigerung
durch gleichzeitige lebhafte Bewegung des Wassers unschädlich gemacht wird. Unter
diesen Verhältnissen entweicht die Kohlensäure aus diem@ gelösten Bikarbonat nicht
nach Maßgabe des auf -der Flüssigkeit lastenden Gesamtdruckes, sondern nach Maßgabe
des. im Dampfraum vorhandenen Partialdruckes der Kohlensäure, der im Vergleich zum
Wasserdampfdruck verschwindend klein ist und insbesondere, im Gegensatz zum Dampfdruck,
ohne Herabsetzung der Temperatur beliebig verkleinert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung geht von den gleichen Voraussetzungen aus..
Die Erfindung besteht aber darin, daß das unter Druck erhitzte Wasser im Gemisch
mit Frischwasser im Kreislauf in den Dampfraum des Kessels unter feiner Verteilung
eingeführt, zweckmäßig eingespritzt wird' und der in den ausgeschiedenen Gasen enthaltene
Dampf in Wärmeaustauschapparaten zweckmäßig durch das Frischwasser kondensiert wird
und die Gase und das Kondensat gesondert abgeführt werden. Während bei den bekannten
Verfahren die Bewegung des Wassers im Kreislauf zu dem Zwecke erfolgt, um den Ä.ÄTärinegehalt
des Dampfes möglichst weitgehend auszunützen, wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
durch den Kreislauf des Wassers, bei - welchem das hocherhitzte Wasser unter feiner
Verteilung in den Kessel eingeführt wird, der der Ausfällung der Bikarbonate entgegenwirkende
Einfluß der. zur Hervorrufung von Temperaturen über ioo° C unerläßlichen Drucksteigerung
unschädlich gemacht. Überdies kommt eine so. innige Berührung sämtlicher Wasserteilchen
mit
ihrem Dampfe zustande, wie sie auch durch schärfste Durehw irbelung der gesamten
Flüssigkeit mit direktem Dampf oder durch heftigste mechanische Vührung kaum erreicht,
gewiß aber nicht übertroffen «-erden kann.
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In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. r wird das Frischwasser dein
Vorwär mer b durch Rohr ca zugeführt. In dieRohrleitung a ist eine Strahldüse 7
eingeschaltet, deren Gehäuse durch eine Leitung d mit dem unteren Teile des Vorwärmers
verbunden ist. Die Düse c saugt bereits erhitztes Wasser aus dem Vorwärmer an, das
im Gemisch mit dem Frischwasser durch das Rohr e in feiner Verteilung in den Dampfraum
des Behälters b eingespritzt wird. Die Entnahme des entkarbonisierten Wassers erfolgt
mittels einer Leitung f an einer tief gelegenen Stelle g des Vorwärmers. Das Rohr
f e mündet in eia Druckfilter 1a, wo das @fvasser°von den ausgefällten Härtebildnern
befreit wird. Hierauf wird es mittels des Rohres i zunächst in einen Wärmeaustauschapparat
bekannter Art und dann in einen Sammelbehälter oder an die Verbrauchsstelle geleitet.
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Die Fig. -a veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens zur
Behandlung des Kesselspeisewassers, wobei das Frischwasser unmittelbar in den Dampfraum
des Kessels selbst eingespritzt wird. In die das Resselwasser im Kreislauf führende
Leitung d (Fig. 2) wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise ein Filter r o. dgl.
eingeschaltet, um während des Rücklaufes des erhitzten Wassers den jeweils ausgefällten
Teil der Härtebildner dortselbst zurückzuhalten. Indem das Frischwasser mit erhitztem,
gefiltertem Kesselwasser verdünnt und in feinster Verteilung in den Dampfraum eingefiihit
wird, wobei die Karbonate in jedem Teilchen mikrokristallinisch zur Ausscheidung
kommen und in dieser Form in das Kesselwasser gelangen, wird der Bildung von Kesselstein
vorgebeugt.
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Ob es sich nun um die Verbesserung von Industriewässern oder um die
Behandlung von Kesselspeisewasser handelt, kommt dee Entfernung der aus dem Wasser
ausgeschiedenen Luft und Gase, insbesondere der Kohlensäure, eine besondere Bedeutung
zu.
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Gemäß der Erfindung wird eine selbsttätige Entgasung des Vorwäriners
oder Dampfkessels dadurch bewirkt, da$ das aus dem Vorwärmer oder dem Dampfkessel
austretende Dampf-Gasgemisch zwecks Kondensation des Dampfes einer Abkühlung, vorzugsweise
durch das Frischwasser, unterworfen wird, und das Kondensat ebenso wie die ausgeschiedenen
Gase zweckmäßig durch selbsttätige Expansions-Kondensationsableiter bekannter Art
getrennt abgeleitet werden.
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Gemäß Fig. a beseht die Vorrichtung zur Entgasung aus einem das Frischwasserrohr
a unigebenden geschlossenen Behälter j, der oben mittels einer Leitung k mit dem
Dampfraum des Vorwärmers oder Kessels b verbunden ist. An das obere und untere Ende
des Behälters j ist ferner je ein Rohr@isz, n angeschlossen, von denen das
eine, na, zur Ableitung des Kondensates, das andere, ia, zur Ableitung -der Luft
und der Gase dient. In beide Leitungen in, it ist je ein Ausdehnungs-Kondenswasserableiter
p, q bekannter Art eingeschaltet, der die betreffende Leitung schließt, wenn das
durchströmende Mittel eine bestimmte Temperatur überschreitet und einen der jeweiligen
Temperatur des Kondensates bzw. der Gase entsprechenden Durchschnittsquerschnitt
in den Leitungen na, n freigibt.
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Die Entgasung geht auf folgende Weise vor sich: Durch die Rohrleitung
k gelangt zunächst ein Gemisch von Dampf, Luft.und Gas in den Zylinder j, wo es
seine Wärme an das durch das Rohr a strömende Frischwasser abgibt. Der Dampf kondensiert,
das Kondenswasser sammelt sich in dem Unterteil des Zylinders j und tritt durch
das Rohr vi und den Kondenswasserableiter p aus. Die sich oberhalb des Kondenswassers
ansammelnde Luft und die Gase strömen durch das Rohr it aus dem Kondenswasserableiter
q ab. Zu Beginn des Betriebes, solange die Abkühlung des Kondensates und der Gase
noch gering ist, hält die Bourdonsche Röhre der beiden I-Condenswasserableiter P
und q die Leitungen in und it offen. Nimmt infolge des reichlicheren Zuströmens
von Dampf und Gasen die Temperatur des Kondensators und der abströmenden Gase zu,
so schließen oder drosseln in an sich bekannter Weise die Bourdonschen Röhren der
Kondenswasserableiter p und q die Leitungen in und 1a ab, um sie beim Sinken der
Temperatur wieder im entgegengesetzten Sinn zu beeinflussen. Die Kondenswasserableiter
p und q regeln daher automatisch den Abflu$ von Dampf und Gasen aus dem Kessel b
und verhüten, da$ mehr Dampf für die Entgasung verloren wird, als für die Erreichung
des angestrebten Zweckes nötig ist.
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Da in der beschriebenen Vorrichtung der zum Zwecke der Entgasung aus
dem Kessel entnommene Dampf ebenso wie die Gase selbst ihre Wärine beinahe ganz
an dag- durch die Leitung a fließende Frischwassser abgeben,
wird
der mit der Entgasung unvermeidlich verbundene Wärmeverlust auf ein Mindestmaß herabgesetzt.