DE3542329C1

DE3542329C1 - Einrichtung zur Rediffusion von Sauerstoff

Info

Publication number: DE3542329C1
Application number: DE19853542329
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Kern
Original assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung 8884 Hoechstaedt De GmbH; Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: KERN, HANS, DIPL.-ING. (FH), 8221 VACHENDORF, DE
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1987-02-05
Also published as: EP0247169A1; WO1987003276A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Rediffusion von Sauerstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Sauerstoff verursacht in Heizungskreisläufen eine Korrosion. Der Sauerstoff bildet dabei Eisenoxide (Magnetitschlämme), die die innere Oberfläche der Rohre und des Heizkessels abtragen. Prinzipiell wird der Sauerstoff auch durch Diffu sion an z. B. Dichtungen, Pumpenabdichtungen usw. aufgrund der Partialdruckdifferenz in den Kreislauf eingetragen. Bei Dampferzeugern, wie sie beispielsweise für Bügelmaschi nen Anwendung finden, wird außerdem durch das Nachspeise wasser Sauerstoff eingebracht. Insbesondere bei Kreisläufen mit einer großen Diffusionsoberfläche, wie dies bei Fuß bodenheizungen mit Kunststoffrohren der Fall ist, erfolgt eine große Diffusion, wodurch in dem Kreislauf befindliche Metallrohre und Heizungskessel korrodieren und die Heizungs rohre mit Magnetitschlämmen verstopft werden.

Im industriellen Bereich wird der Sauerstoff durch Zudosieren von Hydrazin bzw. Hydrazinhydrat entfernt. Hydrazin ist jedoch problematisch, da es sich um einen giftigen Stoff handelt. Nimmt man statt dessen Stoffe mit geringerer Sauer stoffaffinität wie beispielsweise Natriumsulfit, erfolgt in ungewünschter Weise eine Aufsalzung des Kreislaufes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der in gleicher Weise wie mit dem Zusatz von Hydrazin der Sauerstoff entfernt wird, ohne daß indessen Hydrazin dem Wasser hinzudosiert werden muß.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung gekenn zeichnet ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Einrichtung zur Rediffusion;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform abgewandelte Ausführungs form; und

Fig. 3 einen Heizungskreislauf mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Die Einrichtung umfaßt einen gasdichten, geschlossenen Be hälter 1. Es sind zwei Bereiche 2 und 3 vorgesehen, die je weils durch die beiden Seiten der Bereiche begrenzende wasser undurchlässige, jedoch gasdurchlässige Wandungen in Form von gasdurchlässigen Membranen oder beispielsweise Keramikwände 4, 5 bzw. 6, 7 zu den daran angrenzenden Bereichen 8-10 hin abgetrennt sind. Die Schichten 2, 3 bilden einen ersten Be reich, in dem ein Medium mit großer Affinität zu Sauer stoff vorgesehen ist. Vorzugsweise ist dieses Medium Hydra zin oder Hydrazinhydrat.

Ferner ist eingangsseitig ein mit einem Leitungsrohr zu verbindendes Einlaßrohr 11 vorgesehen, welches durch die Schichten 2, 3 jeweils durch Dichtungen abgedichtet hin durchgeführt ist. Das Einlaßrohr 11 weist je eine in jeden Zwischenraum 8, 9, 10 mündende Auslaßöffnung 12, 13, 14 auf. Das Einlaßrohr ist möglichst nahe an dem seitlichen Ende 15 des Behälters angeordnet.

In einem Abstand zu dem Einlaßrohr 11 und möglichst nahe an dem gegenüberliegenden Ende 16 des Behälters ist ein Aus laßrohr 17 vorgesehen. Dieses ist ebenso abgedichtet durch die Schichten 2 und 3 hindurchgeführt und weist Einlaßöff nungen 18, 19, 20 in jedem der Bereiche 8, 9 und 10 auf. Das äußere Ende des Auslaßrohres ist mit einem Leitungsrohr verbindbar. In einer erhöhten Position des Auslaßrohres ist ein Schwimmerventil 21 vorgesehen.

Im Betrieb wird über das Einlaßrohr 11 mit Sauerstoff be ladene Flüssigkeit über die Auslaßöffnungen 12-14 in die Bereiche 8, 9, 10 gebracht. Die Flüssigkeit streicht entlang der Membranen 4-7. Der in der Flüssigkeit vorhandene Sauer stoff diffundiert durch die Membranen in die mit Hydrazin beladenen Schichten 2, 3. Anschließend fließt die Flüssig keit über die Einlaßöffnungen 18-20 und das Auslaßrohr 17 weiter.

Bei der Umwandlung des Hydrazins durch den Sauerstoff (N₂H₄ + O₂ = 2 H₂O + N₂) wird Stickstoff frei. Da in der durch die Einrich tung hindurchgeführten Flüssigkeit der Partialdruck für Stickstoff kleiner als in den Schichten 2 und 3 ist, diffun diert der Stickstoff nach außen und wird über das Schwimmer ventil 21 abgeschieden.

Mit der oben beschriebenen Einrichtung wird also erreicht, daß durch die hermetische Abdichtung der Schichten 2 und 3 kein Kontakt mit dem giftigen Stoff möglich ist.

In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die durch die Membranen 4-7 begrenzten Schichten 2 und 3 schichtför mig ausgebildet. Es ist aber auch möglich, durch Membran wandungen gebildete zylinderförmige Bereiche 2, 3 zu bilden, wodurch die wirksame Kontaktoberfläche noch vergrößert wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die Bereiche 8-10 zylinderförmig bzw. rohrförmig zu machen und zwischen hermetisch abgedichteten das Hydrazin ent haltenden Bereichen 2 und 3 hindurchzuführen.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, daß der eine große Affinität zu Sauerstoff aufweisende Bereich mit den Schichten 2, 3 an seinen jeweils gegenüber liegenden Enden 22, 23 über eine Leitung 24 an einen Kreis lauf geschaltet ist. In dem Kreislauf sind eine Umwälzpumpe 25 und ein Ausdehnungsgefäß 26 vorgesehen.

Die Umwälzpumpe 25 wird so betrieben, daß das Hydrazin in einer durch den Pfeil 27 angedeuteten Strömungsrichtung der durch die Einrichtung geleiteten Flüssigkeit entgegen gesetzten, durch den Pfeil 28 angedeuteten Richtung im Ge genstromprinzip geleitet wird. Dadurch wird die Geschwin digkeit des Austausches vergrößert.

In Fig. 3 ist ein Heizungskreislauf mit Kunststoff-Heizungs rohren 29, wie sie für eine Fußbodenheizung typisch sind, einem metallischen Rückführungsrohr 30 und einem Heizkessel 31 gezeigt. Am Ende der Kunststoff-Heizungsrohre ist eine oben beschriebene Einrichtung über das Einlaßrohr 11 und das Auslaßrohr 17 in den Kreislauf eingebracht. Ferner ist unmittelbar vor dem Eingang des Heizkessels 31 eine weitere solche Einrichtung über Einlaßrohr 11 und Auslaßrohr 17 in den Kreislauf eingebracht.

In dem Kreislauf und insbesondere im Bereich der Kunststoff rohre diffundiert Sauerstoff in das Wasser hinein. Das in der Einrichtung hermetisch abgeschlossene Magazin bzw. Hydrazinhydrat entzieht nun dem Heizungswasser am Ausgang der Kunststoffrohre durch die gasdurchlässigen Membranen den Sauerstoff, da der Partialdruck des Sauerstoffs im Heizungs kreislauf größer ist als in den mit Hydrazin gefüllten Be reichen.

Claims

1. Einrichtung zur Rediffusion von Sauerstoff aus einer in einer Leitung geführten Flüssigkeit oder Dampf, insbe sondere in geschlossenen Kreisläufen, mittels eines eine große Affinität zu Sauerstoff aufweisenden Mediums, gekennzeichnet durch einen das Medium enthaltenden ersten Bereich (2, 3) und einen von dem ersten Bereich (2, 3) durch eine flüssigkeitsdichte, jedoch gasdurchlässige Wandung (4-7) getrennten zweiten Bereich (8, 9, 10), welcher ein gangsseitig mit der Zufuhrseite (11) der Leitung und aus gangsseitig (17) mit der Ableitungsseite der Leitung ver bunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit wenigstens einem auf seinen zwei gegenüberliegenden und jeweils durch die Wandun gen (4-7) begrenzten Seiten von der Flüssigkeit umspülten schichtförmigen ersten Bereich (2, 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (2, 3) rohr förmig ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (2, 3) über eine Leitung (24) in einem Kreislauf geschaltet ist und daß in dem Kreislauf eine Umwälzpumpe (25) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe ( 25) eine dem Flüssigkeitsstrom entgegengesetzte Strömung erzeugt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Flüssigkeit führenden Leitung (17) ein Entlüftungsventil (21) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in einem Hei zungskreislauf vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zwischen dem vom Heizbereich (9) kommenden Rücklauf und dem Eingang des Heizkessels (31) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Hydrazin oder Hydra zinhydrat ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Natriumsulfit oder Tannine ist.