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Verfahren, die Karbonathärte eines Wassers zu entfernen Die Karlionathärte
eines Wassers kann bekanntlich dadurch beseitigt werden, daß die im Wasser befindliche
freie Kohlensäure restlos entfernt wird. Es tritt dann ein Zerfall der Calcium-
und Magnesiumbikarbonate ein, und zwar so lange, bis die zu dem Bestand der Bikarbonate
erforderliche freie Kohlensäure aus den Bikarbonaten neugebildet ist.
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Um ein restloses Ausscheiden der Karbonathärte zu bewirken, ist es
also erforderlich, die sich immer wieder von neuem aus den Bikarbonaten abspaltende
Kohlensäure abzusaugen. Die Monokarbonate befinden sich dann in nicht löslicher
kristallinischer Form in dem Verbrauchswasser.
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Dieser Vorgang dauert nun erfahrungsgemäß längere Zeit, wenn der Ausfall
nicht durch andere Mittel begünstigt und unterstützt wird. Hierzu gehört, wie bekannt,
die Erwärmung oder sogar Erhitzung des zu reinigenden Wassers in Verbfindung mit
dem Zusetzen von Calciumkarbonat in kristallinischer Form oder von anderen pulverförmigen
Stoffen, welche vorher künstlich mit einer Karbonatschicht versehen wurden.
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Das nachstehend beschriebene neue Verfahren bezweckt, solche künstlichen
Zusätze und ebenfalls die künstliche Entfernung der Kohlensäure durch Verminderung
des Druckes auszuschalten. Dagegen wird das zu reini= g ende Wasser, möglicherweise
unter Ausnutzurig vorhandener Wärmequellen, auf hohe Temperaturen gebracht, so daß
recht bald der Zerfall der Bikarbonate beginnt. Das hierbei ausfallende Calciumkarbonat
wird dann in Filtern aufgefangen und beschleunigt durch seine Anwesenheit den weiteren
Zerfall der restlichen Bikarbonate genau so, als wenn Calciumkarbonat in irgendeiner
Form dem Wasser zugesetzt wäre.
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Der Zerfall der Bikarbonate wird beeinträchtigt, wenn das zu reinigende
Wasser sich in Ruhe befindet. Um eine Beschleunigung des Zerfalles zu erreichen,
drückt daher eine Um,wälzpumpe das Wasser dauernd durch,die mit Calciumkarbonat
belegten Filter.
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Durch diese andauernde Umwälzung des heißen Wassers und dadurch, daß
das von der-Pumpe kommende, umlaufende Wasser nicht in den Wasserraum, sondern in
den oberen Teil des Reinigers, also den Wasserdunsträum, fließt und die ausströmende
Wassermenge gegebenenfalls noch durch ein Regenblech in fein zerteilte Fäden zerlegt
wird, werden die im heißen Wasser noch enthaltenen Gase von Wasserdruck entlastet
und unter Atmosphärenspannung gesetzt, so daß sämtliche Gase, besonders die saueren,
wie Sauerstoff und Kohlensäure, frei entweichen können.
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Auf diese Weise läßt sich ohne künstliche Zusätze von Enthärtungsmitteln
und ohne künstliche Entfernung der Kohlensäure in
einfacher Weise
eine weitgehende Entfernung der Karbonathärte aus dem Wasser herbeiführen.
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In vielen Fällen -genügt jedoch nicht die Entfernung der Karbonathärte
aus Verbrauchswässern, besonders wenn das Wasser verdampft werden soll, macht sich
eine weitere Enthärtung erforderlich, nämlich die Befreiung von der permanenten
oder Sulfathärte.
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Diese Enthärtung läßt sich mit dem oben beschriebenen' Verfahren unter
Benutzung eines der bekannten Ausfallverfahren ohne weiteres vereinigen, indem z.
B. dem Rohwasser Natriumkarbonat zugesetzt wird. Dies ist sogar recht vorteilhaft,
weil dadurch im Sinne des Massenwirkungsgesetzes eine weitere Beschleunigung des
Zerfalls der Bikarbonate erreicht wird, indem nämlich das Calciumsulfat sich in
Karbonat umsetzt und den Bestand des bereits vorhandenen Karbonats vergrößert. Das
so gereinigte Wasser enthält nur noch Natriumsulfat, das als Zusatz zum Kesselwasser
nur dann. schädlich wirkt, wenn durch die Verdampfung eine zu starke Konzentration
entsteht. Diese wird dadurch verhindert, daß ein dauernder Abfluß von Kesselwasser
aus dem Kessel vorgesehen ist, welches in den Vorwärmer fließt und somit zur Erwärmung
des Wassers dient.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens
ist in Zeichnung -dargestellt.
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Es bezeichnet i einen zylinderförmigen, aufrecht stehenden Behälter,
2 den Filterboden, 3 schlauchartige Filter aus Jute, die in die Löcher des Filterbodens
2 eingehängt und in ihnen befestigt sind, 4 ein Regenblech, 5 einen abnehmbaren
Deckel, 6 einen stehenden Röhrenvorwärmer, 7 den Anschluß des Röhrenvorwärmers 6
an die Dampfleitung und Abschlammleitüng, 8 die Abflußleitung des Kondenswassers,
9 eine -Umlaufkreiselpumpe, die mit dem unteren Ende des Röhrengegenstromvorwärmers
verbunden ist, io einen Saugstutzen, mit dem die Umlaufkreiselpumpe an dem unteren
Teil des Filterraums angeschlossen ist, ii den oberen Teil des Röhrenvorwärmers
6, welcher in den Wasserdunstraum des Reinigers i, und zwar oberhalb des Regenblechs
4 einmündet, 12 den Abfluß des gereinigten Wassers zur Speisepumpe, 13 einen Schwimmkugelbehälter,
14 einen Rohrstutzen, durch welchen der Schwimmkugelbehälter mit dem oberen Wasserraum
des Filterbehälters in Verbindung steht, i5 und 16 Rollen mit Seilzug, 17 ein Schnellschlußventil,
welches sich mit Hilfe eines über die Rollen 15 und 16 geführten Seils je nach Stellung
des Schwimmers öffnet oder schließt und Rohwasser in den Filterraum einströmen läßt,
der diesen abschließt, 18 die Verbindungsleitung zwischen Schnellschlußventil und
Filterraum, i9 ein Nadelmischventil, 2o einen Behälter mit Natriumkarbonatlösung.
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Bei offenem Ventil 17 tritt Rohwasser durch die Leitung 18 in den
Reiniger i ein, wobei ihm durch das einstellbare Mischventil i9 (vgl. dazu Patent
q_21 844) eine genau abgemessene Menge Natriumkarbonat aus dem Behälter 2o beigemengt
wird, welche zur Fällung der Sulfathärte nötig ist. Dieses Gemisch strömt auf,das
Regenblech 4 aus und gelangt so fein verteilt in den oberen Teil .des Filterraums.
Durch die Umlaufpumpe 9 wird das Rohwassergemisch kräftig durch die Filterschläuche
hindurch angesogen, auf deren Oberfläche die ersten Calciumkarbonat teile ausfallen,
und dann weiterhin durch den. Röhrenvorwärmer 6 hindurchgedrückt, auf welchem Wege
es sich stark erhitzt und wie-@derum auf das Regenblech auffällt. Hier wird die
weitere Enthärtung nicht allein durch die Wärme, sondern auch durch die regenartige
Aufteilung der Wassermasse begünstigt, indem Kohlensäure, Sauerstoff und sonstige
Gase leicht entweichen können und so der Zerfall der Bikarbonate beschleunigt wird.
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Dieser Vorgang wird noch dadurch unterstützt, daß die Bikarbonate
durch die mit Monokarbonatteilen belegten Filterflächen hindurchgesaugt werden und
infolge des Massenwirkungsgesetzes in dem warmen, bewegten Wasser fast vollständig
zerfallen.
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Dieser Kreislauf wiederholt sich des öfteren unter der kräftigen Wirkung
der Um@laufkreiselpumpe, so daß binnen kurzer Zeit der Zerfall der Bikarbonate ohne
Zusatz besonderer chemischer Mittel eintritt, indem starke Wärme, regenartige Aufteilung
des heißen Wassers, Massenwirkung der ausgefallenen Karbonate und starke, beschleunigte
Bewegung des Wassers zusammen in demselben Sinne wirken.
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Die zugeführte Natriumkarbonatlösung dient lediglich zur Umbildung
des Calciumsulfates in Calciumkarbonat, welch letzteres ebenfalls auf den Filterflächen
zurückgehalten wird und den Zerfall der Bikarbonate begünstigt.
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Die Filterschläuche werden zur Reinigung aus dem durchlöcherten Bodenblech
nach der Entfernung des Deckels 5 und -des Regenblechs 4 herausgezogen und durch
gereinigte Reserveschläuche ersetzt. Um eine Anreicherung des so gereinigten Kesselwassers
mit Natriumsulfat zu verhindern, wird -der Kessel an seiner tiefsten Stelle mit
einer Rohrleitung verbunden, in welche ein Nadelventil
eingeschaltet
ist; durch dieses Ventil wird dauernd eine geringe Menge Abschlammwasser abgeleitet
und in den Vorwärmer 6 zwecks Wiedergewinnung seiner Wärme eingeführt.