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Kesselsteinverhütungsmittel Die Erfindung bezieht sich auf ein Kesselsteinverhütungsmittel
für Wasser enthaltende Wärmeaustauschgeräte, beispielsweise Dampfkessel, Kondensatoren,
Heizkörper u. dgl.
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Es sind bereits Verfahren zur Herabsetzung oder völligen Beseitigung
des Sauerstoffgehaltes im Kesselspeisewasser bekannt geworden, bei denen in dies
Wasser geeignete, den Sauerstoff chemisch bindende Substanzen eingeführt werden.
Diese Stoffe sind Oxyde, Sulfate und Chlorüre des Eisens, Mangans, Chroms und Kupfers,
die sich bei ihrer Einführung auf einer niedrigen Oxydationsstufe befinden, jedoch
in Gegenwart von Sauerstoff in eine höhere Oxydationsstufe übergehen.
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Man hat weiterhin vorgeschlagen, als Kesselsteinverhütungsmittel Tannin,
gegebenenfalls in alkalischer Lösung, zu verwenden.
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Die Verwendung der bekannten Kesselsteinverhütungsmittel bietet jedoch
insoweit wesentliche Nachteile, als sie, wenn sie in Dampferzeugungsgeräte eingeführt
werden, wo sie erhöhten Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind, zu zusätzlichen
chemischen Reaktionen Anlaß geben, die diesen Geräten durchaus schädlich sind. Beispielsweise
bilden die Eisensalze, insbesondere Ferrosulfat, Stoffe, die die Korrosionen unterstützen,
und zwar auf Grund der Oxydation, die sie in Ferrisalze überführt. Was die Chlorüre
anbetrifft, so kommt ihre Einführung in Dampferzeugungsapparate aus dem gleichen
Grunde keinesfalls in Frage.
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Die Mangansalze bilden durch ihre Umformung Katalysatoren, die die
Oxydation aktivieren, welche sich bei bereits bestehenden Korrosionen der Kesselwände
eingestellt hat.
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Die Einführung von Chromsalzen in das Kesselspeisewasser bildet durch
Einwirkung auf die in diesem Wasser enthaltenen Salze basisches Chromcarbonat oder
basisches Chromsulfat, von denen weder das eine noch das andere imstande ist, den
Sauerstoff unter den in Frage stehenden Betriebsbedingungen zu binden.
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Gleicherweise verhält es sich mit der Anwendung der Kupfersalze.
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Gemäß der Erfindung werden als Desoxydationssalze, die dem Tannin
zugeführt werden, Ceriumsalze verwendet, die bei den erhöhten Drücken und Temperaturen,
die an den in Frage stehenden Geräten vorherrschen, keine zerstörende chemische
Einwirkung durch Oxydation der gelösten organischen Stoffe bewirken, die voluminöse
nicht inkrustierende Ausfällungen bilden und den Sauerstoff selbst in der Kälte
aufnehmen. Hierdurch wird ein Angriff auf die Wände der Geräte durch in dem Wasser
enthaltenen freien Sauerstoff unmöglich.
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Infolge der Anwesenheit von Tanninverbindungen, die dank des Vorhandenseins
der . Ceriumsalze vollkommen ihre reduzierende Kraft
behalten, erhält
man Ausfällungen, die sich nur sehr schwer absetzen, da sie sich in kolloidalem
Zustande befinden und durch ihre weitgehende Verteilung und ihre lebhafte Zirkulation
außerordentlich viele Desoxydationszentren bilden.
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In dem gleichen Sinne wirkt das in den handelsüblichen Ceriumsalzen
im allgemeinen in großen Mengen enthaltene Thoriumphosphat, das eine sehr voluminöse
Ausfällung der Kesselstein verhütenden Mittel ermöglicht.
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Bei dem Kesselsteinverhütungsmittel nach der Erfindung wird also die
reduzierende Wirkung des Tannins mit der desoxydierenden Wirkung der Ceriumsalze
verbunden, und zwar zweckmäßig unter alkalischen Bedingungen, um ein basisches Cerotannat
zu bilden. Als alkalische Stoffe können beispielsweise Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat
o. dgl. verwendet werden, die eine denkbar weitgehende Verteilung der Ausfällungen
ermöglichen, deren Teilchen unsichtbar oder fast unsichtbar sind und leicht in dem
Wasser in Suspension bleiben.
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Zweckmäßig wird außerdem noch Talk zugesetzt, um den notwendigen Zusammenhang
der gemischten Teile zu erreichen, ohne daß die Zugänglichkeit des Wassers zu den
Chemikalien beim Gebrauch leidet. Der Zusatz von Talkum ist bei einem aus Bimsstein,
gepulvertem Aluminium und Graphit bestehenden Mittel zur Kesselsteinverhütung bereits
bekannt.
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Die weitgehende Verteilung der ausgefällten und in Suspension befindlichen
Salze vermindert die Oberflächenspannung des Wassers bei der Verdampfung, wobei
außerdem der Vorteil gegeben ist, daß Desoxydationszentren gebildet werden, die
den im Wasser gelösten Sauerstoff aufnehmen und binden.
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Von den Ceriumsalzen, die gemäß Erfindung zur Kesselsteinverhütung
verwendet werden können, sind unter anderen folgende zu erwähnen: Cercarbonat und
-sulfat, Carbonate von Cernatrium und Cerkali usw.
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Bei den vorerwähnten, aus zwei oder mehr Stoffen gebildeten Mitteln
kann das Mischungsverhältnis der Substanzen entsprechend der Beschaffenheit des
zu reinigenden Wassers und Betriebsweise des betreffenden Apparates je weilig verschieden
sein. Die Erfindung erstreckt sich jedoch gleichfalls auf die Verwendung bestimmter
Mischungsverhältnisse, die geeignet sind, gute Ergebnisse zu erzielen. Bei Dampfkesseln,
die mit Wasser von mittlerer Zusammensetzung gespeist werden, ist insbesondere folgendes
Mischungsverhältnis zu nehmen Ceriumsulfat ..................... 3 % Tanninextrakt
von 25° Bé ........ 37 % Kohlensaures Natron ........... . . 6o % Zusammen ... Ioo
%. Diese verschiedenen Stoffe werden in dem angegebenen Verhältnis gemischt und
bekommen eine körnige Zusammensetzung; vornehmlich wird ihnen Talk zugesetzt und
dadurch erhält man eine feste, aber im Wasser leicht zergehende Masse von gewünschter
Kohäsion und Dichte.
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Während die bisher bekannten, auf Tannin beruhenden Verhütungsmittel
sämtlich flüssig sind, erhält man im vorliegenden Fall, also durch Mischung der
genannten Stoffe (Ceriumsalze, Tannin und Alkalien) auf mechanischem Wege ein festes
Produkt mit hohem Tanningehalt, das leicht in Brikett- oder Pastillenform gebracht
werden kann. Diese Verwendungsform der vorerwähnten Produkte als zusammengepreßte
Briketts oder Pastillen von hohem Tanningehalt kann auch bei allen Produkten, die
den Gegenstand der Erfindung bilden, angewendet werden.
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Mit 8o g komprimierter Substanz auf I cbm Wasser mittlerer Zusammensetzung
sind sehr gute Ergebnisse erzielt worden. Selbstverständlich ist dieses Verhältnis
nicht absolut, sondern kann in großen Grenzen verändert werden.