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Rohrsystem für die fortlaufende Enthärtung von Wasser Durch das Patent
625 184 ist ein Verfahren zur fortlaufenden Enthärtung von Wasser, insbesondere
Kesselspeisewasser, mit die Härtebildner fällenden Chemikalien beschützt, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Ausfällung, der Härtebildner in einem nicht beheizten
Röhrensystem erfolgt, =durch das das Wasser mit solcher Geschwindigkeit hindurchgeführt
wird, daß wirbelartige Ströinungen entstehen. Als zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens dient ein mit zahlreichen Windungen und Biegungen versehenes un'beheiztes
Röhrensystem z. B. aus Eisenrohren mit rundem Querschnitt mit Einrichtungen zur
Zufuhr von Rohwasser und Einrichtungen zur Zufuhr von Chemikalien. Die Anlage hat
besonders hinsichtlich Kürze der Reaktionszeit und trotzdem bis zu Ende geführter
Enthärtung sehr gute Ergebnisse gebracht.
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Durch die vorliegende Erfindung soll nun die Vorrichtung zur Durchführung
obigen Enthärtungsv erfahrens noch weiterhin verbessert werden. Zu diesem "Zweck
wird das Röhrensystem als spiralförmig geführter Kanal von rechteckigem Ouerschnitt
ausgebildet. Zwecks Erzielung einer besonders starken Wirbelbewegung im durchströmenden
Wasser weist der Kanal vorzugsweise eine geringe lichte Höhe auf.
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Man erhält hierbei in bedrängter Bauart eine Enthärtungsvorrichtung
von im Nvesentlichen rundem Querschnitt, der je nach Länge des Kanals verschieden
groß sein kann, mit
vt.rliältnistnäßig kurzer Seiteril@inge. Infolge
der kleinen mit der Außenluft in @@ erbindunJ stehenden Oberfläche ist die Abkühlung
des durchfließenden Wassers, welches ja für die Enthärtung fast irniner vorgewärmt
ist, auf ein Mindestmaß leerabgedrückt. Für den Wasserdurchfluß sind kaum Widerstände
durch scharfe Biegungen oder Rohrbögen finit kleinem Radius wie bei den bisher bekannten
Vorrichtungen vorhanden. Gerade durch die Reinheit des Kanalinnern unterscheidet
sich diese Enthärtungsvorrichtting in vorteilhafter Weise von einer bekannten Vorrichtung
zurr Enthärten von Wasser, in der die durch T; mperaturerhöhung ausgefällten Härtebildner
in einem schraubenförmig gewundenen Kanal abgeschieden werden, derart, daß in regelmäßigen
Zeitabständen ein Auswaschen vorgenommen «#erden muß.
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Diese Vorrichtung finit langem Wasserweg bei geringstem Raumbedarf
läßt sich ohne Schwierigkeit auch in sehr engen Kesselhäusern u. dgl. unterbringen,
was z. B. auf Schiffen von besonderem Vorteil ist.
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Das an der Außenseite der Spirale liegende Ende :des Kanals mit rechteckigem
Querschnitt wird z. B. an die Roliw:asserleitung lind das im 'Mittelpunkt liegende
Ende an die Zuführungsleitung zurr Filter oder anderen Teilen einer Wasserreinigungs:anlage
angeschlossen. Die Bewegungsrichtung des Wassers kann aber auch umgekehrt sein.
Die die Härtebildner fällenden Chemikalien können durch seitlich angesetzte Rohre
z. B. mit aufgesetztem Trichter zugeführt werden, die bei größerer Freite des spiraligen
Enthärtungsican:als am Eintrittsende in fiesen gegebenenfalls mit Verteilungseinrichtungen
ausgerüstet sind.
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Da zu enthärtendes Rohwasser in der Regel vorgewärmt wird, befindet
sich der spiralförmige Eritliärter zweckmäßig unterhalb eines Rieselvorwäriners,
in welchem das Wasser durch Zuführung von Frisch-- oder Abdampf angewärmt und entgast
wird. Bei Verwendung von Kesselwasser zur Vorentliärtung erfolgt die Vermischung
des Rohwassers mit dein Kesselwasser zweckmäßig schon im Rieselvorwärmer, während
nur die für die Fertigentliä rtung erforderlichen Zusätze, z. B. Trinatriumpliosphat,
an einer passenden Stelle dein Spiralenthärter zugegeben «-erden. Wird nur einstufig
enthärtet, so wird das Enthärtungsinittel zweckmäßig ebenfalls in dein etwa vorgeschalteten
Vorwärmer oder an der Eintrittsstelle des Wassers in den spiraligen Enthärtungskanal
zugesetzt.
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Die Entliärtungsvorrichtung gemäß Erfindung kann z. ß. hergestellt
werden durch Aufwickeln eines Rohres von entsprechendem rechteckigem Querschnitt
in Spiralforni. -Man kann aber einen Enthärtungskanal von rechteckigem Querschnitt
mit vorzugsweise sehr geringer lichter Höhe auch durch spiralförmi,ges Biegen eines
Blechstreifens unter Aufrechterhaltung entsprechender Abstände der einzelnen Windungen
und Abdichten der Ränder durch Verschweißen mit den Stirnwänden eines zylindrischen
Behälters bnv. unter Zwischenschaltung von Gummiplatten u. dgl. erhalten.
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Spiralförmig geführte Kanäle sind bereits bei Wärineaustauschern verwendet
worden. Hierbei lagen jedoch zwei vollständig getrennte Kanäle vor, durch «-elche
zwei Flüssigkeitsströme nebeneinander unter Wärmeabgabe ,durch Vermittlung der wärmeleitfähigen
Zwischenwand .geführt wurden. Bei dem Erfindungsgegenstand handelt es sich iininer
nur um einen einzigen spiralförmig gefiihrten Kanal, in welchem das Wasser mit den
Enthärtungschemikalien innig gemischt wird. Spiralförmig geführte Kanäle sind auch
schon verwendet worden zur Abscheidung fester Stoffe aus Flüssigkeiten in Klärbehältern,
wobei eine spiralförmig gebogene. mit dein Boden des Behälters nicht verbundene
Zwischenwand dazu diente, die Flüssigkeit in langsamem Strom durch den Klärbehälter
zu führen und das .Absetzen der Verunreinigungen zu erleichtern. Schließlich sind
Spiralkanäle auch zur gegenseitigen Einwirkung -zweier miteinander nicht mischbarer
Flüssigkeiten von wesentlich verschiedenem spezifischem Gewicht verwendet worden.
Hierbei werden die beiden Flüssigkeiten ini Gegenstrom durch einen mit hoher Drehzahl
umlaufenden Spiralkanal gefördert, wobei sie sich in dünner Schicht aneinander vorbeibewegen.
Vorrichtungen dieser Art dienen z. B. zur Raffination von Ölen mit Schwefelsäure.
Aus der Verwendung von Spiralkanälen in den vorerwähnten Zusammenhängen war nicht
abzuleiten, daß eine vollständige Zyasserenthä rtung in einem Kanalsystem der beschriebenen
Art auf kleinstem Raum und ohne Störungen durch abgesetzte Härtebildner durchgeführt
werden kann.
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Die Enthärtungsvorrichtung gemäß Erfindung ist in einer Ausführungsform
in F ig. r und :2 schematisch dargestellt. Die Zuführung de-s gegebenenfalls mit
Vorentliärtungsmittel gemischten und vorzugsweise vorgewärmten Roli@vassers erfolgt
an der Außenseite der Spirale durch den Stutzen l; das behandelte Wasser fließt
durch den im Mittelpunkt der Spirale angeordneten Stutzen in ab. Das Nachenthärtungsmittel
wird in den durch den Blechstreifen o und . Stirnwände p, cq gebildeten Spiralkanal
f auf der Strecke zwischen Ein- und Austrittsstelle
durch
das Rohr n eingeführt. Die Strömungsrichtung des Wassers kann gegebenenfalls auch
umgekehrt sein.
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An Stelle eines in Form einer einfachen Spirale .geführten Kanals
können aber auch zwei spiralförmig angeordnete Kanäle verwendet werden, welche vom
Wasser in entgegengesetzter Richtung durchströmt werden. Das Wasser wird bei einer
solchen Ausführungsform beispielsweise zunächst durch einen spiralförmig angeordneten
Kanal- von der Außenseite der Spirale bis zum Mittelpunkt geführt und von dort in
entgegengesetzter Richtung durch einen zwischen den Wandungen des ersten Kanals
liegenden zweiten spiralförmigen Kanal zurückgeleitet. Durch diese Umkehrung der
Spiralwindung auf halbem Wege kann man die Austrittsstelle also ebenfalls an die
Außenwandung verlegen, z. B. unmittelbar neben den Eintrittsstutzen für das Rohwasser
oder auch entgegengesetzt. Bei dieser Ausführungsform wird die Lösung eines Fällungsinittels
für die Härtebildner zweckmäßig an der Umkehrstelle reingeführt, weil dort das Wasser
am stärksten -durchgewirbelt wird. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 3 mit
zugehörigem V orwäriner und Filter dargestellt.
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In den Rieselvorwärmer a tritt Rohwasser durch den Stutzen b, Heizdampf
durch den Stutzen c ein. Gegebenenfalls vorhandener Überschußdampf sowie die durch
die Erwärmung aus dein Rohwasser ausgetriebenen Sauerstoff- und Kohlensäuremengen
entweichen durch den Abzugsschacht d. Durch den Stutzen e wird ein Vorenthärtungsmittel,
z. B. Soda oder rückgeführtes Kesselwasser, zugeleitet. Das Gemisch tritt nun in
den unterhalb des Rieselvorwärmers angeordneten Enthärter ein. Bei der dargestellten
Ausführungsform des Enthärters sind zwischen den Stirnwänden zwei 'spiralig gebogene
Blechstreifen r, s derart ineinander angeordnet, daß zwei nabeneinanderliegende
Spiralkanäle f1, f2 gebildet werden, die im Mittelpunkt der Spiralen miteinander
in Verbindung stehen. Das Gemisch aus Rohwasser und Vorenthärtungsmittel strömt
zunächst durch die Kanäle f1. An der Umkehrstelle wird durch den Trichter g ,das.
Fertigenthärtungsmittel, z. B. Trinatriumphosphatlösung, zugeführt. Die Nachenthärtung
erfolgt in den Kanälen f2, und das enthärtete Wasser fließt aus diesen durch den
Verbindungsstutzen h über das Kiesfilter i und durch das Rohr k zum
Speisewasserbehälter bzw. zur Speisepumpe.-