DE876079C - Verfahren zur Verhinderung des Spuckens von Kesselwasser - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verhinderung des Spuckens von Kesselwasser Das Spucken von Kesselwasser in Dampfkesseln ist auf die verschiedensten Ursachen zurückgeführt worden. Es wurde festgestellt, daß die Soda- und Ätznatronalkalität des Kesselwassers diese unerwünschte Erscheinung wesentlich fördern. Bekanntlich tritt das Spucken sehr leicht und häufig bei Lokomotivkesseln, besonders beim Anfahren oder Anhalten der Lokomotiven, wobei der Kesselinhalt sich wesentlich verschiebt, ein, so daß die Lokomotiven außer Betrieb gesetzt werden müssen.
• Versuche haben ergeben, daß beispielsweise ein Lokomotivkesselwasser, welches nach Einspeisen von 104 m3 Wasser erhalten würde und 2 cm3 n/io-Salzsäure gegen Phenolphthalein und 2,5 cm' n/io-Salzsäure gegen Methylorange auf ioo cm3 des Wassers mit einer Natronzahl von 72, einer Dichte von 0,q:° BA und einer Härte von o° d verbrauchte, so zum Spucken neigte, daß der Kessel abgelassen werden mußte. Der Kessel war mit einem weitgehend aufbereiteten Wasser gespeist worden, das eine Gesamthärte von o,i° d hatte, während seine Methylorangealkalität einer Menge von o,6° d. H. entsprach.
• Es wurde nunmehr festgestellt, daß, wenn man den Lokomotivkessel mit einem Wasser speiste, welches eine Gesamthärte von o,6° d aufwies und dessen Alkalität in Form von Carbonat bzw. Bicarbonat gleichfalls o,6° d. H. entsprach, wobei das Wasser an sich den gleichen Abdampfrückstand hatte wie das vorher verwendete Wasser, nach Einspeisen von i2oo m3 Wasser, also mehr als der iofachen Menge wie im ersten Falle;. die Lokomotive noch vollkommen einwandfrei lief.' Das Kesselwasser, das nach dieses Zeit erhalten wurde, verbrauchte auf ioo cm3 gegen Phenolphthalein nur etwa - i,z cm3 und- gegen Methylorange nur etwa 1,8 cm' n/io=Salzsäure und hatte eine Härte von 5° d. Die scheinbare Natronzahl war etwa 30-, sie veränderte sich nicht während des Betriebes, da ,sie durch einen Gehalt an Calciumcarbonat, Ätzkalk . bzw. Magnesiumcarbonat und Magnesiumhydroxyd vorgetäuscht wurde; deren Löslichkeitsprodukte bei bestimmten Verhältnissen der Temperatur und des Druckes stets praktisch gleich bleiben. . Die Dichte des Kesselwassers betrüg o,6° Be, war also höher als im ersteren Fa11Q-Es stellte sich durch weitere Versuche'-heraus, daß ganz allgemein ein solches Wasser für die Speisung von insbesondere Lokomotivkesseln-geeignet--ist; in welchem der Carbonat- oder Bicarbonatgehalt der Resthärte etwa entspricht. Ein solches Wasser scheidet im Kessel eine gewisse Menge Calciumcarbonat auf Grund einer Art thermischen Enthärtung aus: Eine gewisse Resthärte hat sich als durchaus zweckmäßig erwiesen, nicht nur .weil das Spucken des Kessels vermieden wird, wenn die Resthärte mit dem Carbonatgehalt des Wassers äquivalent ist, sondern auch weil sie einen dünnen Schutzbelag auf den Kesselwandungen bildet, durch welchen Korrosion der Kesselwandungen vermieden wird, und weil offenbar auch sonstige Umstände, z. B. Verhinderung von Siedeverzug, eine gewisse Resthärte als sehr günstig erscheinen lassen. Praktisch wird man, wenn man diese Bedingungen einhält, ein neutrales Kesselwasser erhalten. Für derl Lokomotivkessel, auf den sich die obigen Angaben beziehen, ergab sich folgendes:

  Nach Speisung Alkalität Dichte

  Kessel spuckt

  von m3 P ' m 0B6

  cm3 Cü13 -.

  IM o,8 1,0 0,40 nicht

  225 1,05 - 1,6 0,52 nicht

  397 1,0 1,7 0,6i nicht

  547 1,15 1,9 o,62 nicht

  1200 i,1 1,8 0,6o nicht

  Ein Kesselspeisewasser, welches den Bedingungen, nämlich Übereinstimmung des Carbonat- bzw. Bicarbonatgehaltes und der Resthärte entspricht, läßt sich auf mehreren Wegen herstellen, -und zwar durch Zusatz von Fällungsmitteln wie Soda oder Kalk oder beiden, oder es lassen sich Verfahren anwenden, die- durch Kationenaustausch eine Aufbereitung des Wassers ermöglichen. Beispielsweise seien nachstehend einige dieser Verfahren beschrieben, die an sich nicht Gegenstand des Schutzbegehrens sind.
• Steht ein von Natur aus carbonatarmes Wasser zur Verfügung, bei welchem beispielsweise die Carbonathärte nicht mehr als 3° beträgt, so kann man ein solches Wasser, welches daneben noch mindestens eine äquivalente Nichtcarbonathärte enthalten muß, mit Kationenaustauschern behandeln, welche lediglich mit einer solchen Menge Alkalisalz regeneriert worden sind, daß ein Wasser der gewünschten Zusammensetzung, nämlich mit nichtmehr als 3.°:Resthärte entsteht.
• Ein weiteres Verfahren, welches gleichfalls insbesondere bei carbonatarmen Wässern anwendbar ist, besteht im Vermischen entsprechender Mengen vollständig enthärteten Wassers mit Frischwasser. Mischt man beispielsweise bei Vorliegen eines Wassers, welches 3° Carbonathärte und 2° Nichtcarbonathärte enthält, vollständig im Basenaustausch enthärtetes Wasser mit Frischwasser im Verhältnis von 2:3, so erhält man ein Mischwasser, welches 1,2° Alkalicarbonate -und i,2° Nichtcarbonatresthärte enthält. Die daneben noch vorhandenen 1,8° Carbonathärte gehen bei der .Erhitzung im Kessel gleichfalls in Calciumcarbonat über und fallen aus. Im Mischwasser ist dann sowohl der Bicarbonatgehalt wie die Resthärte gleich 3°- d. -Steht z. B. ein _ Wässer zur Verfügung, welches 3° Carbonathärte und 12° Nichtcarbonathärte enthält, so mischt man 3 Teile vollständig im Basenaustausch enthärteten Wassers mit i Teil Rohwasser; wodurch ein Wasser erhalten wird, dessen Bicarbonatgehalt (3° d) ebenso hoch ist wie seine Resthärte.
• Bei carbonatreichen Wässern hat sich besonders ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Speisewassers als zweckmäßig erwiesen bei welchem dasselbe unter Kationenaustausch erzeugt wird, wobei der Kationenaustauscher durch eine Mischung oder aufeinanderfolgende Regeneration von Säure und Alkalisalz, z. B. Salzsäure und Kochsalz, derart regeneriert wird, daß das nach der Regeneration ablaufende Wasser das gewünschte Verhältnis von Bicarbonaten und Härte aufweist. Durch den Zusatz der Salzsäure bei der Regeneration wird der Bicarbonatgehalt reguliert und die einstellbare Menge der Carbonathärte in freie Kohlensäure umgewandelt, während das Kation vom Austauscher zurückgehalten wird; durch die geeignete Kochsälzbemessung wird insbesondere die Härte reguliert, indem die nicht in Kohlensäure umgewandelte Carbonathärte und die Nichtcarbonathärte nur zu einem bestimmten Teil vom Austauscher zurückgehalten wird. Es ist ersichtlich, daß der Zusatz des Alkalisalzes und der Säurezusatz sich der Beschaffenheit des Wassers anzupassen haben. Zum Beispiel wird ein Kationenaustauscher nur so weit mit Säure regeneriert, daß das Filtrat einen Restbicarbonatgehalt von o,6' d aufweist, und gleichzeitig oder aufeinanderfolgend mit einer solchen Menge Alkalisalz, daß noch ein Rest von o,6° d verbleibt.
• Falls durch einen Fehler in der Bedienung der Behandlungsanlage für das Wasser oder infolge plötzlicher .Änderung der Zusammensetzung des Wassers sich bei der Kontrolle des Kesselwassers herausstellen sollte, daß die Alkalität des Kesselwassers ansteigt, so kann hierfür die Ursache nur sein, daß ein Wasser eingespeist worden ist, dessen Carbonat- bzw, Bicarbonatgehalt höher ist als die Härte. In diesem. Falle kann man eine Einstellung des Kesselwassers auf den günstigsten Stand dadurch erreichen., daß man nunmehr Wasser einspeist, in welchem die Resthärte höher ist als der Bicarbonat- und Carbonatgehalt,., so daß durch die Einspeisung dieses Mehr an Härte eine Berichtigung der Alkalität im Kesselwasser stattfindet. Ein solches Wasser kann man, wie aus den oben schon gemachten Ausführungen hervorgeht, durch Änderung der Dosierung der Fällungsmittel bzw. durch Änderung der Bedienung eines Kationenaustauschers mit Leichtigkeit erhalten.
• Hat sich andererseits gezeigt, daß der Kessel unerwünschte Mengen von Kesselstein ansetzt, so kann man durch Einspeisen von Kesselwasser, in welchem der Carbonatgehalt die Härte überwiegt, den Kesselstein, der sich im allgemeinen in Form von Gips ausgeschieden hat, wieder zur Beseitigung bringen.
• Aus der auf Seite 2 gezeigten Tabelle geht hervor, daß die Dichte des Kesselwassers eine Zunahme nicht aufweist. Diese Erscheinung ist dadurch zu erklären, daß an sich nur geringe Salzmengen, die in Wasser löslich sind und bleiben, nachgespeist werden und daß der abgehende Dampf in üblicher Weise gewisse Salzmengen mitnimmt, die ausreichen, um eine Anreicherung der gelöst bleibenden Salze im Kesselwasser zu verhindern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Verhindern des Spuckens von Kesselwasser in Dampfkesseln, insbesondere in Lokomotivkesseln, dadurch gekennzeichnet, daß man im Speisewasser und somit auch im Kesselwasser für ein äquivalentes Verhältnis von Resthärte, die zweckmäßig bis zu q.° d beträgt, und Carbonat-(Bicarbonat)-gehalt Sorge trägt. Angezogene Druckschriften Jahrbuch »Vom Wasser- i928, S. i62 und i63. Leuk »Das Wasser in der Industrie und im Haushalt<< 1935, S.68, Tabelle.