DE976719C

DE976719C - Alkaline anti-corrosive agent added to air conveyed in compressed air lines and method of adding this anti-corrosive agent

Info

Publication number: DE976719C
Application number: DEA20626A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Althoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-06-30
Filing date: 1954-06-30
Publication date: 1964-03-19

Description

Alkalisches Korrosionsschutzmittel, das der in Druckluftleitungen geförderten Luft zugesetzt wird, und Verfahren zum Zusetzen dieses Korrosionsschutzmittels Die Erfindung geht aus von einem alkalischen Korrosionsschutzmittel, das der in Druckluftleitungen geförderten Luft zur Neutralisation von sich infolge der Verunreinigung der angesaugten Luft mit sauren Bestandteilen und der im Verlauf der Leitungen erfolgenden Abkühlung korrodierend wirkenden Kondensaten zugesetzt wird.Alkaline anti-corrosive agent used in compressed air lines conveyed air is added, and method for adding this anti-corrosive agent The invention is based on an alkaline corrosion protection agent, which is the in Compressed air lines convey air to neutralize themselves as a result of the contamination the sucked in air with acidic components and that occurring in the course of the lines Cooling corrosive condensates is added.

Die zur Speisung von Druckluftaggregaten benutzte Luft wird vielfach, insbesondere bei Bergwerksbetrieben, zentral verdichtet und durch ein mehr oder weniger ausgedehntes Netz den einzelnen Verbrauchsstellen über Tage und unter Tage zugeleitet. Auch sind Leitungsnetze in Betrieb, welche verschiedene Zechen untereinander verbinden, wie dies beispielsweise in der Versorgung mit elektrischer Energie üblich ist. Die von den Verdichtern angesaugte Luft hat einen Feuchtigkeitsgehalt, welcher der Ansaugstelle entspricht und zeitlichen Schwankungen unterworfen ist. Da die verdichtete Luft in der Volumeinheit nicht mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als die unverdichtete Luft, so ist die in den Leitungen geförderte Druckluft zumeist mit Feuchtigkeit gesättigt, so daß an allen Stellen der Leitungen, an denen Abkühlungen erfolgen, sich Kondensate abscheiden. In den Kondensaten lösen sich auch die Verunreinigungen, welche in der angesaugten Luft vorhanden sind.The air used to feed compressed air units is often especially in mining operations, centralized and compressed by a more or less extensive network for the individual consumption points above and below ground forwarded. There are also pipeline networks in operation that connect different mines to each other connect, as is common, for example, in the supply of electrical energy is. The air sucked in by the compressors has a moisture content which corresponds to the suction point and is subject to fluctuations over time. Since the compressed air cannot absorb more moisture than the uncompressed air, the compressed air conveyed in the lines is mostly saturated with moisture, so that at all points of the pipes where cooling occur, condensates separate. The impurities also dissolve in the condensates, which are present in the sucked in air.

Die korrodierende Wirkung dieser Kondensate ist vielfach beobachtet worden, sie hat in vielen Fällen zur völligen Zerstörung der Druckluftleitungen geführt. Die Korrosionsprodukte, in erster Linie Rost, stören das Arbeiten der mit Druckluft betriebenen Maschinen, indem sich Kanäle und Steuerung zusetzen und die schleifende Wirkung Beschädigungen hervorruft. Kondensate scheiden sich aber auch schon bei der Verdichtung der Luft und unmittelbar nachfolgenden Kühlung ab. Sie rufen Beschädigungen des Verdichters und der Kühler hervor.The corrosive effect of these condensates has been observed many times in many cases it has completely destroyed the compressed air lines guided. The corrosion products, primarily rust, interfere with the work of the Compressed air operated machines by clogging ducts and controls and the grinding Effect causes damage. Separate condensates but also during the compression of the air and immediately afterwards Cooling off. They cause damage to the compressor and the cooler.

Die frühere Meinung, daß der Gehalt der Luft an Kohlensäure die korrodierende Wirkung der Kondensate vorwiegend bedinge, hat sich als irrig erwiesen. Der Erfinder hat erkannt, daß die Hauptursache für die Korrosionsschäden der Gehalt der geförderten verdichteten Luft an Schwefelverbindungen ist, welche unter dem Einfluß verschiedener Faktoren sich zu Schwefelsäure umsetzen. Messungen haben ergeben, daß unter dem Einfluß von Schwefelverbindungen bei den Kondensaten in den Druckluftförderleitungen pH-Werte von 3 bis 4., zuweilen bis herunter zu 1,5, auftreten. Der wesentlich stärkere Einfluß der Schwefelverbindungen bei der Korrosion gegenüber der Kohlensäure ergibt sich schon allein aus der etwa fünfzigfach stärkeren Löslichkeit, die beispielsweise schweflige Säure im Verhältnis zur Kohlensäure hat.The earlier opinion that the carbonic acid content of the air is the most corrosive The main effect of the condensates has proven to be erroneous. The inventor has recognized that the main cause of the corrosion damage is the content of the mined compressed air of sulfur compounds, which under the influence of various Factors convert to sulfuric acid. Measurements have shown that under the Influence of sulfur compounds in the condensates in the compressed air delivery lines pH values of 3 to 4, sometimes down to 1.5, occur. The much stronger one Influence of the sulfur compounds in the corrosion compared to the carbonic acid results alone from the approximately fifty times greater solubility, for example Has sulphurous acid in relation to carbonic acid.

Um den Schäden an den Druckluftförderleitungen zu begegnen, die auf dem Wassergehalt und der Abkühlung der Luft in den Leitungen sowie den Verunreinigungen der angesaugten Luft beruhen, hat man bereits verdünnte Natron- bzw. Kalilauge in die Leitungen eingespritzt. Man hat z. B. eine zwischen o,5 und 3'°/0 liegende Lösung von KOH in den Luftstrom tropfen lassen, wobei die Tropfen durch den Luftstrom mitgerissen und zerstäubt werden sollten. Durch die Einführung von Kalilauge gelang es in der Tat, in dem unmittelbar der Eintropfstelle folgenden Abschnitt der Leitung den pH-Wert auf über 7 zu bringen, welcher Zustand als für den Schutz der Leitungen hinreichend angesehen wird. Jedoch zeigt es sich, daß in größerem Abstand von der Eintropfstelle, nämlich schon nach wenigen hundert Metern, der pH Wert wieder zu Werten abgefallen ist, bei denen Korrosionsgefahr besteht. Die Fernwirkung des Verfahrens ist also so gering, daß man bei den üblichen größeren Leitungslängen mehrere Einspritzstellen benötigte; aus wirtschaftlichen Gründen könnte man dies nur bei größeren Anlagen vorsehen. Die Brauchbarkeit dieses Verfahrens wird überdies dadurch beeinträchtigt, daß aus dem eingespritzten Ätzkali oder Natron in der Luftleitung Verbindungen entstehen, die sich absetzen und den Betrieb der Entwässerungseinrichtung, der Armaturen und insbesondere auch der Meßgeräte erheblich stören.In order to counter the damage to the compressed air supply lines, which on the water content and the cooling of the air in the pipes as well as the impurities based on the sucked in air, one already has diluted sodium hydroxide or potassium hydroxide solution in injected the lines. One has z. B. a solution lying between 0.5 and 3 ° / 0 let the KOH drip into the air stream, the drops being carried away by the air stream and should be atomized. The introduction of potassium hydroxide made it possible in the Indeed, in the section of the line immediately following the dropping point, the pH value to bring it to over 7, which condition is considered sufficient for the protection of the lines is seen. However, it turns out that at a greater distance from the point of injection, namely after a few hundred meters, the pH value has dropped back to values where there is a risk of corrosion. The long-range effect of the procedure is therefore so small that there are several injection points with the usual longer pipe lengths needed; For economic reasons, this could only be done with larger systems provide. The usefulness of this process is also impaired by that the injected caustic potash or soda in the air line creates compounds, which settle and the operation of the drainage system, the fittings and in particular also interfere significantly with the measuring devices.

Erst die Erkenntnis, daß an der korrosiven Wirkung der Kondensate die Kohlensäure nicht von merklichem Einfluß ist, ließ eine Neutralisierung des Kondensates bei Einsatz verhältnismäßig geringer Mengen von Alkalien erwarten. Wenn man bedenkt, daß eine mittlere Zeche heute einen Druckluftv erbrauch von arbeitstäglich in der Größenordnung von z ooo ooo cbm, bezogen auf angesaugte Luft, besitzt, so würde man für die Neutralisation der darin enthaltenen Kohlensäure etwa aoo kg Ätzkali benötigen. Abgesehen von dem großen wirtschaftlichen Aufwand gestattet ein solches Verfahren nicht den Schutz der Verdichter selbst und der eingebauten und nachgeschalteten Kühler und Armaturen; hier bestand die Gefahr der Verkrustung, die Versalzungserscheinungen der Dampfturbinen schon bei sehr niedrigen Salzgehalten des Dampfes sind bekannt und gefürchtet. Auch wurde in Betracht gezogen, zum Korrosionsschutz von Druckluftleitungen der Druckluft Ammoniak zuzugeben. Jedoch wurde dieser Gedanke nicht weiter verfolgt, da in Fachkreisen aus physiologischen Gründen und wegen der Besorgnis betrieblicher Störungen davon abgesehen wurde.Only the realization that the corrosive effect of the condensates the carbonic acid has no noticeable influence, a neutralization of the Expect condensate when using relatively small amounts of alkalis. if one considers that a medium-sized colliery today consumes compressed air for working days in the order of magnitude of z ooo ooo cbm, based on the air drawn in, so For the neutralization of the carbonic acid contained in it, about aoo kg of caustic potash would be required require. Apart from the great economic outlay, this allows Procedure does not protect the compressor itself and the built-in and downstream Cooler and fittings; here there was the danger of encrustation, the phenomena of salinization the steam turbines are already known for very low salt contents of the steam and feared. Consideration was also given to protecting compressed air lines from corrosion add ammonia to the compressed air. However, this idea was not pursued further, because in specialist circles for physiological reasons and because of the concern of operational Disruptions apart.

Die Aufgabe der Erfindung ist diesem Bekannten gegenüber darin zu sehen, Korrosionsschutzmittel der in Frage stehenden Art insoweit zu verbessern, daß der Korrcsionsschutz in sicherer und einfacher Weise erreicht wird, daß insbesondere eine größere Fernwirkung bei dem Korrosionsschutz erreicht wird, so daß der Korrosionsschutz auch wirtschaftlicher gestaltet werden kann.The object of the invention is related to this known therein see improving corrosion protection agents of the type in question to the extent that that the Korrcsionsschutz is achieved in a safe and simple manner that in particular a greater long-range effect is achieved in the corrosion protection, so that the corrosion protection can also be made more economical.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist die Verwendung von gasförmigem Ammoniak vorgesehen, das in einer Menge zugegeben wird, die etwa zwischen o,5 und 5 ing/cbm angesaugter Luft liegt.To solve the problem mentioned, the use of gaseous Ammonia provided, which is added in an amount between about 0.5 and 5 ing / cbm of sucked in air lies.

Bei Dampf- und Kondenswasserleitungen ist zwar bereits bekannt, gasförmiges Ammoniak als Korrosionsschutzmittel anzuwenden, jedoch ist hierbei von der Ausführung deshalb Abstand genommen worden, weil Bedenken chemischer Art bestanden haben, und zwar, daß das Ammoniakgas auf die Leitungsteile aus Nichteisenmetall einen chemischen Angriff ausübt.In the case of steam and condensation water lines, it is already known to be gaseous Use ammonia as a corrosion protection agent, but this depends on the execution withdrawn because of chemical concerns, and although that the ammonia gas on the pipe parts made of non-ferrous metal is a chemical Attack.

Die Menge ist so gering, daß sie bei Geruchsproben nicht mehr festzustellen ist. Irgendwelche schädlichen Nebenwirkungen beim Ausströmen der Luft aus den Druckluftverbrauchern sind also nicht zu besorgen.The amount is so small that it can no longer be determined in odor tests is. Any harmful side effects from the air leakage from the compressed air consumers so are not to be worried about.

Vorzugsweise erfolgt die Zugabe des Ammoniaks nicht erst in den die verdichtete Luft fördernden Leitungen, sondern bereits in der Ansaugleitung bzw. im Ansaugstutzen des Luftverdichters. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Verdichter selbst vor Anfressungen geschützt ist; außerdem ist die Zugabestelle leicht zugänglich, so daß die Ammoniakzugabe jederzeit überprüft und verändert werden kann.The ammonia is preferably not added to the die first compressed air conveying lines, but already in the suction line or in the intake port of the air compressor. This ensures that the The compressor itself is protected from corroding; also is the addition point Easily accessible so that the addition of ammonia can be checked and changed at any time can.

Bei Dampf- und Kondensatleitungen ist es allerdings bekannt, um Korrosionen zu vermeiden, Inhibitoren in Gestalt alkalischer Substanzen zur Neutralisation der Säure zu verwenden. Auch der Zusatz von Ammoniak bei Dampf- und Kondensatleitungen ist zum Korrosionsschutz bekannt. Die Korrosion an den Dampf- und Kondensatleitungen beruht auf dem Vorhandensein von Luft, gegebenenfalls Kohlensäure im Speisewasser, Schwefelverbindungen spielen keine Rolle; die in Frage kommenden Luftmengen liegen in einer viel geringeren Größenordnung. Es liegen qualitativ und quantitativ ganz andere Verhältnisse vor, so daß der bekannte Gebrauch von Inhibitoren beim Kesselspeisewasser keinen Anlaß zur Auffindung der vorliegenden Regel für technisches Handeln bilden konnte, bei der dem Ammoniak eine spezifische Wirkung zukommt.In the case of steam and condensate lines, however, it is known to cause corrosion to avoid inhibitors in the form of alkaline substances to neutralize the To use acid. Also the addition of ammonia to steam and condensate lines is known for corrosion protection. The corrosion on the steam and condensate lines is based on the presence of air, possibly carbon dioxide in the feed water, Sulfur compounds do not play a role; the air volumes in question are on a much smaller scale. Qualitatively and quantitatively, they are entirely other ratios exist, so that the known use of inhibitors in boiler feed water no reason to find the present rule for technical Could form action in which the ammonia has a specific effect.

Die Erfindung wird am einfachsten in der Weise durchgeführt, daß aus einer mit flüssigem Ammoniak gefüllten Stahlflasche, deren Druck praktisch gleich bleibt, das Ammoniak unter Zwischenschaltung eines Nadelventils zur Regulierung und einer Blende zur Messung in den Ansaugstutzen des Kompressors eingeführt wird. Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, daß der Wirkungsbereich des Ammoniaks sich auf Leitungslängen von wenigstens 5 bis io km erstreckt. Es erübrigt sich hierbei eine Einführung des Neutralisationsmittels in das Drucknetz selbst,, die immer mit gewissen Schwierigkeiten verbunden und bei der insbesondere zur Behebung von Störungen eine Außerbetriebnahme des -Netzes kaum zu umgehen ist.The invention is most simply carried out in such a way that from a steel bottle filled with liquid ammonia, the pressure of which is practically the same remains, the ammonia with the interposition of a needle valve for regulation and an orifice plate is inserted into the intake port of the compressor for measurement. In practical operation it has been shown that the range of action of ammonia increases extends to line lengths of at least 5 to 10 km. There is no need here an introduction of the neutralizing agent into the pressure network itself, which is always with associated with certain difficulties and in particular to remedy faults a decommissioning of the network can hardly be avoided.

Der Luftverdichter selbst ist bei Einführung des Ammoniaks in den Ansaugstutzen, wie schon. oben erwähnt, ebenfalls vor Korrosionen geschützt, das gleiche gilt für die unmittelbar hinter den Verdichter in die Leitungen gegebenenfalls eingebauten Luftkühler und sonstige im Leitungsnetz vorhandene Armaturen.The air compressor itself is when the ammonia is introduced into the Intake manifold, as before. mentioned above, also protected from corrosion, the The same applies to the lines directly behind the compressor, if applicable built-in air cooler and other fittings in the pipeline network.

Da gasförmiges Ammoniak leicht zu beschaffen und überall vorhanden ist, wird man diesem im allgemeinen den Vorzug geben. Die Erfindung läßt sich jedoch auch in der Form durchführen, daß Ammoniakverbindungen, die genügend flüchtig sind, um von der Luft aufgenommen zu werden, und das Ammoniak in so lockerer Verbindung enthalten, daß es zur Reaktion mit den Schadstoffen, insbesondere der Schwefelsäure, kommen kann, in den Luftstrom gegeben werden.Gaseous ammonia is easy to obtain and available everywhere is generally preferred. However, the invention can also carry out in such a way that ammonia compounds, which are sufficiently volatile, to be absorbed by the air, and the ammonia in such loose connection contain that it reacts with the pollutants, especially sulfuric acid, can come into the air stream.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Alkaline anti-corrosive agent that the in Compressed air lines convey air to neutralize themselves as a result of the contamination the sucked in air with acidic components and the following in the course of the lines Cooling corrosive condensate is added, characterized by the use of gaseous ammonia in an amount of 0.5 to 5 mg / m3 sucked in Air.

2. A method for adding an alkaline anti-corrosion agent according to claim 1, characterized in that the ammonia is added in the intake line or in the intake port of the air compressor. Considered publications: German Patent Specifications No. 6718: 24, 809 980; French Patent No. 1,065,433 ; Chemisches Zentralblatt, 1953, p. 3633; "Glück auf", 1954, magazine 25/26, pp.65i to 661; 1957 issue 27 1 28, pp. 832 to 838; Klas and Steinrath, "Die Korrosion des Eisens", 1956, p.99; Römpp, "Chemie-Lexikon", 1950, p.33 and 1139; Gmelin, "Handbuch der inorganic Chemie", 1936, p. 641; Lüthj e, Gall, Reuber, "Textbook of Chemistry for Higher Educational Institutions", 1955, p. 70; Koper's manual of fuel technology,

3rd edition, 1953, pp. 164 and 165; J. D ans & E. Lax, "Taschenbuch für Chemiker und Physiker", 1949, p. 972; Chemist calendar, 1956, pp. 386, 387, 454 and 455; List of MAK values, 1958, published by the Commission for the testing of harmful substances from the German Research Foundation in Bad Godesberg.