DEP0024069DA - Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden thermischen Enthärten und Entgasen von Wasser - Google Patents

Description

Die mehr oder weniger vollkommene Entgasung von Rohwasser, das als Kesselspeisewasser verwendet werden soll, findet in der Regel in sogenannten Kaskadenvorwärmern statt, die bezüglich der thermischen Enthärtung nur ein Teilergebnis ermöglichen. Zur Steigerung der thermischen EnthärtungBwirkung hat man Apparate entworfen, die man als offene thermische Druck-Entharter bezeichnen kann. In diesen findet die Enthärtung durch die Erwärmung des unter dem Druck einer Wassersäule stehenden, strömenden Wassers, vorzugsweise mit Dampf, in einem engen U-Rohr statt. Zur Erhöhung der Wirkung können mehrere Wassersäulen hintereinander geschaltet werden»'

Anlagen, die auf diesem Prinzip beruhen, haben aber im praktischen Betrieb nicht befriedigt, da sie stossweise arbeiten. Die Erklärung dafür ist folgende: Steigt an der Dampfeinleitungsstelle die Temperatur bis zu dem unter dem gegebenen Wasserdruck herrschenden Siedepunkt an, so entsteht zunächst eine kleine Dampfblase, die nach oben steigt. In dem Maße, wie die Dampfblase im aufsteigenden Teil des U-Rohres hochsteigt, nimmt aber der Druck der darauf lastenden Wasser-

säule ab und das Volumen der Dampfblase zu, so daß sie schließlich den ganzen Querschnitt ausfüllt. Die rasch aufsteigende Dampfblase treibt das überstehende Wasser vor sich her und wirft es hoch. Im absteigenden Ast des U-Eohres schießt nun eine entsprechende Menge kälteren Wassers plötzlich nach, die durch den eingeleiteten Dampf nicht rasch genug wieder auf den dem Druck der Wassersäule entsprechenden Siedepunkt erhitzt werden kann. Erst wenn wieder ein gewisser Ruhezustand eingetreten ist;, wird der Siedepunkt erreicht \ aber dann beginnt das geysirähnliche Stossen von neuem. In den Zwischenzeiten zwischen zwei Geysirstössen wird aber das Wasser nur teilweise entgast, und es findet praktisch keine ins G-ewicht fallende thermische Zerstörung der Karbonathärte statt. Infolge dieses unterbrochenen Arbeitens wird aber auch die nachfolgende chemische Enthärtung gestört, da sich die Geysirstösse auf die ganze Anlage, ent schließlich des Filters,übertragen =

Diese Nachteile werden durch die im folgenden beschriebene Erfindung vermieden.

Die Erfindung betrifft ein \^Terfahren zum thermischen Enthärten und Entgasen von Wasser, insbesondere Kesselspeisewasser, bei welchem das Rohwasser in einem Umlaufsystem unter Ausnutzung der Thermosiphonwirkung mehrfach umgewälzt und unter dem Druck einer Wassersäule an einer tiefliegenden Stelle des Systems durch Einleiten von Dampf oder unter Verwendung einer anderen Wärmequelle auf die dem Druck entsprechende Siedetemperatur gebracht wird. Gegenstand der Erfindung ist auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung»

Ss hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die oben geschilderte G-eysirwirkung unterbunden wird, wenn man das von einer Anwärm- und Entgasungsvorrichtung kommende Rohwasser in ein solches Umlaufsystem einführt, in welchem das Wasser nicht nur kurzfristig der höheren Siedetemperatur ausgesetzt ist* Außerdem ist für die entsprechende Einrichtung der Materialaufwand geringer als bei den bisher bekannten Anlagen.

Das auf Thermosiphonwirkung beruhende Umlaufsystem wird an den Kaskadenvorwärmer oder eine sonstige gebräuchliche Anwärmanlage angeschlossen. Das von dieser abfließende Wasser gelangt über einen Sammeltrichter zunächst in einen liegend oder stehend angeordneten Ausgleichsbehälter. Aus diesem fließt das Wasser in das aus einem Fall- und einem praktisch senkrecht angeordneten Steigrohr bestehende Umlaufsystem, in dem, infolge der durch die Thermosiphonwirkung bedingten intensiven Umwälzung des zu behandelnden Wassers, bei Temperaturen über 100° eine weitgehende thermische Enthärtung und vollständige Entgasung erzielt wird. Es hängt von der Edhe des Kesselhauses ab, welche Bauhöhe das Umlaufsystem erhält. Selbst in kleinen Kesselhäusern kann beispielsweise mit einer ausnützbaren Wasserdruckhöhe von 5 m Wassersäule an der tiefsten Stelle .des Umlaufsystems ein Überdruck von 0.5 atü erzielt werden, was einem Siedepunkt des Wassers von 110° entspricht.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Nach Fig.I ist der Kaskadenvorwärmer a, mit Sohwasser-Zuführungsstutζen b, den Heizdampfstutzen c und e für Ab-

dampf bezw. Frischdampf und Entluftungsstutzen d, mit einem Umlauf syst em verbunden, das atis dem Ausgleichsbehälter i mit einem dicht über dem Boden mündenden Sammeltrichter f, dem Fall- und Steigrohr g^ , g^ > ^dem Ablasstutzen 1 und der Hei ζ dampf zufuhr h besteht. Das Fallrohr g-, ist unterhalb des Wasserspiegels des Ausgleichsbehälters i angeschlossen, während das Steigrohr gg is. den Luftraum des Ausgleichsbehälters einmündet. An der tiefsten Stelle des Fallrohres kann das UmIaiifsystem durch 1 entschlammt werden. Aus i fließt das thermisch vorenthärtete und entgaste Wasser durch k der Nachenthärtungsanlage zu. In dieser findet dann die vollständige Enthärtung des Wassers durch Zusatz von Chemikalien oder auf der Grundlage des Ionenaustausches oder auf anderem geeigneten Wege statt»

In Fig„II ist eine ähnliche Vorrichtung mit einem stehenden, zylindrischen Ausgleichsbehälter, der mit Schlammkonus und Abschlammstutzen m versehen ist, dargestellt. Die Ausflußöffnung des Trichters f liegt dicht vor der Ausflußöffnung des Behälters, sodaß das frisch zugeführte Rohwasser mit Sicherheit vollständig in das Umlaufsyst em gelangt.

Fig. III zeigt die Vereinigung des Ausgleichsbehälters i mit dem Kaskadenvorwärmer a zu einem Bauelement. Durch die bis zum Schlammkonus reichende Trennwand η wird eine vorherige Vermischung des von dem Kaskadenvorwärmer herabfallenden Wassers mit dem entgasten und thermisch vorenthärteten Wasser von der Steigleitung g2 verhindert.

Claims (4)

1. A 7¹^e U

   PAIEHAISPEÜCHE

   Ι») Verfahren zum fortlaufenden thermischen Enthärten und Entgasen von Wasser, insbesondere Kesselspeisewasser, unter hydrostatischem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewärmte Sohwasser in einem TJmI auf sys tem unter Ausnutzung der Thermosiphonwirkung mehrfach umgewälzt und an einem tiefliegenden Punkt des Systems durch Wärmezufuhr auf die dem Druck der Wassersäule ertspreohende Siedetemperatur gebracht wird,
2. 2.) Torrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ausgleichsbehälter/i] mit einem fast bis zum Boden reichenden Sammeltrichter(f) für das vom Vorwärmer(a kommende Rohwasser, einem in mittlerer Höhe angeordneten Abfluss-Stutzen(k)sowie einer tiefer liegenden Ausflussöffnung, an welche ein langes, praktisch senkrecht stehendes U-Rohr angeschlossen ist, das in der Iahe der Umkehrstelle einen Ent 1 e erungs stutz en (1) und eine Erhitzungseinrichtung(hl aufweist, und dessen aufsteigender Ast in den Luftraum des Ausgleichsbehälters mündet.
3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter fi] stehend angeordnet ist und der Sammelt rieht er (f) dicht vor der tiefliegenden Ausflussöffnung mündet.
4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter/if mit dem Kaskadenvorwärmer (a]zusammengebaut ist und anstelle des Sammeltrichters eine bis dicht über den Boden reichende Trennwandini besitzt.