DEP0024069DA

DEP0024069DA - Method and device for continuous thermal softening and degassing of water

Info

Publication number: DEP0024069DA
Authority: DE
Inventors: Karl Hermes
Original assignee: Chemische Fabrik Budenheim AG, Mainz
Publication date: 1950-10-12

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»'The more or less complete degassing of raw water that is to be used as boiler feed water, usually takes place in so-called cascade preheaters, which only provide a partial result with regard to thermal softening enable. To increase the thermal softening effect, devices have been designed that are known as open thermal pressure softener. In these, the softening takes place by heating the under the pressure of a Water column of standing, flowing water, preferably with steam, held in a narrow U-tube. To increase the effect several water columns can be connected in series »'

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-Systems based on this principle, however, have not been satisfactory in practical operation because they work intermittently. The explanation for this is as follows: If the temperature rises at the steam inlet point to below the given one At the boiling point of the water pressure, a small vapor bubble is created which rises to the top. By doing The extent to which the steam bubble rises in the ascending part of the U-tube is increased by the pressure of the water pressure on it.

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 =column off and the volume of the vapor bubble so that it finally fills the entire cross-section. The rapidly rising steam bubble drives the excess water in front of it and throws it up. In the descending branch of the U-ear, a corresponding amount of colder water suddenly shoots in, which cannot be heated again quickly enough to the boiling point corresponding to the pressure of the water column by the steam introduced. Only once again a certain idle state has occurred ;, is \ reached the boiling point but then the geyser poking begins anew. In the intervening times between two geyser bursts, however, the water is only partially degassed, and there is practically no significant thermal destruction of the carbonate hardness. As a result of this interrupted work, however, the subsequent chemical softening is also disrupted, since the geyser surges are transferred to the entire system, including the filter =

Diese Nachteile werden durch die im folgenden beschriebene Erfindung vermieden.These disadvantages are avoided by the invention described below.

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»The invention relates to a \ ^T out for thermally softening and degassing of water, in particular boiler feed water, in which is circulated the raw water several times in a circulation system utilizing the thermosyphon effect and under the pressure of a water column to a low point of the system by introducing steam or using another heat source is brought to the boiling temperature corresponding to the pressure. The subject of the invention is also a device suitable for carrying out the method »

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.Surprisingly, it has been shown that the above-described gysir effect is suppressed if this is done Introduces raw water coming from a heating and degassing device into such a circulation system in which the Water is not only exposed to the higher boiling temperature for a short period of time the cost of materials is lower than with the previously known systems.

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.The circulation system based on the thermosiphon effect is connected to the cascade preheater or another common heating system. The water flowing off from this first arrives via a collecting funnel in a horizontal or vertical expansion tank. From this the water flows into the circulation system consisting of a downpipe and a practically vertical riser pipe, in which, due to the intensive circulation of the water to be treated caused by the thermosiphon effect, extensive thermal softening and complete degassing is achieved at temperatures above 100 ° . It depends on the edhe of the boiler house what height the circulation system receives. Even in small boiler houses, for example, with a usable water pressure head of 5 m water column at the lowest point of the circulation system, an overpressure of 0.5 atm can be achieved, which corresponds to a boiling point of the water of 110 °.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, various embodiments of the device according to the invention are shown.

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

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»steam or Live steam and ventilation nozzle d, connected to a circulation system, which consists of the equalization tank i with a collecting funnel f opening close to the floor, the downpipe and riser pipe g ^, g ^> ^the discharge nozzle 1 and the hot steam supply h. The downpipe g- is connected below the water level of the expansion tank i, while the riser pipe gg is. opens into the air space of the expansion tank. At the lowest point of the downpipe, the surrounding system can be desludged using 1. The thermally pre-softened and degassed water flows from i through k to the post-softening system. In this, the water is completely softened by adding chemicals or on the basis of ion exchange or in another suitable way »

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.In Fig "II is a similar device with a standing, cylindrical expansion tank, which with a mud cone and Abschlammstutzen m is provided, shown. The outflow opening of the funnel f lies close to the outflow opening of the container, so that the freshly supplied raw water is sure to get completely into the circulation system.

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.Fig. III shows the union of the expansion tank i with the cascade preheater a to form one component. Through the The partition η reaching up to the sludge cone is a previous mixing of the falling from the cascade preheater Water with the degassed and thermally pre-softened water from the riser pipe g2.

Claims

A 7¹^e UA 7 ¹ ^ e U

PAIEHAISPEÜCHE

Ι ») Process for continuous thermal softening and degassing of water, especially boiler feed water, under hydrostatic pressure, characterized in that the preheated sole water is used in a TJmI on system The thermosiphon effect is circulated several times and at a low point in the system through the supply of heat is brought to the boiling temperature corresponding to the pressure of the water column,

2.) Gate direction for carrying out the method according to claim 1, characterized by an expansion tank / i] with a collecting funnel (f) that extends almost to the bottom for the raw water coming from the preheater (a, a drainage nozzle (k) arranged in the middle having and a lower-lying outflow opening, to which a long, substantially vertically upright U-pipe is connected in the IAHE the reversal point a Ent 1 e erungs nozzle-ene (1) and a heating means (hl, and the ascending branch in the airspace the expansion tank opens.

3.) Device according to claim 2, characterized in that the expansion tank fi] is arranged upright and the collecting richt he (f) opens close to the low-lying outflow opening.

4.) Device according to claim 2 and 3, characterized in that the expansion tank / if with the cascade preheater (a] is assembled and instead of the collecting funnel, a dividing wallini that reaches just above the floor owns.