NL8320391A - Werkwijze voor het voorkomen van magnesium- en calcium(houdende) afzettingen in ontzoutingsapparaten. - Google Patents

Description

8320391 Z v. y't

Reg.Nr. 120520/vdS/FM - 1 -

Werkwijze voor het voorkomen van magnesium- en calcium(houdende) afzettingen in ontzoutingsapparaten.

Veld van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het voorkomen van de ophoping van magnesium- en calcium(houdende) afzettingen in verdampersystemen die worden gebruikt voor het 5 ontzouten van water, bijvoorbeeld van zeewater. In het bij zonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze waarbij siliciumdioxyde houdende (SiO^)verbindingen worden gebruikt als middel voor het voorkomen van de ophoping van magnesium- en calcium(houdende) afzettingen in met verdamping 10 werkende ontzoutingssystemen. Het ontzoutingsproces bestaat in de eerste plaats uit de verwijdering van water uit zouten door verdamping om het water bruikbaar te maken en is in het bijzonder nodig in droge, onvruchtbare landstreken waar zoet water beperkt beschikbaar is en het ontzouten van zee-15 water vormt een belangrijke bron voor de levering van zoet water. Bovendien wordt ontzouten toegepast voor het verwijderen van zouten uit afvalwater, zodat het water kan worden gere-circuleerd en terug kan worden gevoerd in natuurlijke waterlopen. Achtergrond van de uitvinding 20 Installaties voor het door verdamping ontzouten worden ontworpen om te werken bij bepaalde maximum temperaturen die variëren van (temperaturen) nabij het normale kookpunt van water bij atmosferische druk tot ongeveer 130°C toe. Hogere temperaturen verhogen theoretisch de efficiency van de in-25 stallatie, maar dit gaat op straffe van ernstiger problemen met vorming van afzettingSXHet afzettingen vormend vermogen neemt om twee redenen toe: 1. Er wordt meer kooldioxyde uit het water verwijderd bij hogere temperaturen waardoor het hydroxyde-ionengehalte 30 van het water toeneemt en de vorming van alkalische afzettingen (calciumcarbonaat en magnesiumhydroxyde) wordt bevorderd.

8320391 - 2 - 2. Het oplosbaarheidsprodukt van afzettingen vormende verbindingen (waaronder calciumsulfaat) neemt af met stijgende temperatuur.

Vorming van afzettingen zal dus vooral optreden op de 5 hete metaaloppervlakken waar energie aan het water wordt toe gevoerd, normaliter door verhitting met stoom. De vorming van afzettingen vermindert de efficiency van de warmte-overdracht en uiteindelijk moet de installatie worden stilgelegd om te worden gereinigd. De gevolgen van de vorming van afzettingen 10 zijn: 1. Verhoogde energiebehoefte (energieverbruik).

2. Verminderde produktie van zoet water.

3. Verhoogde bedrijfskosten voor reiniging.

De saillante chemische verschijnselen in de verdamper 15 die leiden tot de vorming van afzettingen omvatten de volgende reacties: 2- (1) 2hco3 = co3 + co2 + h2o

(2) HCO ~ = OH" + CO

2+ 2- ^ (3) Ca + CO = CaCO (vorming van afzetting)

2+ - - J

20 (4) Mg + 20H = Mg(OH)2 (vorming van afzetting).

In de literatuur wordt vaak gerapporteerd dat bij de hogere ontzoutingstemperaturen (110-130°C) magnesiumhy-droxyde de belangrijkste of enige vaste stof is die wordt gevormd. Deze situatie kan worden weergegeven door de volgende 25 reactie waarmee resterend carbonaat volledig kan worden verwijderd: 2+ 2+ (5) Mg + CaC03 + H20 = Mg(OH)2 + Ca + C02>

Het kooldioxyde wordt verwijderd met het verdampte water.

Er zijn verschillende methoden voorgesteld om de vorming en 30 ophoping van afzetting in ontzoutingsinstallaties te ver minderen en hiertoe behoren bijvoorbeeld het gebruik van cheleermiddelen zoals beschreven in Amerikaans octrooischrift 2.782.162 enhet gebruik van andere toevoegsels zoals wordt geleerd in de Amerikaanse octrooischriften 3.981.779, 3.985.671, 35 3.042.606, 3.629.105, 3.630.930 en 3.363.975.

8320391 - 3 -

Een algemeen gangbare methode voor het beheersen van vorming van afzettingen bij hogere temperaturen bestaat uit het verlagen van de pH van de pekel door toevoegen van zwavelzuur. Het carbonaat-evenwicht verschuift zodanig dat 5 een groot deel van het carbonaat zich in de vorm van kool- dioxyde bevindt dat wordt verwijderd door beluchten, gewoonlijk boven 50°C. Er zijn twee alternatieve methoden voor het doseren van zuur: 1. Injecteren van voldoende zuur om de bicarbonaatalkali- 10 teit volledig te neutraliseren, beluchten ter ver wijdering van kooldioxyde en verhogen van de pH door toevoegen van alkali tot 7,7-8,0.

2. Injecteren van zuur zodanig dat circa 15 mg/1 resterende bicarbonaatalkaliteit overblijft.

15 Beide bovengenoemde methoden vereisen een nauwkeurige regeling om een lage pH (minder dan 7,0) in de pekel, die corrosie zou kunnen veroorzaken, te vermijden. In de praktijk is het niet mogelijk al het bicarbonaat bij 50°C te verwijderen en de pekel behoudt een zeker vermogen tot vorming van 20 afzettingen via de reacties 1 t/m 4.

Sedert 'kort vjorden polymaleinezuren van laag molecuulge-wicht toegepast voor het beheersen (regelen) van de vorming van alkalische afzettingen. Verondersteld wjérdfdat het polymeer fungeert als een inhibitor voor de kristallisatiedrempel en/of 25 werkt door vervorming van het kristalrooster waardoor de hechting aan andere kristallen of aan metaaloppervlakken wordt verminderd. Het kan zijn dat beheersen (regelen) door middel van een inhibitor alleen niet toegepast kan worden bij ver-damperontwerpen met betrekkelijk geringe pekelcirculatie-30 snelheden of met een onvoldoende afvoer van kooldioxyde in de destillatietrappen. De hoogste specifiek genoemde temperatuur voor gebruik van inhibitors is 110°C. In andere artikelen wordt gerapporteerd dat polymaleinezuren bij 25°C geen invloed hebben op de kristallisatie van magnesiumhydroxyde.

8320391 - 4 -

In dit opzicht is een van de meest significante kenmerken van de onderhavige uitvinding, dat deze bruikbaar is bij hogere temperaturen dan alle bekende systemen volgens de stand van de techniek. In de praktijk geldt voor de techniek volgens de uit-5 vinding praktisch geen bovenste temperatuursgrens.

Het hoofddoel van de onderhavige uitvinding is dan ook te voorzien in middelen voor het ondervangen van de moeilijkheden die werden ondervonden bij pogingen om de vorming van magnesium- en/of calcium (houdende) afzettingen in ontzoutings-10 apparaten met middelen volgens de stand van de techniek te ondervangen.

Samenvatting van de uitvinding

Volgens de uitvinding wordt de vorming van afzettingen in ontzoutingseenheden voorkomen, door aan de pekel of het 15 zoute water dat wordt behandeld, kleine maar effectieve hoe veelheden van tenminste één siliciumdioxyde (SiC^) houdende verbinding toe te voegen gekozen uit de groep bestaande uit in water oplosbare alkalimetaalsilicaten, in het bijzonder de natrium- en kaliumsilicaten, bijvoorbeeld de meta- en ortho-20 natriumsilicaten en/of kiezelzuur. De alkalimetaalsilicaten kunnen worden gekarakteriseerd door de formule M^O X (SiC^) waarin M het alkalimetaal voorstelt, bijvoorbeeld natrium of kalium en X een getal is variërend van circa 3,9 tot 1,7.

De in de handel verkrijgbare silicaten waaraan de voorkeur 25 wordt gegeven zijn bekend als vloeibare alkalimetaalsilicaten of waterglas.

De silicaten worden toegevoegd aan het zeewater of de pekel in hoeveelheden variërend van circa 5 tot 500 gew.delen van het in water oplosbare silicaat, berekend als SiC^, per miljoen 30 gew.delen van het water en bij voorkeur in hoeveelheden variërend van circa 10 tot 200 delen per miljoen van het in water oplosbare silicaat per miljoen gew.delen van het water. Het is noodzakelijk dat de hoeveelheid alkalimetaalsilicaat of kiezelzuur die wordt toegevoegd aan het zeewater een effectieve hoe-35 veelheid is, zodat zich een magnesiumsilicaatneerslag vormt 8320391 - 5 - waarin de molverhouding van het magnesium tot silicium (Mg/Si) varieert van circa 0,75 tot 2,0 molen Mg per mol Si en bij voorkeur de molverhouding Mg/Si circa 1,5 bedraagt.

In de praktijk wordt een suspensie of oplossing van 5 de siliciumdioxyde bevattende verbinding bijvoorbeeld natrium- silicaat of colloidaal kiezelzuur in een effectieve hoeveelheid toegevoegd aan de pekel of het brakke water bijvoorbeeld zeewater dat naar de verdamper wordt gevoerd, waar het water wordt omgezet in gebruikswater door verwijdering van de 10 zouten door destillatie. Er werd gevonden dat het kiezelzuur en/of de silicaten bij verdampertemperaturen, bijvoorbeeld circa 212°F, voldoende snel met de magnesiumionen of magnesium-hydroxyde reageren om magnesiumsilicaten te vormen die niet-afzetting vormend zijn. De magnesiumsilicaten, in fijnverdeelde 15 vorm, gaan door de verdamper heen en worden afgevoerd met de afvalpekel.

Meer specifiek, wordt bij verhoogde temperaturen, bijvoorbeeld boven 90°F, onder vacuum, kooldioxyde uit de pekel verwijderd wat leidt tot een verhoogde concentratie aan 20 hydroxyde- en carbonaationen. Deze ionen reageren met de beschikbare calcium- en magnesiumionen onder vorming Tan het corresponderende calciumcarbonaat en magnesiumhydroxyde die een laag vormen op of zich ophopen op warmte-overdrachts-oppervlakken, zoals pijpen, afsluiters en pompen waarbij ze 25 de opbrengst en de efficiency van de verdamper verminderen.

Door de in water oplosbare siliciumdioxyde (SiC^) houdende verbindingen of kiezelzuur tijdens de verdamping in de pekel toe te passen, zet het siliciumdioxyde het magnesium om in het silicaat. Bovendien wordt, tijdens de vorming van de magnesium-30 silicaten,de hoeveelheid hydroxyde-ionen verminderd waardoor, op zijn beurt de carbonaationenconcentratie wordt verlaagd en zo de vorming en precipitatie van calciumcarbonaat wordt verminderd.

Door toepassing van de in water oplosbare silicaten en 35 kiezelzuur volgens de uitvinding wordt derhalve de vorming 8320391 - 6 - van afzettingen in belangrijke mate geremd, zo niet volledig voorkomen. Regeling van de hoeveelheden siliciumdioxyde (natrium-silicaat) die worden toegevoegd aan het water kan worden bepaald door periodieke analyses van de pekel op (het gehalte 5 aan) bicarbonaat- en carbonaationen en in het geval dat er een overmaat siliciumdioxyde in het systeem aanwezig is is dat geen bezwaar, omdat siliciumdioxyde geen gevaar voor de gezondheid of voor het milieu vormt.

In de praktijk wordt er de voorkeur aan gegeven dat het 10 zoute water dat wordt behandeld, indien nodig wordt gedecar- bonateerd door toevoeging van zuur, beluchten en toevoegen van alkali(hydroxyde). Bij een goede regeling van de zuur (toevoeging) en een efficiënte decarbonatering is toevoeging van alkali(hydroxyde) niet nodig. De in water oplosbare 15 siliciumdioxydehoudende verbinding (waterglas), in de gewenste concentratie, wordt aan het zoute water toegevoegd na de gebruikelijke ontluchtingstrap. De hoeveelheid die nodig is wordt bepaald door de overgebleven bicarbonaat- en carbonaat-concentraties die periodiek worden geanalyseerd. De onder-20 havige uitvinding heeft een maximaal nut in systemen van het bovengenoemde type.

De algemene vergelijkingen die de stoechiometrie tot uitdrukking brengen tussen het waterglas, carbonaationen en een magnesiumsilicaat van het serpentinetype (Mg/Si= 3/2) 25 zijn: (6) Na2<0 . X Si02 + (3X/2) Mg2+ + (3X-2)HC02“ = (X/2) Mg^iO^ (OH) + (3X-2)CC>2 + (X-2)/2H20 + 2Na+ 30 (7) Na20 . X SiC>2 + (3X/2) Mg2+ + (3X-2) /2 CO^~ + XH 0 = (X/2) Mg3Si205(0H)4 + (3X-2)/2 CC>2 + 2Na+

Het silicaat werkt dus als buffer voor het verwijderen 35 van hydroxyde-ionen. Naast het voorkomen van de 832 0 3 9 1 i - 7 - ophoping van magnesiumhydroxyde-afzettingen, is de reactie zodanig dat de pH van het systeem op een optimaal niveau wordt gehouden, d.w.z. kleiner dan 9, wat betekent dat zonder dat de magnesiumsilicaatreactie plaatsvindt, de 5 pH zou stijgen tot hogere waarden en meer carbonaationen zouden worden gevormd die de precipitatie van calciumcarbonaat en van magnesiumhydroxyde bevorderen. Er werd ook gevonden dat het grootste deel van het bicarbonaat ontleedt tot hy-droxyde-ionen en tot CO^ dat ontwijkt naar de atmosfeer 10 (wordt afgeblazen) en zodoende de hoeveelheid calciumcarbonaat die normaliter wordt gevormd en afgezet in de warmte-over-drachtseenheid wordt verminderd zo niet geëlimineerd.

Specifieke voorbeelden

De hierna beschreven zeewaterreacties werden uitgevoerd 15 in een drukvat van 2 1, dat was gemodificeerd en was uitgerust met een van een mantel voorziene verwarmingsstaaf van 500 watt Incalloy, die hierna wordt aangeduid als HTS (heat transfer J ·*·< sensor, warmte-overdrachtssensor). Een thermokoppel van het type K werd in het midden van de verwarmingsspiraal geplaatst 20 om de inwendige temperatuur van de HTS te volgen. Een van een mantel voorzien thermokoppel werd in het water geplaatst.

Ook een verwarmingsorgaan van 100 watt werd in het water geplaatst om te helpen bij de regeling van de temperatuur.

Het apparaat was voorzien van een uitwendige verwarming in de 25 mantel van 1800 watt, welke verwarming goed was geïsoleerd om de temperatuurregeling te verbeteren. De temperatuur in de mantel werd gemeten met een thermokoppel. De verwarmingsin-richting in de mantel en de verwarmingsapparaten voor het water werden bedreven door middel van proportionele tempera-30 tuurregelaars.

In een typische proef werd 1,7 1 synthetisch zeewater (tabel I) met of zonder toegevoegd waterglas (tabel II) in de reactor tot vorming van een afzetting gebracht en verwarmd tot 250°F (121°C). Stoom werd langzaam afgevoerd om kooldioxyde 35 weg te spoelen en werd gecondenseerd om de concentratiefactor 8320391

- 8 - I

te meten die varieerde van 1,1 tot 1,8. Na afkoelen werden I

de gesuspendeerde vaste stoffen uit het water afgefiltreerd I

en geanalyseerd op hun basissamenstelling door middel van I

atoomabsorptie en colorimetrie. Als de HTS werd gebruikt als I

5 verwarmingsinrichting tezamen met de mantelverwarmingsin- richting werd deze onderzocht op vorming van afzettingen.

Tabel I

Samenstelling synthetisch zeewater jq gram/liter

NaCl 23,50

Na^SO^ 4,00 KC1 0,68 H3B03 0,026 15 MgCl2 . 6H20 10,78

CaCl2 . 2H2<0 1,47

Na2SiC>3 . 9H20 0,030

NaHC03 0,260 20 Tabel 11

ANALYSE VAN PHILADELPHIA

QUARTZ "N" vloeibaar silicaat gew.percentage

Q

Analyse Typische waarde 25 Si02 27,7a 28,7

Na20 8,6b 8,9

Molaire samenstelling Na^' 3.32 SiC>2 aAtoomab s o rpt i e bBase titratie 30

Q

Als vermeld in PQ literatuur.

8320391 - 9 -

Bij de proeven A en B (tabel III) waarbij geen silicaat werd toegepast ziet men, zoals viel te verwachten, dat grote hoeveelheden magnesiumhydroxyde werden gevormd. Calciumcarbonaat vormde een component die in geringere hoe-5 veelheid aanwezig was, daar circa 88-90% van de alkaliteit werd afgedestilleerd als kooldioxyde.

Uit de algemene vergelijking en de molaire samenstelling van het waterglas (tabel II) kan men zien dat de stoechiometrische verhouding 10 (8) (Si02)/(HC03~) = X/(3X-2) = 0,417 voor de bereiding van serpentine (is).

De bicarbonaatmolariteit in het synthetische zeewater was 0,00328. De exacte equivalentmolariteit van silicaat als Si02 is (0,00328) (0,412) of 0,00130. In de 15 proeven C,D en E werd een 65%’s overmaat SiC>2 toegevoegd boven de hoeveelheid die nodig is voor de vorming van serpentine. Het resultaat was de vorming van een aanzienlijke hoeveelheid talk (molverhouding Mg/Si - 3/4). Deze reactie kan worden weergegeven als:

3X 2+ 3X

20 (9) — Mg + Na20 . X SiC>2 + (— - 2) HCC>3 + ^0= X 3x + v 4Mg3S14°10<OH,2 + <- - 2)C02 + 2Na + 2 V'

De vaste stoffen bij proef C werden ook geanaly-25 seerd door middel van röntgendiffractie. Er traden zeven lijnen op die karakteristiek zijn voor magnesiumsilicaten.

Niet aanwezig waren Mg(OH)2, SiC>2 (alle kristallijne vormen) en MgSO^ (watervrij, dihydraat, heptahydraat). Het belangrijkste kristallijne bestanddeel was NaCl (niet vermeld in tabel III).

30

Circa 50% van de vaste stof was amorf materiaal, waarschijnlijk amorf siliciumdioxyde.

De stoechiometrische verhouding voor de vorming van talk is:

3X

(10) (SiO ) / (HCO ) = X— - 2) = 1.11.

35 8320391 * -10-

In proef F werd een 2%'s overmaat aan SiO^ gebruikt en werd slechts serpentine gevormd.

1 Tabel III

CL··'

Vorming vaste stoffen uit zeewater j- toegevoegg A B C D _E F

silicaat (als SiC>2)M 0 0f 0.00226d 0.00226 0.00226® 0.00140g tijd (min.) opwarmproef 39 42 27 38 36 48g destillatie (250°F) 32 39 8 35 18 50 10 afkoeling 90 90 90 90 90 67 uiteindelijke oplossing

Concentratie 1,19 1,17 1,16 1,16 1,25 1,50 pH 8,7 8,65 8,2 7,9 7,1 7,2

Si(mg/1) 1,4 1,7 7,2 9,1 34 17,3

Alkaliniteit 18 15 17 16 9 5 ._ vaste stof fen (mg)

Mg(OH' 134 67 0 0 0 0

CaCO c 0,5 0,70 0 0 0

Serpentine 6 9 259 292 134 330

Talk 0 0 108 95 116 0

CaS04C 0 0 7,5 16 3 4 ^ aBeginvolume zeewater was 1,6 liter b

Berekend op beginvolume c

De kleine hoeveelheden calcium werden willekeurig toegeschreven aan CaCO en CaSO resp. voor pH boven en beneden 8,5. ci “

Waterglas werd toegevoegd nadat zeewater was verwarmd op 2^ circa 200°F.

0

Waterglas (PQ "N") werd 10 x verdund en geneutraliseerd met H^SO^ tot pH 7,5 voordat het werd toegevoegd aan zeewater.

^Dezelfde hoeveelheid H2S°4 wer(^ toegevoegd als in de proeven D en E.

gDe totale hoeveelheid silicaat werd in drie porties toege-voegd met drie verwarmings en koelcycli voordat analyse van vaste stoffen plaatsvond. De vermelde tijden zijn de gemiddelde tijden.

83 2 0 3 9 1 4 - 11 -

Tabel IV geeft cijfers voor proeven die ontzouting door verdamping op volle schaal simuleren waarbij warmte-uitwisselaaroppervlakken lange tijd in contact zijn met het zeewater hetgeen leidt tot ophoping van afzetting. Het zeewater 5 werd ten dele verdampt, aangevuld en opnieuw in drie trappen verdampt om een hoge concentratiefactor te verkrijgen, gevolgd door isotherm verwarmen gedurende een aantal dagen.

De warmte werd geleverd door alleen de HTS waarvan de inwendige temperatuur op 250 °F werd gehouden. De watertemperatuur 10 bedroeg circa 229°F.

Aan het einde van de vergelijkingsproef G (geen silicaat) was het oppervlak van de HTS bedekt met een witte laag. Bij de silicaatproef H bleef het oppervlak van de HTS schoon. Men ziet in de tabel dat de toevoeging van silicaat 15 de vorming van de afzettingen veroorzakende stoffen, magnesium- hydroxyde en calciumcarbonaat, voorkomt. Er was weinig van de laatstgenoemde (verbinding) aanwezig omdat het grootste deel van het bicarbonaat door de destillatie werd verwijderd.

83 2 0 3 9 1 - 12 -

Tabel IV

Vorming van vaste stoffen bij grotere concentratieverhoudingen_

G H

5 Millimolen SiC^3 4.2 0 tijd (min.) opwarming 57 57 57 40 113 41 42 60 destillatie 105 80 65 — 62 69 50 isotherm 10 verwarmen — — — 6240 — — — 4140 afkoelen 25 49 30 10 61 60 62 20

Concentratieverh.k 1,8 1,5 pH 7,3 8,3 oplosbaar Si (mg/1) 1,5 0,4 15 alkaliteit (dpm als CaCO^) 18 19 gesuspendeerde vaste stof (mg)

Mg(OH) 0 158

CaCC>3 0 3

Serpentine 284 31 20 Talk 234 0

CaS04 9 0 aaan het begin 8,1 millimolen bicarbonaat uit het zeewater 2^ totaal volume/uiteindelijke volume.

In proef J werd waterglas in een hoeveelheid equivalent met de alkaliteit voor de vorming van serpentine volgens de in deze aanvrage vermelde vergelijkingen toegevoegd. Er 3q ontstond echter als hoofdprodukt talk. Deze proef verschilde van proef F in die zin dat het waterglas niet in porties werd toegevoegd en dat de verwarmingstijd korter was. In elk geval werden veeleer magnesiumsilicaten gevormd dan magnesium-hydroxyde en calciumcarbonaat en de warmte-overdrachtssensor 33 bleef schoon.

8320391 i - 13 -

Tabel V

VORMING VASTE STOFFEN MET (HOEVEELHEID)

SILICAAT EQUIVALENT MET ALKALITEIT

J

Millimolen SiC^ 2,27

Millimolen HCO^ 5,44 5 tijd (min.) opwarming 78 destillatie 103 isotherm verwarmen (250°F) 18 afkoelen 78 10 concentratieverhouding 1,8 pH 7,00 oplosbaar Si (mg/1) 13 alkaliteit 60 gesuspendeerde vaste stof (mg) 15 Mg(OH)2 0

CaC03 0

Serpentine 122

Talk 75

CaSO . 4 4 20 avoor vorming van serpentine (verg. 6) ^warmte geleverd door HTS.

2^ Zoals wordt aangegeven door de cijfers in de bovenge noemde tabellen, maakt de toepassing van silicaten en/of kiezelzuur volgens deze uitvinding in een ontzoutingssysteem door middel van verdamping het mogelijk om de installaties langere tijd in bedrijf te houden met een betrekkelijk hoge 3q efficiency.

Naast de siliciumdioxydehoudende verbindingen voor het voorkomen van magnesium- en calciumhoudende afzettingen, bekende kunnen andere^toevoegsels worden gebruikt in combinatie met de silicaten en hiertoe behoren bijvoorbeeld fosfonzuur en de 8320391 t - 14 - alkalimetaal of ammoniumzouten en polymeren daarvan. Deze laatste verbindingen kunnen bijvoorbeeld worden beschreven als polymeren waarin tenminste 50% van de zich herhalende eenheden zijn afgeleid van ethenisch onverzadigde monobasische 5 en/of dibasische zuren en/of ethenisch onverzadigde sulfon- zuren. In het bijzonder de poly-anionische polymeren met een gemiddeld molecuulgewicht variërend van circa 1000 tot 100.000 waaronder polymeren van monomeren zoals acrylzuur, maleinezuur of het anhydride daarvan en methacrylzuur. Naast de anionische 10 polymeren kunnen verschillende polykationische polymeren worden gebruikt waaronder de met name in de octrooischriften 3.738.945 en 3.288.770 genoemde verbindingen. Andere bekende corrosie-inhibitors kunnen ook worden gebruikt zoals wordt geleerd in de Amerikaanse octrooischriften 3.591.513, 15 3.518.204 en 3.644.205.

In de praktische uitvoering van de uitvinding waaraan de voorkeur wordt gegeven wordt zout water dat wordt behandeld (wordt ontzout) aan de volgende procedure onderworpen: 1. Het zoute water wordt aangezuurd (bij voorkeur tot 20 een pH van circa 4,7) door toevoegen van zwavelzuur.

2. Het zoute water wordt daarna verwarmd en ontlucht en gedecarbonateerd (verwijdering van CO^).

3. Indien nodig wordt het zoute water behandeld om het basisch te maken (bij voorkeur een pH van circa 7,5).

25 4. Het zoute water wordt geanalyseerd op zijn rest alkaliteit (in hoofdzaak bicarbonaat).

5. Een geschikte hoeveelheid siliciumdioxydehoudende verbinding wordt daarna aan het zoute water toegevoegd in een voldoende hoeveelheid om niet-afzettingen vormend magnesium-30 silicaat te doen ontstaan inplaats van magnesiumhydroxyde.

Hoewel deze uitvinding is beschreven aan de hand van een aantal specifieke uitvoeringsvormen, zal het duidelijk zijn dat er andere variaties en modificaties mogelijk zijn zonder buiten het idee en het kader van de uitvinding te komen 35 zoals wordt omschreven in de bijgaande conclusies.

8320391

Claims (15)

1. Werkwij ze voor het voorkomen van de vorming van magnesium- en calcium(houdende) afzettingen in systemen voor het ontzouten door verdamping die worden gebruikt voor de 5 behandeling van water dat significante hoeveelheden van zowel magnesium als calcium bevat, welke werkwijze omvat het toevoegen aan het zoute water dat wordt behandeld van een effectieve hoeveelheid van tenminste één in water oplosbare si-liciumdioxyde houdende verbinding gekozen uit de groep bestaan- 10 de uit kiezelzuur en alkalimetaalsilicaten, welke in water oplosbare siliciumdioxyde houdende verbinding wordt toegevoegd in hoeveelheden die voldoende zijn om te zorgen dat niet-afzettingen vormend magnesiumsilicaat preferentieel wordt gevormd in plaats van afzettingen vormend magnesiumhy- 15 droxyde.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de molverhouding van Mg/Si in het magnesiumsilicaat varieert van circa 0,75 tot 2,0.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat het zoute water wordt behandeld bij verhoogde temperaturen en de alkalimetaalsilicaten en kiezelzuur aan het water worden toegevoegd in hoeveelheden variërend van circa 1,0 tot 500 gew. delen per miljoen gew.delen water, afhankelijk van de resterende bicarbonaatconcentratie.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het in water oplosbare silicaat een alkalimetaalsilicaat is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, θβη dat het alkalimetaalsilicaat/ natriumsilicaat is.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 30 dat de in water oplosbare siliciumdioxydehoudende verbinding kiezelzuur is.

7. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de in water oplosbare siliciumdioxydehoudende verbinding aan het water wordt toegevoegd in voldoende hoeveelheden om 35 magnesiumsilicaat te vormen waarin de verhouding van Mg/Si 8 2 0 3 9 1 circa 1,5 bedraagt. * - 16 -

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in water oplosbare siliciumdioxydehoudende verbinding een mengsel is van alkalimetaalsilicaten.

9. Werkwijze voor het remmen van de vorming van mag nesium- en calcium(houdende) afzettingen in systemen voor de ontzouting door middel van verdamping, met het kenmerk, dat aan het zoute water dat wordt behandeld bij temperaturen boven circa 200°F en bij een pH beneden circa 9, een effec-10 tieve hoeveelheid van tenminste een in water oplosbare sili ciumdioxydehoudende verbinding wordt toegevoegd gekozen uit de groep bestaande uit kiezelzuur en alkalimetaalsilicaten welke siliciumdioxydehoudende verbinding wordt toegevoegd aan het water in voldoende hoeveelheid om preferentieel niet-15 afzettingen vormend magnesiumsilicaat te doen ontstaan in plaats., van afzettingen vormend magnesiumhydroxyde.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de pH van het water in het ontzoutingssysteem tussen circa 7 en circa 9 wordt gehouden.

11. Werkwijze voor het voorkomen van de vorming van magnesiumhoudende afzettingen in met verdamping werkende ontzoutingssystemen waarbij het magnesiumhoudende zoute water dat wordt behandeld eerst wordt onderworpen aan een aanzuur-behandeling en daarna aan een verwarming' en ontluchtingsbe-25 handeling, met het kenmerk, dat aan het zoute water dat wordt behandeld een effectieve hoeveelheid van tenminste een in water oplosbare siliciumdioxydehoudende verbinding wordt toegevoegd gekozen uit de groep bestaande uit kiezelzuur en alkalimetaalsilicaten, welke in water oplosbare silicaathouden-30 de verbindingen worden toegevoegd in een hoeveelheid voldoende voor het verlagen van de rest alkaliteit van het zoute water om zo niet-afzettingen vormend magnesiumsilicaat preferentieel te doen ontstaan.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, 35 dat het zoute water wordt behandeld bij verhoogde temperatuur 83 2 0 3 9 ΐ Λ - 17 - en de alkalimetaalsilicaten en kiezelzuur aan het water worden toegevoegd in hoeveelheden variërend van circa 5,0 tot 500 gew.delen per miljoen gew.delen water.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, 5 dat het in water oplosbare silicaat een alkalimetaalsilicaat is.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het alkalimetaalsilicaat een natriumsilicaat is.

15. Werkwijze volgens concludie 11, met het kenmerk, 10 dat de in water oplosbare silicaat bevattende verbinding wordt toegevoegd in een voldoende hoeveelheid om te reageren met in het zoute water aanwezige hydroxyde-ionen onder vorming van een niet-afzettingen vormend magnesiumsilicaat-materiaal. 8 3 2 0 3 9 ï