CH329740A - Procedure to avoid harmful salt deposition - Google Patents

Procedure to avoid harmful salt deposition

Info

Publication number
CH329740A
CH329740A CH329740DA CH329740A CH 329740 A CH329740 A CH 329740A CH 329740D A CH329740D A CH 329740DA CH 329740 A CH329740 A CH 329740A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ammonium
water
feed water
ion exchange
ammonium compounds
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Original Assignee
Sulzer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
Publication of CH329740A publication Critical patent/CH329740A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/006Arrangements of feedwater cleaning with a boiler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/0082Regulation; Control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/02Softening water by precipitation of the hardness
    • C02F5/025Hot-water softening devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/10Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating with sliding point of final state of complete evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Description

  

  



  Verfahren zur Vermeidung einer schädlichen   Salzablagerung   
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vermeidung einer schÏdlichen   Saixausscheidung    im Rohrsystem von bei min (lestens kritischen Verhältnissen betriebenen   Zwangdurehlaufdampferzeugern    mit Hilfe der Wasseraufbereitung. Das erfindungsgemϯe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die   Aufbereitung des Speisewassers    derart erfolgt, dass   sein Restsalzgehalt vorwiegend aus Ammo      niumverbindungen besteht.    Die   erfindungsge-      nnil,    Wasseraufbereitung und insbesondere die Regeneration der gegebenenfalls hierfür   verwendeten lonenaustauschmassen    kann zum Beispiel mit Ammoniumverbindungen erfolgen.

   Bei Verwendung einer Entsalzungsanlage zur Aufbereitung des Speisewassers durch Ionenaustauseh wird mindestens die letzte   der verwendeten Anionenaustauschmassen    mit    Ammoniumverbindungen regeneriert. Hierbei    kann so vorgegangen werden, dass die Regeneration der letzten Anionenaustauschmasse mit    Ammoniumhydroxyd erfolgt. Es kann sich    auch empfehlen, das zu reinigende Wasser in einem   Basenaustauscher,    zu dessen   Regenerie-       rnng tlmmoniumverbindungen verwendet wer-    den, zu enthärten und anschlie¯end zur wei  teren Reinigung    zu verdampfen. Als   geeig-    nete   Ammoniumverbindub kann    Ammoniumchlorid verwendet werden.

   Die   Wasseraufbe-      reitung    kann auch durch Ausfällen der HÏrtebildner mittels Ammoniumverbindungen und ansehliessencler Verdampfung des enthärteten Speisewassers erfolgen. Es kann sich hierbei empfehlen, als Ammoniumverbindung beispielsweise   Ammoniumkarbonat    zu verwenden.



   Im Laufe der Erhitzung des   Kesselspeise-    wassers scheiden sich bekanntlich die in   ibm    enthaltenen Salze an den Rohrwänden der Kesselanlage teilweise ab. Diese Salzablagerungen können die Ursache von Rohrverbrennungen sein. Es ist daher wichtig, das Kesselspeisewasser durch eine geeignete Aufbereitung zu entsalzen. Soweit hierfür ein   Ionenaus-    tausch in Frage kommt, wird die Aufbereitung des Speisewassers für mit hohem Druck betriebene   Zwangdurchlaufdampferzeuger bis    jetzt fast ausschliesslich mit chemischen Verbindungen auf Natriumbasis durchgeführt.



  Die im Reinwasser dann immer noch verbleibenden Salzreste, die im wesentlichen aus Na  triumverbindungen    bestehen, seheiden sich nun bei unterkritischen Verhältnissen nicht nur in einem Gebiet der Kesselanlage ab, in dem das sogenannte     hide outo    auftritt, das heisst, wo noch tropfbares oder fl ssiges Wasser vorhanden ist, sondern vor allem auch im   Uberhitzungsgebiet.    Die Erscheinung des   hide out   hängt mit der zunehmenden Unlöslichkeit der Natriumverbindungen bei stei  gender Temperatur    und steigendem Druck zusammen.

   Zur Vermeidung dieses     hide out  -    Effektes hat man zum Beispiel bei der Aufbereitung des Speisewassers für einen bei unterkritisehen Verhältnissen betriebenen Dampferzeuger mittels Fällenthärtung die bisher benutzten Natriumverbindungen durch entsprechende Kaliumverbindungen ersetzt, weil die im allgemeinen grössere   Loslichkeit    der Kaliumsalze gegenüber den   entsprechen-    den Natriumsalzen Vorteile bot. Auch Ammoniumverbindungen sind aus ähnlichen Beweggründen bereits benützt worden.   Tatsäch-      lie.    hat sich diese Massnahme insoweit bewährt, als hierdurch die im Speisewasser vor  handenen Salze    besser in Lösung gehalten und dadurch die so angereicherten Salze aus der Kesselanlage abgeschlämmt werden können.



   Bei überkritisehem Betrieb eines Dampferzeugers sind grundsätzlich andere   Verhält-    nisse als die vorstehend geschilderten vorhanden. Vor allem besteht hier nicht mehr die Mögliehkeit der Anreicherung von Salzen im Kesselspeisewasser und ihrer Absehlämmung, da im überkritischen Gebiet das Wasser nicht mehr gleichzeitig in zwei verschiedenen AggregatzustÏnden, sondern nur jeweils in einer Phase allein auftritt. Deshalb ist die bei un  terkritischen    Verhältnissen mit Erfolg benutzte Methode der   Salzanreicherung    und   Abschlämmung    bei überkritisch betriebenen Dampferzeugern grundsätzlich nicht mehr anwendbar.

   Bei dieser Art der Dampferzeugung muss daher nach   ändern Mitteln    gesucht werden, um   die Salzahlagerung    im Rohrsystem nach Möglichkeit zu vermeiden bzw. zu verringern oder mindestens unschädlich zu machen.



   F r den Betrieb von bei mindestens kritischen   Verhältnissen betriebenen Dampferzeu-      gern    ist es ganz besonders erwünscht, ein Speisewasser zu verwenden, das überhaupt keine Salze mehr enthält, oder, falls dies nicht möglich ist, dessen Restsalzgehalt keine   schäd-    lichen Wirkungen aus ben kann. Um diese gewünschte hohe Reinheit des Wassers zu erreichen, wird in der Regel die Wasseraufbereitung mittels   Ionenaustausches    vorgenommen, wobei üblicherweise Verbindungen des Natrums zur Regeneration der   Anionen-Aus-      tausehmasse    verwendet werden. Hierbei gelingt es aber   grundsätzlich    nicht, das Wasser auch noch von den letzten Resten von Natriumsalzen, wie etwa Natriumchlorid, zu befreien.



  Auch derartige nur geringe Sal'zreste machen sich bei überkritisehem Betrieb des Dampferzeugers bei Vorhandensein von bestimmten Betriebsbedingungen st¯rend bemerkbar, da sie sich in Form von Verkrustungen nach Art des Kesselsteins in den Kesselrohren ablagern.



  Hierbei ist besonders ersehwerend, dass sieh die Natriumsalze vorzugsweise im ¯berhit  zungsgebiet      gehäuft    an n den Rohrwänden ablagern und nicht, wie auf Grund von   Erfah-    rungen im   unterkritisehen    Gebiet erwartet werden konnte, in der Gegend der   Umwand-      lungszone.   



   Die im vorstehenden geschilderten Vorgänge sind in der Zeichnung an Hand eines Diagrammes in Fig.   I      deutlieh    gemacht.   tuber    der Schemazeichnung eines   Zwangdurchlauf-    dampferzeugers ist in dem Diagramm das Gebiet und die Intensität der Ablagerung von Natriumsalzen in Abhängigkeit von der Tem  peratur    des   Arbeitsmittels dargestellt.

   Wie    aus der mit Na bezeiehneten ausgezogenen Kurve hervorgeht, erreicht die Ausscheidung bestimmter noch im Arbeitsmittel enthaltener Natriumsalze ihren höehsten Punkt nach der mit   B      bezeichneten Umwandlungszone,    das heisst in der mit C   bezeichneten Überhitzungs-    zone des hier nur durch ein Rohr dargestellten Dampferzeugers. Ein geringeres, aber deutliches zweites Ausseheidungsmaximum befindet sich vor der   Umwandlungszone B,    also. in der mit. 1 bezeichneten Zone der   Vorwär-    mung.

   Hierzu ist noch zu bemerken, dass voneinander   versehiedene    Natriumsalze sich auch an   versehiedenen    Stellen und auch mit ver  schiedener    Intensität ablagern und damit die Lage und Grosse ihrer   Ausscheidungsmax ! ma    auch   versehieden    von dem gezeigten Beispiel sein kann.

   Auf jeden Fall findet die Ablagerung über ein sehr   ausgedehntes    Gebiet des   Rohrsystems statt.    Infolgedessen ist es bei Vorhandensein von Natriumsalzen im Wasser weder möglieh, die durch die   Salzablagerungen    besonders gefährdeten Rohrteile in ihrer Gesamtheit aus demjenigen Teil der Kesselanlage herauszunehmen, in dem eine besonders starke Hitzeeinwirkung erfolgt, noch die gefährdeten Rohrteile abzudecken. weil sonst zu wenig   Verdampfer-oder Kesselrohre fiir    den eigent   Lichen    Dampferzeugungsprozess zur Verfügung bleiben. Das Vorhandensein von Natriumverbindungen kann zudem auch die Ausseheidung anderer   Nicht-Natriumsalze    an diesen bevorzugten Stellen begünstigen, an denen sich diese Salze sonst nicht ablagern würden.

   Hiermit steigert sich die   Verkrustungsgefahr    dieser Rohrteile ganz beträchtlich. Mit   Rüeksieht    auf die Beherrschung der Dimensionierung bzw. Betriebssicherheit des Dampferzeugers ist es aber   zweckmässig, die Salzausscheidung    so zu beeinflussen, wie es für die jeweilige Kesselbauart am günstigsten ist.

   Vom Standpunkt des   Kesselkonstrukteurs    ist es daher sehr vorteilhaft, wenn es   gelingt,'Salzablage-    rungen überhaupt zu vermeiden, oder die Zone von etwa unvermeidlichen Salzablagerungen beispielsweise auf ein tiefes Temperaturgebiet in dem Rohrsystem des Dampferzeugers zu beschränken, um dadurch die   Konstruktions-    schwierigkeiten zu vermeiden, die sich zum Beispiel daraus ergeben würden, wenn die Salzablagerung   besonders im Oberhitzer    stattfinden würde.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es bei Beachtung bestimmter Bedingungen möglieh, eine   Salzablagerung    zu verhindern oder zumindest die möglicherweise   auchtrotz    Verwendung von relativ reinem   Kesselspeise-    wasser etwa doch noch auftretenden Salzablagerungen in den Kesselrohren derart zu beeinflussen, dass diese Ablagerungen sich dann entweder höchstens mit sehr geringer örtlieher Intensität oder Dichte über ein verhältnismässig grösseres Gebiet dieses Rohrsystems erstrecken oder aber, dass sie auf eine relativ kleine Zone des Rohrsystems zu  sammengedrängt    werden. Die Vermeidung   jeglieher Salzablagerung    bringt   naturge-mäss    die meisten Vorteile.

   Jedoch sind auch die Vorteile des Abscheidens auf eine kleine Zone sehr beachtlich, die darin liegen, dass eine kleine Zone leichter überwacht und im Kessel selbst oder ausserhalb desselben derart beheizt werden kann, dass sie nicht auch durch Ablagerungen gefährdet wird ; aber auch die Salzablagerung über ein grosses Gebiet des Rohrsystems bei niedriger örtlicher Intensität ist vorteilhaft, da die geringe abgelagerte Salzmenge kaum mehr   Rohtsehäden    durch Rohrverbrennungen hervorrufen kann.



   Diese Vorteile lassen sich durch eine erfindungsgemässe Wasseraufbereitung erreichen, so dass in dem erhaltenen Reinwasser praktiseh keine Natriumverbindungen mehr anwesend sein können. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das zu reinigende Wasser nur mit Ammoniumverbindungen in Berührung gebracht wird oder zum Beispiel im Falle einer Entsalzung durch Austausch der Kationen und Anionen mindestens die letzte der hierbei verwendeten Anionenaustauschmassen mit Ammoniumverbindungen regeneriert wird.

   Ein derart behandeltes Wasser besitzt einen Restsalzgehalt, der vorwiegend aus Ammoniumsalzen besteht, die sich unter bestimmten Bedingungen im Verlauf der Dampferzeugung infolge ihrer Zersetzung   ent-    weder gar nicht oder höchstens auf einer im Vergleich zu Natriumrestsalzen nur sehr zusammengedrängten kleinen Fläche im Rohrsystem des Dampferzeugers oder, zwar auf einer grösseren Fläche, aber dort nur mit sehr geringer örtlicher Intensität niederschlagen.



   Man kann zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens die Wasseraufbereitung als Ganzes von Natriumbasis auf Ammoniumbasis umstellen. Da jedoch Ammoniumverbindungen im allgemeinen wesentlich teurer sind als Natriumverbindungen, wird eine solche Aufbereitungsart in vielen Fällen nicht in Frage kommen. Es besteht aber auch die   Mög-    lichkeit, beispielsweise im Falle einer Vollentsalzung, durch Ionenaustausch die Wasseraufbereitung zur Hauptsache auf Natrumbasis vorzunehmen und nur die letzte Stufe der Behandlung auf Ammoniumbasis durchzuführen.



   Eine praktische   Anwendungsmoglichkeit    dieser Erkenntnisse bei der Wasseraufberei  tung    ist in den Fig. 2 bis   6    dargestellt. Den dort gezeigten Wasseraufbereitungsanlagen wird das Rohwasser   tuber    die Leitung   1      zuge-    führt und das gereinigte Wasser durch die   Leitung 2 abgefiihrt.    In Fig. 2 besteht die Wasseraufbereitungsanlage 3 aus einem Rat ionenaustauscher 4 und einem nachgeschalteten   Anionenaustauseher    5. Der   Anionenaus-      tauseher    wird mit Ammoniumverbindungen, zum Beispiel Ammoniumhydroxyd, regeneriert.

   Das diesen Austauscher verlassende Reinwasser kann daher nur noch Spuren von Ammoniumverbindungen enthalten, die sich im Kesselbetrieb nicht mehr ungünstig auswirken. In Fig. 3 ist eine Entsalzungsanlage dargestellt, die aus einer   Zweibettgruppe 3'    mit getrennten   Kationen lmd Anionenaus-      tauschanlagen    4 bzw. 5 besteht und der zuletzt noch eine   llischbettanlage    6 nachgesehaltet ist.

   WÏhrend die Anionenaustauschmasse der   Zweibettguppe    wie bisher zum Beispiel mit Natronlauge regeneriert wird, erfolgt die Regeneration der   Anionenaustauschmasse    der Mischbettanlage   mit Ammoniumhydroxyd.    Die gegebenenfalls von   einem ITberfahren    der Zweibettanlage her stammenden Verimreinigungen sowie die von der Regeneration dieser Anlage her stammenden Natriumsalze können mit Sieherheit im nachgeschalteten Mischbett aufgefangen werden.

   Die allfällig nach der Regeneration der   Misehbettanlage    im Reinwasser   möglieherweise    noch auftretenden ver  unreinigenden    ionogenen Verbindungen   kön-    nen in diesem Fall also nur Ammoniumverbindungen sein, die sich im   Kesselbetrieb    nicht so   ungiinstig    auswirken, wie die   entsprechen-    den Natriumverbindungen. In Fig.   4    ist ein   Basenaustauscher    7   gezeigt-,    dem ein Verdampfer 8 nachgeschaltet ist.

   In dem Verdampfer bleiben die von dem   Basenaustauseh    her stammenden Salze bei der Verdampfung des Wassers so weit.   zurüek,    dass in dem verdampften Wasser nur   Salzspuren,    und zwar von Ammo  niumverbindungen,    enthalten sind, sofern der Austauscher mit Ammoniumverbindungen regeneriert wurde. In Fig. 5 ist der Basenaus  tauscher    durch eine   Fällenthärtungsa. nlage    9 ersetzt, in der das Rohwasser durch Ausfällen der HÏrte bildenden Salze mittels Ammo  niumverbindungen, zum    Beispiel (NH4)   2C03    oder   NH40H    enthärtet wird.

   Nach der an  schliel3enden    Verdampfung im Verdampfer 8 kann auch hier der Dampf nur Spuren von Ammoniumverbindungen enthalten. In Fig. 6 ist eine   Dampfkraftanlage dargestellt.    Der   Zwangdurchlaufdampferzeuger    ist mit 10, clie   Hauptdampfteitung    mit 11, die Turbinenanlage mit 12 und der Kondensator mit 13   bezeiehnet.    Von diesem führt eine Leitung 1 zu der   Ionenaustausehanlage    14, von der die Reinwasserleitung   2 zu    dem   Speisewasserbe-      hälter 15 führt,    der über die Speisepumpe 16 mit dem Dampferzeuger 10 verbunden ist.

   Die Regeneration der Anionenaustausehmasse der in diesem Beispiel verwendeten Mischbettanlage   14    wird mit   Ammoniumhydroxyd    durchgef hrt. In diesem Fall können also mit dem in dieser Entsalzungsanlage gereinigten Wasser nur Spuren   von Ammoniumverbin-    dungen in das Rohrsystem des Kessels gelangen.

   Da die Ammoniumverbindungen, wie Ammoniumehlorid   oder Ammoniumkarbonat,    aber bei   hoheren    Temperaturen dazu neigen, mehr oder weniger zu dissoziieren oder vollständig zu zerfallen, so besteht bei Innehaltung bestimmter   Arbeitsbedingungen die Mög-    liehkeit, die Dampferzeugung so zu   gestal-    ten, da¯ sich im Dampf überhaupt keine Salze mehr befinden, die sieh im Rohrsystem ablagern können, oder dass bei Vorhandensein von   Ammoniumsalzresten    im Wasser eine etwa stattfindende   Salzablagerung    keine   gefährli-    chen Ausmasse mehr annehmen kann.

   Wenn zum Beispiel Einbrüehe von Kühlwasser in den Kondensator stattfinden oder eine sonstige Verunreinigung des Speisewassers etwa durch das   Nachspeisewasser erfolgt, so    werden die sehädliehen Salze mit Sieherheit durch die   Ionenaustausehanlage abgefangen,    ohne dass im   Restsalzgehalt des gereinigten    Wassers Natriumverbindungen vorhanden sind, die in das   Kesselrohrsystem gelangen konnten.   



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist von besonderer Wichtigkeit bei   neuzeitliehen    Dampferzeugern, die beispielsweise bei einem Druck von   über 300 at und    einer über   600     liegenden Temperatur betrieben werden.



  



  Procedure to avoid harmful salt deposition
The invention relates to a method for avoiding harmful Saix excretion in the pipe system of forced open-circuit steam generators operated at minimum critical conditions with the help of water treatment. The method according to the invention is characterized in that the feed water is treated in such a way that its residual salt content is predominantly from The invention, water treatment and, in particular, the regeneration of any ion exchange masses used for this purpose can take place, for example, with ammonium compounds.

   When using a desalination plant to treat the feed water by ion exchange, at least the last of the anion exchange masses used is regenerated with ammonium compounds. The procedure here is such that the last anion exchange mass is regenerated with ammonium hydroxide. It can also be advisable to soften the water to be cleaned in a base exchanger, which is regenerated using ammonium compounds, and then to evaporate it for further cleaning. Ammonium chloride can be used as a suitable ammonium compound.

   The water can also be treated by precipitating the hardeners by means of ammonium compounds and then evaporating the softened feed water. It may be advisable to use ammonium carbonate, for example, as the ammonium compound.



   In the course of the heating of the boiler feed water, it is known that the salts contained in ibm are partially deposited on the pipe walls of the boiler system. These salt deposits can cause pipe burns. It is therefore important to desalinate the boiler feed water through a suitable treatment. As far as an ion exchange comes into question, the treatment of the feed water for once-through steam generators operated at high pressure has so far been carried out almost exclusively with chemical compounds based on sodium.



  The salt residues that still remain in the pure water, which essentially consist of sodium compounds, are now not only deposited in an area of the boiler system where the so-called hide-out occurs, i.e. where drip or liquid water is still present is present, but especially in the overheating area. The phenomenon of hide out is related to the increasing insolubility of the sodium compounds with increasing temperature and pressure.

   To avoid this hide-out effect, for example, when treating the feed water for a steam generator operated under subcritical conditions, the sodium compounds previously used were replaced by corresponding potassium compounds by means of precipitation softening, because the generally greater solubility of the potassium salts compared to the corresponding sodium salts offered advantages . Ammonium compounds have also been used for similar reasons. Indeed. This measure has proven itself to the extent that it keeps the salts present in the feed water better in solution and thus the enriched salts can be drained from the boiler system.



   In the case of overcritical operation of a steam generator, there are fundamentally different conditions than those described above. Above all, there is no longer the possibility of enriching salts in the boiler feed water and isolating them, since in the supercritical area the water no longer occurs in two different aggregate states at the same time, but only in one phase. For this reason, the method of salt enrichment and blowdown successfully used in subcritical conditions can no longer be used in supercritically operated steam generators.

   With this type of steam generation, it is therefore necessary to look for other means in order to avoid or reduce or at least render harmless the salt storage in the pipe system as far as possible.



   For the operation of steam generators operated under at least critical conditions, it is particularly desirable to use feed water that no longer contains any salts or, if this is not possible, the residual salt content of which cannot have any harmful effects. In order to achieve the desired high purity of the water, the water is usually treated by means of ion exchange, with sodium compounds usually being used to regenerate the anion exchange mass. In principle, however, it is not possible to remove the last residues of sodium salts, such as sodium chloride, from the water.



  Even such small salt residues are noticeable in overcritical operation of the steam generator in the presence of certain operating conditions, since they are deposited in the boiler tubes in the form of scale-type encrustations.



  It is particularly noteworthy that the sodium salts are preferentially deposited in the overheating area on the pipe walls and not, as could be expected based on experience in the subcritical area, in the area of the conversion zone.



   The processes described above are made clear in the drawing using a diagram in FIG. Above the schematic drawing of a once-through steam generator, the diagram shows the area and the intensity of the deposition of sodium salts as a function of the temperature of the working medium.

   As can be seen from the solid curve labeled Na, the excretion of certain sodium salts still contained in the working medium reaches its highest point after the conversion zone labeled B, i.e. in the overheating zone labeled C of the steam generator shown here only by a pipe. A lower but clear second separation maximum is located in front of the transformation zone B, that is. in the with. 1 designated zone of preheating.

   It should also be noted that different sodium salts are also deposited in different places and with different intensities and thus the position and size of their excretion max! ma can also be different from the example shown.

   In any case, the deposition takes place over a very extensive area of the pipe system. As a result, if sodium salts are present in the water, it is neither possible to remove the pipe parts particularly endangered by the salt deposits in their entirety from that part of the boiler system in which there is particularly strong heat exposure, nor to cover the endangered pipe parts. because otherwise too few evaporator or boiler tubes remain available for the actual steam generation process. The presence of sodium compounds can also promote the excretion of other non-sodium salts at these preferred locations, where these salts would otherwise not be deposited.

   This increases the risk of encrustation of these pipe parts quite considerably. With a view to mastering the dimensions and operational safety of the steam generator, it is advisable to influence the salt excretion in a way that is most favorable for the respective boiler design.

   From the standpoint of the boiler designer, it is therefore very advantageous if it is possible to avoid salt deposits at all, or to limit the zone of unavoidable salt deposits, for example, to a low temperature area in the pipe system of the steam generator, in order to avoid construction difficulties that would result, for example, if the salt deposition were to take place especially in the top heater.



   According to the process according to the invention, if certain conditions are observed, it is possible to prevent salt deposition or at least to influence the salt deposits that may still occur in the boiler tubes despite the use of relatively pure boiler feed water in such a way that these deposits are then either at most with very little local intensity or density over a relatively larger area of this pipe system, or that they are squeezed into a relatively small zone of the pipe system. Avoiding any salt deposition naturally brings the most advantages.

   However, the advantages of depositing on a small zone are also very considerable, which are that a small zone can be monitored more easily and heated in the boiler itself or outside it in such a way that it is not endangered by deposits; but also the salt deposition over a large area of the pipe system with low local intensity is advantageous, since the small amount of salt deposited can hardly cause raw sores through pipe burns.



   These advantages can be achieved by a water treatment according to the invention, so that practically no sodium compounds can be present in the pure water obtained. This can be achieved, for example, by only bringing the water to be purified into contact with ammonium compounds or, for example, in the case of desalination by exchanging the cations and anions, at least the last of the anion exchange materials used is regenerated with ammonium compounds.

   Water treated in this way has a residual salt content, which consists mainly of ammonium salts, which under certain conditions in the course of steam generation as a result of their decomposition either not at all or at most on a very small area in the pipe system of the steam generator compared to residual sodium salts or, Precipitate it over a larger area, but there only with very little local intensity.



   In order to carry out the process according to the invention, the water treatment as a whole can be switched from sodium-based to ammonium-based. However, since ammonium compounds are generally much more expensive than sodium compounds, this type of processing is not an option in many cases. However, there is also the possibility, for example in the case of full demineralization, to carry out the water treatment mainly on a sodium basis through ion exchange and to only carry out the last stage of the treatment on an ammonium basis.



   A practical application of this knowledge in the water preparation device is shown in FIGS. The raw water is fed to the water treatment plants shown there via line 1 and the purified water is discharged through line 2. In FIG. 2, the water treatment system 3 consists of an ion exchanger 4 and a downstream anion exchanger 5. The anion exchanger is regenerated with ammonium compounds, for example ammonium hydroxide.

   The pure water leaving this exchanger can therefore only contain traces of ammonium compounds, which no longer have an adverse effect on the boiler. 3 shows a desalination plant which consists of a two-bed group 3 'with separate cations and anion exchange plants 4 and 5, and which is followed by a mixed bed plant 6.

   While the anion exchange mass of the two-bed group is regenerated, for example, with sodium hydroxide solution, the regeneration of the anion exchange mass of the mixed-bed system takes place with ammonium hydroxide. Any impurities resulting from an IT run-over of the two-bed system as well as the sodium salts resulting from the regeneration of this system can be safely collected in the downstream mixed bed.

   Any contaminating ionogenic compounds that may still appear in the pure water after the regeneration of the miscible bed system can in this case only be ammonium compounds that do not have as unfavorable effects in boiler operation as the corresponding sodium compounds. 4 shows a base exchanger 7, which is followed by an evaporator 8.

   In the evaporator, the salts originating from the base exchange remain so far during the evaporation of the water. zurüek that the evaporated water only contains traces of salt, namely ammonium compounds, provided the exchanger has been regenerated with ammonium compounds. In Fig. 5 the base exchanger is through a precipitation softening. Plant 9, in which the raw water is softened by precipitating the hardness-forming salts using ammonium compounds, for example (NH4) 2C03 or NH40H.

   After the subsequent evaporation in the evaporator 8, the steam can only contain traces of ammonium compounds. In Fig. 6, a steam power plant is shown. The once-through steam generator is marked with 10, the main steam line with 11, the turbine system with 12 and the condenser with 13. A line 1 leads from this to the ion exchange system 14, from which the pure water line 2 leads to the feed water container 15, which is connected to the steam generator 10 via the feed pump 16.

   The regeneration of the anion exchange mass of the mixed-bed system 14 used in this example is carried out with ammonium hydroxide. In this case, only traces of ammonium compounds can get into the pipe system of the boiler with the water purified in this desalination plant.

   Since the ammonium compounds, such as ammonium chloride or ammonium carbonate, tend to dissociate more or less or to disintegrate completely at higher temperatures, it is possible, if certain working conditions are maintained, to design the steam generation in such a way that it takes place in the steam There are no more salts at all that can be deposited in the pipe system, or that if ammonium salt residues are present in the water, any salt deposition that may take place can no longer assume dangerous dimensions.

   If, for example, cooling water is brewed in the condenser or if the feed water is otherwise contaminated by the make-up water, the very low salts are safely intercepted by the ion exchange system without any sodium compounds in the residual salt content of the purified water that get into the boiler pipe system could.



   The method according to the invention is of particular importance in modern steam generators which are operated, for example, at a pressure of over 300 atm and a temperature of over 600.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Vermeidung einer schädlichen Salzablagerung im Rohrsystem von bei mindestens kritischen Verhältnissen betrie- benen Zwangdurehlaufdampferzeugern mit IIilfe der Wasseraufbereitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung des Speisewassers derart erfolgt, dass sein Restsalzgehalt vorwiegend aus Ammoniumverbindungen besteht. PATENT CLAIM Process for avoiding harmful salt deposition in the pipe system of forced-flow steam generators operated under at least critical conditions with the aid of water treatment, characterized in that the feed water is treated in such a way that its residual salt content consists predominantly of ammonium compounds. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren naeh Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, dass die Aufbereitung des Speisewassers durch lonenaustausch er erfolgt, wobei die Austauschmassen mit Ammoniumverbindungen regeneriert werden. SUBCLAIMS 1. The method according to claim, characterized in that the feed water is processed by ion exchange, the exchange masses being regenerated with ammonium compounds. 2. Verfahren naeh Patentansprueh, dalurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung (les Speisewassers durch lonenaustausch in einer Entsalzungsanlage erfolgt, wobei minde- stens die letzte der verwendeten Anionenaus aausehmassen mit Ammoniumverbindungen regeneriert wird. 2. The method according to patent claim, characterized in that the feed water is processed by ion exchange in a desalination plant, with at least the last of the anions used being regenerated from aausehmassen with ammonium compounds. 3. Verfahren nach Unteransprueh 2, da hirch gekennzeichnet, dass als Regenerations nittel der Anionenaustauschmassen Ammo niumhydroxyd verwendet wird. 3. The method according to sub-claim 2, since hirch characterized in that ammonium hydroxide is used as a regeneration agent for the anion exchange masses. 4. Verfahren nach Patentansprueh, dalurch gekennzeichnet, dass das Speisewasser zuerst dureh Ionenaustauseh aufbereitet wird und ansehliessend die Xletalllionen der noch m Speisewasser verbleibenden unvermeidbaren Salzspuren mittels besonderen zusätzlichen Ionenaustausches überwiegend durch Ammoniumionen ersetzt werden. 4. The method according to patent claim, characterized in that the feed water is first treated by ion exchange and then the metal ions of the unavoidable traces of salt remaining in the feed water are replaced predominantly by ammonium ions by means of special additional ion exchange. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Regenerationsmittel der für den zusätzlichen Ionenaustausch benotigten Anionenaustauschmasse Ammoniumhydroxyd verwendet wird. 5. The method according to dependent claim 4, characterized in that ammonium hydroxide is used as the regeneration agent of the anion exchange mass required for the additional ion exchange. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dÅass das zu reinigende Wasser in einem Basenaustauscher, zu dessen Regenerierung Ammoniumverbindungen verwendet werden, enthärtet und anschliessend zur weiteren Reinigung verdampft wird. 6. The method according to claim, characterized in that the water to be cleaned is softened in a base exchanger, for the regeneration of which ammonium compounds are used, and is then evaporated for further cleaning. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Ammoniumchlorid verwendet wird. 7. The method according to dependent claim 6, characterized in that ammonium chloride is used. 8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasseraufbe reitung durch Ausfällen der Härtebildner mittels einer Ammoniumverbindung und anschlie ssender Verdampfung des enthärteten Speise- wassers erfolgt. 8. The method according to claim, characterized in that the water treatment takes place by precipitating the hardness components by means of an ammonium compound and then evaporating the softened feed water. 9. Verfahren naeh Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass AmmoniumkarboW nat verwendet wird. 9. The method according to dependent claim 8, characterized in that ammonium carbonate is used.
CH329740D 1954-11-01 1954-11-01 Procedure to avoid harmful salt deposition CH329740A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH787099X 1954-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH329740A true CH329740A (en) 1958-05-15

Family

ID=4536663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH329740D CH329740A (en) 1954-11-01 1954-11-01 Procedure to avoid harmful salt deposition

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH329740A (en)
GB (1) GB787099A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1235235A (en) * 1983-04-08 1988-04-12 Solar Turbines Incorporated Water treatment systems

Also Published As

Publication number Publication date
GB787099A (en) 1957-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69403968T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING VOLATILE ACIDS
DE102011012805B4 (en) Treatment of raw brine from seawater desalination plants
DE69501897T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR CLEANING A STEAM
CH624479A5 (en)
EP0051104A1 (en) Process for the treatment of water containing nitrate
DE3935892C2 (en) Method and device for concentrating a liquid containing sulfuric acid and water
DE566153C (en) Method and device for the production of furfural
CH329740A (en) Procedure to avoid harmful salt deposition
DE1519724A1 (en) Process for obtaining a vaporizable liquid from saline solutions
DE1045994B (en) Process for the processing of phosphorus sludge from phosphorus production
DE3625602A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TREATING LIQUID, RADIOACTIVE ATOMIC
CH625015A5 (en)
DE1517384A1 (en) Method and device for distilling sea water
EP1747561B1 (en) Bonding of radioactive iodine in a nuclear reactor
DE1142162B (en) Process for the evaporation of aqueous dipotassium phthalate solutions
CH329390A (en) Process for achieving a relatively harmless deposit of solids in the pipe system of forced steam generators
DE2019731C3 (en) Process for treating sewage sludge to improve its drainage properties and device for carrying out the process
DE580928C (en) Process for evaporation of liquids
DE2037656B2 (en) Process for separating fructose and glucose in an invert sugar solution
DE1517506A1 (en) Recirculation fast still
DE906691C (en) Process for evaporation of liquids
CH330836A (en) Method of reducing the adverse effects of salt deposits
EP0820792A2 (en) Process for removing incrustations in evaporating devices
DE1667719A1 (en) Process for the continuous crystallization of sodium monosulfide
EP0124507A1 (en) Process for obtaining furfural from spent acid liquors in the production of cellulose, and apparatus for carrying out said process