DE1817798A1 - Mittel zur feuerungsseitigen Reinigung von Heizkesseln - Google Patents
Mittel zur feuerungsseitigen Reinigung von HeizkesselnInfo
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Description
Case 3/78-1-3
CH. BDSHEIKGBIt SOHN, Ingelheira am Rhein
Hi ttel zur feuerungoseitigen Reinigung von Heizkesseln
- Aussoheidung aus Patentanmeldung P 18 10 424.0-45 —
Die Erfindung betrifft ein Ilittel zur feuerungsseitigen
Reinigung von Heizkesseln, duroh Absprengung der Verbrennungsrüekstände
mittels Benandlung mit wäßrigen lösungen gaeent*/i
ekelnder Vorbindungen.
Bekanntlich bilden sich im KeeaelInnern von Heizkesseln aus
den Brennstoffen (z.B. Kohle, Koks oder Öl) feste Rückstände,
die teils aus Ruß und Seer, teils aus niohtbrennbaren, anorganischen
AsoherUokständen bestehen. Derartige Ablagerungen
setzen sich in Form von festhaftenden Belägen an den Kesselwandungen bzw. den Wärmeaustauscher-Elementen al) und behindern
Infolge ihrer stark wärtnodämmenden Eigenschaften den Wftrme-
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übergang· Sie führen überdies (bedingt durch den Behalt an
anorganischen Ascherücketänden, z.B. sauren Schwefelverbindungen)
auch zu Korroaionserscheinungen an den metallischen Innenteilen des Kessels. Die regelmäßige Entfernung solcher
Rückstände ist daher unerläßlich.
Die Beseitigung derartiger Ablagerungen erfolgte bisher in der Regel auf mechanischem Wege, d.h. durch Klopfen, Soheuern und
Schaben, wobei auch die Reinigungs- und Spülwirkung wäßrigalkalieoher
Lösungen ausgenutzt wurde. Es ist auch bereits bekannt, derartige wäßrig-alkalisehe Lösungen im Kesselinnern
mittels einer speziellen Vorrichtung unter Druck zu versprühen,
um ao die rein mechanische Reinigung zu erleichtern oder überflüssig
au machen (s. Schweizer Patentschrift Ur. 360 072).
Ale bei dem letztgenannten Verfahren verwendbare, alkalisch
reagierende Substanzen werden Alkali- oder Erdalkalisalze mit
Anlonen schwaoher Säuren (wie z.B. Soda, Natriurablcarbonat,
Srinatriumphosphat etc.) oder auch Alkalihydroxyde empfohlen.
Ea wird dabei mit ziemlich hohen Salzkonzentrationen gearbeitet.
Dadurch ergibt sieh die Gefahr einer stärkeren Ablagerung von Hittelrückatänden, die durch nachfolgende Umsetzung rait sauren
Verbrennungeprodukten korrosive Eigenschaften annehmen und ggf. auch überschüssige Säurekomponenten epelehern können.
Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, benötigen die bekannten
Verfahren auch relativ sehr viel V/asser, da die alkalische Flüssigkeit sowie die Rückstände ja wieder weltgehend aus dem
Kessel entfernt werden sollen.
Aue der französischen Patentschrift 863 574 ist bekannt, bei
der Vorbehandlung metallischer Werkstücke Zunder- und Oxyd-BOhlchten
mit wäßrigen lösungen zu entfernen, die thermisch unter Gasentwicklung zerfallende Stoffen enthalten. Es sind
.10 9 8 8 2/1565 BAD ORIGINAL·
inabesondereaAmmoniuiasalse oder Salze organischer Amine der
Oxalsäure beschrieben. Hoch den Angaben dieser Patentschrift
wird das abgeschreckte, noch heiße Werkstück in die Oxalatlösung getaucht, wodurch sum Seil einer Auflösung der Oxydbsw.
Sunäerochicht aufgrund der Rost- und lletalloscyd entfernenden
Eigenschaften der Oralatlöeung und zum feil eine
Ablösung der Schicht durch thermische Zersetzung des Salsee
bewirkt werden soll. |
Bei diesem Sauehverfahren nach der französischen Patentschrift
063 574 dringt nur ein Seil des gelösten Salzea in die ^
hocherhitzte Oxyd- oder Zunderschicht ein und führt dort zu!
einer Absprengung· Ein nicht unerheblicher Teil des Salzes ■'
zersetzt sich bereits vor dem Bindringen an der heißen Ober<fl3che
und wird somit der weiteren Einwirkung entzogen. Aus
diöooa Grunde werden bmqL· xelativ hohe Salskonzentrationed
von etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent nach den Angaben dieser Patentschrift benötigt.
in der französischen Patentschrift 865 574 vermittelte
läßt sich nicht ohne weiteres auf die Heizkesselreinjgung
ilbQEtragen. OxalSäureverbindungen sind hooh giftige Stoffe),
die der Giftverordnung unterliegen. Zu ihrer Handhabung sind
demnach besondere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich·
vollständige Sersetzung von Oxalaäureverbindungen erfolgt \
unter Eohlonmonoxydbildung. Bei Anwendung von ausschließlich
Osalat© enthaltenden Lösungen sur Heizkesselreinigung ist , \
aoalt swischensQitlioh mit relativ hohen Kohlenmonoxyäkonzeiitrationen
sii rechnen, oin Umstand, der insbesondere bei äelr ,
Reinigung Ton reuerungsaälagQn in geschlossenen Raunen, wege»
der Gofahx ä©2? Schädigung dos Bedienungspersonals opoaielle \
verdient■· ■ ■ \
/4V
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Zwischen Zunder- und Oxydschichten einerseits und feate
Beläge bildenden Verbrennungsablagerungen andererseits beetehen insofern Unterschiede, als erstere endogent d.h.
durch chemische Utawandlung der metallischen Unterlage, letztere dagegen exogen, d.h. durch Ablagerung von in
Rauchgasen enthaltenen Stoffen gebildet werden. Diese unterschiedliche Art der Bildung sowie damit einhergehend der
verschiedenartige Kristallaufbau und -Habitus, des kristalline Ggfüge, die Oberflächenbeschaffenheit, die Porosität und
das Absorptionsvermögen der auf dem Substrat haftenden Überzüge bedingen Unterschiede in Haftvermögen, in der Festigkeit
sowie Härte der Beläge. Schließlich konrnt der unterschiedlichen
chemischen Zusammensetzung der Überzüge eine nicht unerhebliche Bedeutung zu.
Ein weiterer Unterschied besteht in den bei Werkstücken und Heizkesaeleinrichtungen erreichbaren verschiedenen !Temperaturen.
Metallische Werkstücke können ohne Schwierigkeiten so hoch erhitzt werden, daß bei der Behandlung nach dem
Tauchverfahren entsprechend der französischen Patentschrift
863 574 mit einer Aramoniumoxalatlösung eine vollständige
Zersetzung in Ammoniak, Kohlendioxyd, Kohlentaonoxyd und V/asser
eintritt. Die in Heizkeooelwandungen erreichbaren Semperaturen
liegen demgegenüber im allgemeinen sehr viel niedriger, da die WaToäe von der Seite des Wiirraeübertragungsmediums (Wasser,
Dampf) her, ständig gekühlt werden. Diese niedrigeren 2emperatmren
bedingen nicht nur eine verminderte Zersetsungsgesohwindigkeit,
sie können darüber hinaus auch einen andersartigen Verlauf der Zersetzungsreaktion bewirken. In Heizkessoleinrichtungen
besteht daher die Gefahr, daß bei Anwendung von Lösungen, die ausschließlich Oxalate z.B. Anaoniuraoxalat
enthalten, eine unvollständige Zersetzung des Salzes in Ammoniak und schworflüchtige Oxalsäure eintritt Die eioh
auf den liotallwnndungon niederschlagende stark saure OxqI-
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säure verhält sich bekanntlich gegenüber Metallen aggressiv
ιΐϋα ruft dort Korrösionseraeheinungen hervor. Um dieser
Gefahr zu begegnen, wäre es daher hei Verwendung von ausschlieSlich
Oxalat enthaltenden Lösungen unerläßlich, die !feuerungsanlage nach der Reinigung gründlich mit Wasser
auezuapülen.
Aus alledea ergibt sich, daS die Verwendung in der französischen
Patentschrift 863 574 beschriebenen Oxalatlösungen - auch
nach Susats eines Metzmittels - bei der Reinigung von Heizkesselanlagen
liachteile aufweist und außerdem unbefriedigende
Ergebnisse erwarten läßt.
Die USA-Patentschrift 2 419 076 vermittelt die Lehre, kohlenstoffhaltige Ablagerungen in Heizkesseln durch gasentwickelnd·
lösungen zu entfernen· Bei diesen Verfahren des Standes der
Technik werden zunächst die kohlenstoffhaltigen Beläge mit einer Saure getränkt und anschließend eine anorganische
Carbonat- oder Hydrogencarbonatlösung aufgesprüht. Das sich
dabei entwickelnde Xohlendioxyd soll die Absprengung der
Ablagerungen herbeiführen. Diese Art der Heizkesselreinigung hat verschiedene Kachteile· Uach der Lehre der USA-Patentschrift
ist ein Zweikonponenten-System für die Reinigung
erforderlich. Die Einzellösungen müssen vor der Anwendung
streng getrennt gehandhabt werden. Die bei diesem Verfahren verwendete Säure greift die Metallteile der feuerungsanlage
an, bo daß dafür Sorge getragen werden nuß, daß sie mögliohat
schnell neutralisiert oder auf andere Welse entfernt wird.
Die !Tränkung mit Säure und die sich anschließende Behandlung
ölt carbonathaitigen Lösungen muß also kurz hintereinander
erfolgen. Selbst, wenn die Carbonat- oder Hydrogencarbonatlösirag
im Überschuß angewendet wird, kann nioht alt Sicherheit
ausgeschlossen werden, daß nicht an unzugänglichen Stellen der Heizanlage Säurereste zurückbleiben. Auch bei
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dieeera Verfahren wird nit Salzlösungen gearbeitet bzw. entstehen
Salze, die nach der Reinigung extra entfernt werden müssen· Ferner tritt die Gasentwicklung "bei Aufbringen der
Carbonat- oder Hydrogencarbonatlösung bereits an der mit
Säure benetzten Oberfläche der kohlenstoffhaltigen Belüge ein. Die sich dabei bildenden Ga3blasen behindern das Bindringen
der Carbonatlösung in die mit Säure gefüllten Poren und Spalten
der Ablagerungen. Die Gasentwicklung tritt daher vornehmlich an der Oberfläche bzw. den oberen Schichten der Ablagerungen
ein. Die Wirksamkeit der Absprengung der Rückstände ist
™ somit sehr stark beeinträchtigt, da nur ein eohr geringer Teil
des Gases la Innern der Eückstandsmasse gebildet wird·
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war ea, die oben beschriebene
Hachteile auszuschalten durch Verwendung einer Lösung, die
1· eine hohe Hetz- und Penetrationswirkung
2· eine gute Neutralieationcwirlcung
3* eine starke Gasentwicklung bei erhöhter Temperatur und
4· eine geringe Rückstandsbildung aufweist.
Dez Anneldungagegenetand betrifft demgegenüber ein Mittel zur
feuerungsseitigen Heizkesselreinigung durch Absprengung der
" Verbrennungsrückstände mittels Behandlung mit wllßrigen
lösungen gasentwiekelnder Verbindungen, welches dadurch gekennzeichnet
1st, daß es 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent eines Gemisches unter
Gasentwicklung weltgehend zerfallender, vorzugsweise Ammoniak
und Kohlendioxid entwickelnder Verbindungen und 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent
üblicher anionlscher, anphoteror eder nlchtionogener Tenside
in wäßriger Lösung enthält.
Bai den thermisch unter Gasentwioklung zerfallenden Verbindungen
handelt es sich vorzugsweise um Substanzen, die unter
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Atnnioniakentwicklung zerfallen, da auf diese "Weise die erwünschte
Neutral iaationtjwirkung an einfachsten erreicht
wird. Besonders bevorzugt sind dabei Verbindungen, die
thermisch in Ammoniak und Kohlendioxyd zerfallen, wie
beispielsweise Amraoniimoarbonat, Anraoniunbicarbonat, Anmioniuraearbaraat
oder Harnstoff. Es können aber auch Verbindungen
itt Getalsch Verwendung finden, die neben oder anstelle der
genannten Gase andere Gaee entwickeln wie etwa Atnmoniumoxalat,
Aramoniuaformiat oder Anraoniuranitrit. Dies© zuletzt
genannten Verbindungen spielen jedoch nur eine untergeordnete Rolle? sie sind nicht Hauptbeständteil des Verbindungsgemischea,
sondern werden allenfalls neben oder in Verbindung mit in Ammoniak und Kohlendioxyd zerfallenden Stoffen eingesetzt.
Grundsätzlich können gewünaohtenfalls auch solche gasentwickelnden
Substanzen 3m Seaisoh Verwendung finden, die kein.
Ammoniak entwickeln, so z.B. Verbindungen, die alo Treibmittel für die Herstellung von Kunststoffachfiumen dienen.
Es handelt sich dabei um Substanzen, die bei erhöhter Seinpe·*
ratur Stickstoff abspalten wie e.B. Azodicarbonamid, Azobiittersäureiiitril
oder substituierte 9?hi ο triazole. Auch Saitor stoff entv/i ekelnde Verbindungen» wie z.B. Harns to ffperoxydaddukt
können in Betracht, soweit sie neben den Übrigen Komponenten des Reinigungsmittels haltbar sind. Sofern diese
Stoffe Qchwer oder gar nicht waßserloslich sind, können sie
in den Reinigungsmittel auch in feindisperser Form enthalten
sein. Derartige Substanzen werden jedoch nicht allein als gasentwiekelnde Komponente verwendet, sondern höchstens zur
Verstärkung der Gasentwicklung gemeinsam nit den oben bezeichneten
AmnoniuniGalzen.
Bei Verwendung von kein Annonlak entwickelnden Substanzen kann
ein Zusatz von Ammoniak av/oοίαiMßig coin, um eine HentralisationB&irkung
su erreichen» Znäen kann ein Arnnoniakzusata
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auch bei Verwendung von Ammoniak abspaltenden Verbindungen
erfolgen, wenn eine stärkere Alkaliaierung an^03trabt wird,
Ea ist durchaus möglich und kann zwecknäßig sein, verschiedene
!Tenside nebeneinander einzusetzen.
JT Λ
Die Effektivität des erfindungsgeraäSen Mittels kann ferner
auch durch Zusätse gesteigert werden, die einen gewissen Korrosionsechutz der behandelten Metallfeinen herbeizuführen
geeignet Bind, wie etv/a Araaoniusaphosphat oder Sinkphosphat·
Auch 3usätae, die infolge ihrer üxydationswirkung oder auf
katalytischem V/ege die Beseitigung der belagbildenden Ruß-
und Seeranteile unteratUtaen, ftlrdern die Wirksamkeit des
neuen Iüttela. kV& derartige Zusätze seien Ammoniumnitrat oder
Ammoniumohroraat baw. Kupfer- oder 2inksalae (vorzugsweise
in Έοχη ihrer Aramoniakate) genannt. Selbetverstänüli'oU können
diese Zusätze, aoweit sie irdteinander und mit den beiden
obligaten Komponenten des erfindungsgeraäßen Kittels verträglioh
sind, auch, nebeneinander vorhanden sein«
Wenn das erflndungsgeraSäe Mittel aur Anwendung gelangt, genügt
in der Regel ein Tenaidgehalt von 0,1 bis 4 5«, voraitgoweiae
etv/a 0,3 bis 0,7 $. Der behalt an thermisch leicht aereetslichen
Stoffen kann in der gleichen Grüßenordnung liefen. Sr
ist damit wesentlich geringer ale der Gehalt an alkalisch reagierenden Substarcsen bzw. an unter Gesentwicklung verfallenden
Stoffen in den Keseel·· und Oberflächenreiiiigungeraitteln
gemäß des Standee der Technik. Dar Gehalt an nioht
obligaten, jedoch förderlichen Zusätzen kann jeweils unter 1 5$ liegen.
Per Vortrieb dee exflndu£gagemH3en Mittels erfolgt wegen der
damit verbundenen llauir;erspr«.rnio jedoch zweckmäßig in höher
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konzentrierter Lösung, die vom Anwender dann jeweils selbst
auf die vorbeßchriebene Anwenriungskonsentrntion mit V/asser
verdünnen ist.
Der Einsatz des rüttele bei der Heizkesselreinigung" kann wie
folgt durchgeführt- werden:
Die wtißrige Lösung der obengenannten Komponenten wird nach Terdünnung auf die vorgeschriebene Anwenäungskonaentration
in den Heltekeßsel eingesprüht, wofür ein handelsübliches
Sprühgerät ausreichender Leistung (wie es etwa sum Zweck
"der Schädlingsbekämpfung, ira Garten angeboten wi3ö) vollauf
genügt. Die einzubringende Menge richtet sich dabei nach
der Stärke der Ablagerungen, die reichlich und gleichmäßig
durchtränkt v/erden sollen. Danach wird die Heizung wieder in Betrieb genommsn, wobei mit steigender Temperatur die
(mechanisch wirksame) Sasentwicklung der thermisch 2erset
suchen Stoffe in Gang kommt und ein platten- bzw. muschelförmiges
Abplatzen und Absprengen der Beläge herbeiführt· Gleichzeitig werden die sauren Ablagerungsbestandteile
neutralisiert und in Verbindungen umgewandelt, die bei höherer Temperatur - zersetzt oder unaersetzt - weitgehend
fllichtig sind. Das Nachsprühen mit V/asser kann daher auf ein
Minimum beschränkt oder sogar ganz unterlassen werden, ohne daß sich nachteilige Auswirkungen aeigen.
Die Verwendung des erfindungsgenaßen Mittels hat gegenüber
den Vorschlägen des Standes der Technik den Vorteil, daß durch die zunächst erfolgende vollständige Durchtränkung
der Rückstände bei der sich anschließenden Erhitzung die Gasentwicklung nicht mir an der Oberfläche, sondern im gesamt©»
2naenkörp©r des Rückstandsmaos© erfolgt,· eo daß eine
vollständig© Ablösung"von der Tletallunterlage erreicht wird.
Di© sä Qh an die Düsahtränkung aneofoXießencle Eshitßimg braucht
2iotw©sdIg©£w®lB@ sofort erfolgen und si^isch©ß, äen beiden
eM> «te»"·
. MKiKi, „,.fc 109882/15SS
- ίο -
Arbeitsgängen kann eine Pause eingelegt werden, etwa um
auroh eine verlängerte Einwizkungezvit eine bessere Durchtränkung
dickerer Ablagerungen zu erzielen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgercrißen Mittels besteht
darin, daß es nicht nur für die Heiakesselreinicung, sondern
darüber hinaus auch für die Reinigung von gasbetriebenen Heißeinrichtungen s.B. Gasdurchlauferhitzern verwendet werden
kann. Bei dieser Art der Anwendung braucht die Heizvorrichtung, d.h. der Gasbrenner während der Behandlung nicht ausgeschaltet
au werden und die Aufbringung des Mittelο kann sogar bei
eingeschaltetem Brenner erfolgen.
Die folgenden Beispiele erläutern in nicht beschränkender
Weise einige Zusaranensetsungen de3 ©rfindungagenaöön Mittels:
AlkylbenzolBulfonat 12,0 Teile
hanäelsübli ches AüraoniurabicarbonatZ-car-
bonatgeinioch 15»O Teile
Ammoniumphosphat 2,0 Seile
Ammoniumnitrat - 6,0 Teile
Wasser " ad 100,0 Ceil©
Bei der Anwendung wird das vorstehend beschriebene Konsentrat
im Verhältnis 1:25 verdünnt.
AlleyiphenolpolyglykolLither 8,0 Teile
(Allcylgruppe z.B. mit 8 - 16 C-Atomen*
8-14 Hol Äthylenoxyd)
Ammoniumcarbonat techn. 8,0 Teile
/11 18A0 ORIGINAL
109882/1^5
■- Ii -
Organische, bei höherer Temperatur
Stickstoff abspaltende Verbindung
B.B. Aaobisisobiityronitril 6,0 Ceil©
Yerbrennunga-
katalysator ' 6,0 Seile
■ ' ad 100,0 Teile
Bei der Anwendung wird da3 vorstehend beschriebene Konzentrat
ira Verhältnis 1:20 *"»■»«*«««+ '
- Patentansprüche -
109882/1565
Claims (1)
- PatentansprücheΠ..) Mittel zur feuerungsseitigen Heizkesselreinigung durch Absprengung der Verbrennungsrückstänae mittels Behandlung mit wäßrigen Lösungen gasentwiekelnder Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 bis44 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,3 biß 0,7 Gewichtsprozent eines Gemisches unter Gasentwicklung weitgehend zerfallender, -vorzugsweise Ammoniak und Kohlendiosryd entv/iekelnder Verbindungen und 0,1 bis 4 Gewichtoprosent, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent üblicher anionischer, amphoterer oder nichtionogener fenoide in wüßxiger: lösung enthält.?., Kittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zueHtalich noch Korrooionsinhibitoren und/oder die Rußbsw. !Peerverbrennung fördernde Mittel enthält.109882/1565 6AD OWiGINAL
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