DE4308209A1 - Reinigungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren, insbesondere für eine Komponente, die insbesondere ein Dampferzeuger ist, wobei ein Komplexbildner verwendet wird.

Ein solcher Dampferzeuger kann ein Bestandteil eines Kraftwerkes, z. B. eines Kernkraftwerkes sein.

In der EP 0 198 340 B1 und in der EP 0 273 182 B1 sind Reinigungsverfahren be­ schrieben, die eine Verwendung von Komplexbildnern vorsehen. Das Verfahren der EP 0 198 340 B1 sieht den Einsatz von Ammoniak und Ethylendiamin zur Entfer­ nung von Kupferverbindungen aus einem Behälter, der insbesondere ein Dampfer­ zeuger ist, vor. Dabei wird eine wäßrige Lösung von Ammoniak und Ethylendiamin in den zu reinigenden Behälter gegeben. Dort bilden sich zunächst Ammonium­ komplexe und dann lösliche organische Ethylendiaminchelatkomplexe der vorhan­ denen Kupferverbindungen. Diese Komplexe können danach in einfacher Weise mechanisch entfernt werden. In der EP 0 273 182 B1 ist ein Verfahren zum Entfer­ nen von Eisenoxid aus einem Behälter beschrieben. Dazu wird eine Salzlösung eingesetzt, die aus einer komplexbildenden Säure, einem flüchtigen Alkalisie­ rungsmittel und einem Reduktionsmittel hergestellt ist. Die Salzlösung wirkt alka­ lisch reduzierend. Durch den Einsatz der Salzlösung bilden sich leicht lösliche Ei­ senkomplexe, die in einfacher Weise mechanisch entfernt werden können.

In Wärmetauschern, beispielsweise in Dampferzeugern von Kernkraftwerken, tra­ gen abgelagerte Kupferverbindungen in hohem Maße zur Korrosion bei. Es ist er­ kannt worden, daß die Korrosion dort in vergleichbar hohem Maße auch auf abge­ lagerte Bleiverbindungen zurückzuführen ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren anzugeben, mit dem Bleiverbindungen kostengünstig, effektiv und schnell entfernt werden können.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Komplexbildner ein Salz aus einer komplexbildenden Säure und einem Alkalisierungsmittel in wäßriger Lösung zum chemischen Auflösen einer Bleiverbindung durch Bilden eines Blei­ komplexes verwendet wird und daß danach die entstandene Lösung entfernt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß ein solches Salz als Komplexbildner für die Um­ wandlung von schwerlöslichen Bleiverbindungen in leichtlösliche Bleikomplexe geeignet ist.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß Bleiverbindun­ gen schnell und zuverlässig entfernt werden können. Das Verfahren ist einsetzbar bei der Reinigung von Wärmetauschern oder Dampferzeugern, wo Bleiverbindun­ gen zur Korrosion beitragen. Besonders geeignet ist das Verfahren nach der Erfin­ dung für die Reinigung der Dampferzeuger eines Kernkraftwerkes. Das Verfahren nach der Erfindung kann aber auch an anderer Stelle zum Entfernen von Bleiver­ bindungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann es eingesetzt werden, um Blei­ verbindungen aus mit Schwermetallen verunreinigter Erde zu entfernen.

Als Komplexbildner können beispielsweise Ammonium-EDTA-Salz und/oder Ammonium-PDTA-Salz in wäßriger Lösung verwendet werden. Ammonium- EDTA-Salz ist das Ammoniumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA). Ammonium-PDTA-Salz ist das Ammoniumsalz der Propylendiamintetraessigsäure (PDTA). Mit jedem der genannten Salze erzielt man eine besonders effektive Um­ wandlung von Bleiverbindungen in leichtlösliche Bleikomplexe.

Die wäßrige Lösung von Ammonium-EDTA-Salz und/oder Ammonium-PDTA- Salz hat beispielsweise einen pH-Wert zwischen 8 und 11. Bei einem solchen pH- Wert wird eine besonders gute Komplexbildung erzielt.

Sollten neben Bleiverbindungen auch Kupferverbindungen vorhanden sein, die ent­ fernt werden sollen, kann beispielsweise Ethylendiamin (EDA) zusätzlich zu den für die Entfernung von Bleiverbindungen erforderlichen Chemikalien verwendet werden. Damit wird der Vorteil erzielt, daß nicht nur die Bleiverbindungen in Blei­ komplexe, sondern auch die vorhandenen Kupferverbindungen in Kupferkomplexe umgewandelt werden. Falls nicht ohnehin ein Alkalisierungsmittel vorhanden ist, ist zum chemischen Auflösen einer Kupferverbindung neben EDA auch ein Alkalisie­ rungsmittel notwendig. Ein solches Alkalisierungsmittel kann Ammoniak sein.

Mit der gleichzeitigen Entfernung von Bleiverbindungen und Kupferverbindungen wird der Vorteil erzielt, daß beispielsweise ein Wärmetauscher oder Dampferzeuger in nur einem Reinigungsschritt schnell und zuverlässig von beiden korrosionsför­ dernden Verbindungen befreit werden kann.

Falls an dem zu reinigenden Ort, z. B. in dem zu reinigenden Wärmetauscher oder Dampferzeuger oder in der zu reinigenden Erde, metallisches Blei und/oder Kupfer vorhanden sind, kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß zum Entfemen des metallischen Bleis und/oder Kupfers diese zunächst oxidiert werden und da­ durch in eine Bleiverbindung und/oder Kupferverbindung umgewandelt werden, die dann chemisch aufgelöst werden können. Diese chemische Auflösung erfolgt dann durch die beschriebene Bildung von Bleikomplexen oder Kupferkomplexen. Das Oxidieren des Metalls und das Komplexieren des Oxids können in einem Verfah­ rensschritt geschehen. Während noch vorhandenes Metall oxidiert wird, wird bereits das entstandene Oxid komplexiert.

Hiermit wird der Vorteil erzielt, daß nicht nur Bleiverbindungen und/oder Kupfer­ verbindungen, sondern auch die Metalle selbst, schnell, kostengünstig und effektiv entfernt werden können.

Zum Oxidieren des metallischen Bleis und/oder Kupfers wird beispielsweise Luft zugeführt. Es ist erkannt worden, daß allein der Luftsauerstoff der zugeführten Luft ausreicht, um die Metalle vollständig zu oxidieren.

Die Luft wird beispielsweise kontinuierlich zugeführt. Dazu kann die Luft durch eine Lösung, die mit dem metallischen Blei und/oder Kupfer in Kontakt ist, hin­ durchgeblasen werden. Dadurch kommt der Luftsauerstoff gut mit dem zu oxidie­ renden Metall in Kontakt. Der Sauerstoff kann aber auch auf andere Weise dem Metall zugeführt werden. Mit dem Einblasen von Luft in eine Lösung wird auch der Vorteil erzielt, daß die Lösung gut durchmischt wird, was den Ablauf chemischer Reaktionen in der Lösung beschleunigt.

Die Lösung kann eine zum Auflösen von Blei- und/oder Kupferverbindungen und damit auch von Bleioxid und /oder Kupferoxid geeignete Lösung, insbesondere eine genannte komplexbildende Lösung, sein. Dann wird das aus dem Metall gebildete Oxid sofort aufgelöst.

Statt sauerstoffhaltiger Luft können auch ein anderes sauerstoffhaltiges Gasgemisch oder reiner Sauerstoff eingesetzt werden.

Zum Unterstützen der Oxidation des metallischen Bleis oder Kupfers wird bei­ spielsweise ein Eisen III-Salz zugeführt. In Gegenwart eines Eisen III-Salzes läuft die Oxidation beschleunigt ab.

Beispielsweise wird eine wäßrige Lösung eines Fe(III)-Salzes der EDTA und/oder der PDTA eingesetzt. Es hat sich herausgestellt, daß diese Salze den Oxidations­ vorgang besonders gut beschleunigen.

Das Reinigungsverfahren nach der Erfindung dauert beispielsweise zwischen 4 Stunden und 48 Stunden. Die Dauer ist von der Menge des zu entfernenden Stoffes abhängig. Außerdem ist ein größerer Zeitraum für die Reinigung notwendig, je mehr metallisches Blei oder Kupfer vorhanden ist, die oxidiert werden müssen. Man benötigt vier Stunden, wenn nur wenig Metallverbindung, z. B. Oxid und kein Metall zu entfernen sind, während man, wenn viel zu entfernen ist, und ein großer Metallanteil vorliegt, für die Reinigung bis zu 48 Stunden benötigen kann.

Die Temperatur wird beim Reinigen beispielsweise zwischen 20°C und 100°C ge­ halten. Besonders geeignet ist eine Temperatur von 100°C, weil der Siedevorgang eine Durchmischung einer Reinigungslösung fördert. Insbesondere bei der Reini­ gung von Wärmetauschern oder Dampferzeugern kann jedoch eine niedrigere Tem­ peratur vorgegeben sein, da in der Regel auf eine externe Beheizung verzichtet wird. Die Temperatur in einem zu reinigenden Dampferzeuger kann nach dem Ab­ schalten der Anlage und vor Beginn der Reinigung z. B. 50°C betragen.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß Bleiverbindun­ gen und auch metallisches Blei in einfacher Weise schnell und zuverlässig beseitigt werden können. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht beispielsweise auch das gleichzeitige Entfernen von Bleiverbindungen und Kupferverbindungen sowie vom metallischen Blei und metallischem Kupfer. Das Verfahren kann eingesetzt werden zur Reinigung von Wärmetauschern, insbesondere von Dampferzeugern, die Teil eines Kernkraftwerkes sein können. Das Verfahren kann aber auch zur Reinigung von mit Schwermetallen verunreinigter Erde herangezogen werden. Die Schwermetalle Blei und Kupfer sind in verunreinigter Erde häufig enthalten.

Claims (12)

1. Reinigungsverfahren, insbesondere für eine Komponente, die insbesondere ein Dampferzeuger ist, wobei ein Komplexbildner verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner ein Salz aus einer komplexbildenden Säure und einem Alkalisierungsmittel in wäßriger Lösung zum chemischen Auflösen einer Bleiverbindung durch Bilden eines Bleikomplexes verwendet wird und daß danach die entstandene Lösung entfernt wird.

2. Reinigungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Ammonium EDTA-Salz und/oder Ammonium PDTA-Salz in wäßriger Lösung verwendet wird.

3. Reinigungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung von Ammonium EDTA-Salz und/oder Ammonium PDTA-Salz einen pH-Wert zwischen 8 und 11 hat.

4. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen chemischen Auflösen einer Kupferverbindung EDA verwendet wird.

5. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfemen von metallischem Blei und/oder Kupfer dieses oxidiert und dadurch in eine Bleiverbindung und/oder Kupferverbindung umgewandelt wird und daß die Bleiverbindung und/oder Kupferverbindung chemisch aufgelöst wird.

6. Reinigungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Oxidieren des metallischen Bleis und/oder Kupfers Luft zugeführt wird.

7. Reinigungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich Luft zugeführt wird.

8. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Luft durch eine Lösung hindurchgeblasen wird.

9. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterstützen der Oxidation des metallischen Bleis oder Kupfers ein Eisen-III-Salz zugeführt wird.

10. Reinigungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterstützen der Oxidation des metallischen Bleis oder Kupfers eine Lösung des Eisen III-Salzes der EDTA und/oder der PDTA zugeführt wird.

11. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen vier Stunden und 48 Stunden dauert.

12. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 20°C und 100°C beträgt.