DE589963C - Process for dehairing and degassing boiler feed water - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
19. DEZEMBER 1933ISSUED ON
DECEMBER 19, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT!PATENT LETTERING!

KLASSE 85 b GRUPPE loiCLASS 85b GROUP loi

Chemische Fabrik Budenheim Akt.-Ges. in Mainz*) Verfahren zur Enthärtung und Entgasung von KesselspeisewasserChemical factory Budenheim Akt.-Ges. in Mainz *) Process for softening and degassing boiler feed water

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Juli 1931 abPatented in the German Empire on July 14, 1931

Die für den Dampfkessel schädlichsten Bestandteile von natürlichem Wasser sind die Härtebil'dner, die zur Entstehung des wärmestauenden Kesselsteins führen, der Sauerstoff, der den Rostvorgang fördert, sowie die Kohlensäure, die eisenlösend wirkt. Ganz besonders gefährlich ist das Zusammenwirken sämtlicher angeführter Bestandteile des natürlichen Wassers.The most harmful components of natural water for the steam boiler are Hardness constituents, which lead to the formation of the heat-retaining scale, the oxygen, that promotes the rusting process, as well as the carbon dioxide, which has an iron-dissolving effect. Most notably The interaction of all the listed components of the natural is dangerous Water.

to Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die den Zweck haben, den einen oder den anderen der genannten Bestandteile des natürlichen Wassers oder alle gleichzeitig aus dem Wasser zu entfernen. So hat man zur Beseitigung der Härtebildner Fällungsmittel in besonderen Enthärtungsvorrichtungen angewendet und dabei die Entfernung der Fällungen durch Filtration vorgenommen, aber wechselnde Erfolge gehabt, weil die ausgefällten Härtebildner gewöhnlich eine nicht unbeträchtliche Löslichkeit besitzen. Man hat ferner versucht, die Kohlensäure durch Belüftung oder durch Marmorfilter zu entfernen, mußte aber dabei eine erhöhte Sauerstoff aufnähme und beim Marmorfilter auch noch eine Erhöhung des Härtegrades des Wassers in Kauf nehmen. Den Sauerstoff versuchte man durch Filtration über Eisenspäne zu binden; diese verlieren aber durch die sich bildende Rosthaut ihre Wirksamkeit. Es ist auch bereits versucht worden, durch die thermischen Reinigungsverfahren oder durch Arbeiten unter Vakuum möglichst alle schädlichen Bestandteile des Wassers zu erfassen. Sämtliche Verfahren sind wirtschaftlich kostspielig bezüglich Anschaffung der Anlagen, Überwachung und Betrieb.to There are numerous processes known that have one or the other purpose of the mentioned constituents of natural water or all of them at the same time from the water to remove. So you have to remove the hardness builders in special precipitants Softening devices are used and the precipitates are removed by filtration, but had varying successes because of the failed ones Hardness builders usually have a not inconsiderable solubility. One has also tries to remove the carbonic acid through ventilation or marble filters, but had to take up an increased amount of oxygen and accept an increase in the degree of hardness of the water with the marble filter. They tried the oxygen to bind by filtration through iron filings; but these lose through the formation Rust skin their effectiveness. Attempts have also been made by the thermal Cleaning process or by working under vacuum as far as possible all harmful components to capture the water. All processes are economically costly in terms of purchasing the systems, Monitoring and operation.

Gemäß vorliegender Erfindung werden diese Übelstände durch Anwendung des Monoferrophosphates, FeH₄(PO₄)₂ · 2 H₂O, behoben. Dieses nach bekannten Verfahren herstellbare kristallisierte Salz erleidet in wäßriger Lösung eine teilweise Dissoziation unter Freiwerden von Phosphorsäure gemäß der Gleichung .EeH₄ (P O₄J₈ = FeH P O₄+ H₈ P O₄.According to the present invention, these inconveniences are remedied by using the monoferrophosphate, FeH ₄ (PO ₄ ) ₂ · 2 H ₂ O. This crystallized salt, which can be prepared by known processes, undergoes partial dissociation in aqueous solution with the release of phosphoric acid according to the equation .EeH ₄ (PO ₄ J ₈ = FeH PO ₄ + H ₈ PO ₄ .

Ein mit diesem Salz versetztes Wasser nimmt daher saure Reaktion an. Enthält ein solches Wasser Carbonate und Bicarbonate als Härtebildner, so wird die Kohlensäure als schwächere Säure ausgetrieben, wobei ein entsprechender Teil der. Härtebildner als Phosphat gebunden wird. Dieser Vorgang wird durch Erwärmen und Bewegen des Wassers, z. B. in einem Kaskadenvorwärmer, wesentlich unterstützt. Aus der Baustofffrage für die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich keinerlei Schwierigkeiten, da sogar Eisen brauchbar ist, weil bei der Verwendung von Monoferrophosphat auf den Wandungen der Vorrichtung eine Rost-A water mixed with this salt therefore assumes an acidic reaction. Contains one Water carbonates and bicarbonates as hardness builders, so the carbonic acid becomes weaker Acid driven off, with a corresponding part of the. Hardener than phosphate is bound. This process is accomplished by heating and agitating the water, e.g. B. in a cascade preheater, essential supports. From the question of building materials for the devices for carrying out the process there are no difficulties, since even iron is useful because at the use of monoferrophosphate on the walls of the device a rust

*) Von dem Pate'ntsucher ist als der Erfinder angegeben worden;*) The godfather has been named as the inventor;

Dr.-Ing. Guido Hedrich in Budenheim.Dr.-Ing. Guido Hedrich in Budenheim.

schutzschicht von Di- uniTriferrophosphaten entsteht, die aber nur zu Anfang, bis zur Erreichung einer kaum meßbaren Dicke, Phosphat verbraucht, so daß die Schutzschicht zweckmäßig eigens hierfür nach bekannten Verfahren vorher erzeugt wird.Protective layer of di-uni-triferrophosphates is created, but only at the beginning, until it is reached a hardly measurable thickness, consumes phosphate, so that the protective layer expediently for this purpose according to known Procedure is generated beforehand.

Werden nunmehr, je nach Beschaffenheit des Rohwassers, alkalisch wirkende Mittel, wie z. B. Soda, Natronlauge, Alkaliphosphate, alkalisch reagierendes Kesselrückwasser, jedes für sich allein oder mehrere itn Gemisch, dem Wasser hinzugefügt, so fallen nicht nur sämtliche Härtebildner als vollkommen unlösliche Phosphate aus, sondern auch das Eisen.Are now, depending on the nature of the raw water, alkaline agents, such as B. Soda, caustic soda, alkali phosphates, alkaline boiler water, each By themselves or by adding more than one mixture to the water, not all of them fall Hardness components as completely insoluble phosphates, but also iron.

Vor, während und nach diesem Zusatz wird gleichzeitig der im Wasser gelöste Sauerstoff gebunden, da Ferroion gemäß der GleichungBefore, during and after this addition, the oxygen dissolved in the water is released at the same time bound because ferroion according to the equation

- + 2OH- + 2OH

in Ferriion übergeht. Bei dem schon in saurer Lösung recht hohen Reduktionspotentiäl des Ferroions dem Sauerstoff gegenüber, das in alkalischer Lösung noch stärker ist und in Anbetracht dessen, daß das Ferriion als unlösliches Triferriphosphat, FePO₄, bei Vorhandensein von genügenden Mengen alkalisch wirkender Mittel als Ferrihydroxyd, Fe(OH)₈, dem Gleichgewicht entzogen wird, verläuft der Vorgang der Sauerstoffbindung praktisch vollständig. Es ist zweckmäßig, kohlensäurefreie alkalische Mittel anzuwenden, da anderenfalls durch die Umsetzung des Carbonatanteils des alkalisehen Mittels mit Ferriphosphat Kohlendioxyd wieder frei würde.passes into Ferriion. In view of the already high reduction potential of ferric ion compared to oxygen in acidic solution, which is even stronger in alkaline solution and in view of the fact that the ferric ion as insoluble triferriphosphate, FePO ₄ , in the presence of sufficient amounts of alkaline agents as ferric hydroxide, Fe ( OH) ₈ , the equilibrium is withdrawn, the process of oxygen binding is practically complete. It is advisable to use non-carbonated alkaline agents, otherwise the conversion of the carbonate content of the alkaline agent with ferric phosphate would release carbon dioxide again.

Die im \^erlaufe des Prozesses entstehenden Niederschläge werden durch geeignete Maßnahmen bekannter Art von Wasser getrennt. Eine vollkommene Abscheidung ist jedoch nicht erforderlich, da die entstandenen Niederschläge nicht festbrennen, daher keinen Kesselstein bilden können. Ein Übertritt von Ferroverbindungen in den Kessel ist sogar erwünscht, um; den durch Pumpleitungen in das Speisewasser eingeschnüffelten Luftsauerstoff zu binden.Those arising in the course of the process Precipitation is separated from water by suitable measures of a known type. However, complete separation is not necessary, since the precipitates that have formed do not burn, hence none Can form scale. A transfer from Ferro compounds in the boiler is even desirable in order to; that through pump lines into the Feed water to bind oxygen from the air.

AusführungsbeispieleEmbodiments

i. Das Wasser hat 11,45° Gesamthärte, die sich aus o,6° Magnesiahärte und 10,85° Kalkhärte bzw. 2,75° Sulfathärte und 8,70° Carbonathärte zusammensetzt. Außerdem sind im Kubikmeter Wasser 108 g Kohlensäurei. The water has a total hardness of 11.45 ° consists of 0.6 ° magnesia hardness and 10.85 ° lime hardness or 2.75 ° sulfate hardness and 8.70 ° carbonate hardness composed. In addition, there are 108 g of carbonic acid in a cubic meter of water

Bicarbonat-Sauerstoff Bicarbonate oxygen

und freie
enthalten.and free
contain.

Kohlensäure und In jedes Kubik-Carbon dioxide and in every cubic

meter dieses auf etwa 70° erwärmten Wassers werden 668 g Monoferrophosphat unter Rühren oder Bewegen des Wassers vermittels eingeblasenen Dampfes eingetragen. Dabei wird die gebundene Kohlensäure frei gemacht. Sie entweicht mit den Wasserschwaden infolge der schwach sauren Reaktion. Darauf werden 0,5 Liter Natronlauge von 36° Be zugefügt, worauf eine starke Flockung eintritt. Durch die Umsetzung entsteht Trinatriumphosphat, das die Sulfathärte des Wassers ausfällt. Die Flocken, die aus den Phosphaten des Calciums, des Magnesiums und des 3wertigen Eisens bestehen, werden durch Filtration abgetrennt. Das Wasser ist enthärtet auf o° und ist frei von Kohlensäure und Sauerstoff. An löslichen Salzen enthält es Natriumsulfat aus der Sulfathärte und einen geringen Überschuß an Trinatriumphosphat. meters of this water, heated to around 70 °, 668 g of monoferrophosphate are added Stirring or moving the water entered by means of blown steam. Included the bound carbon dioxide is released. It escapes with the water plumes as a result the weakly acidic reaction. Then 0.5 liters of sodium hydroxide solution of 36 ° Be are added, whereupon strong flocculation occurs. The implementation creates trisodium phosphate, that the sulfate hardness of the water precipitates. The flakes made from calcium, magnesium and phosphates of trivalent iron are separated by filtration. The water is softens to 0 ° and is free of carbon dioxide and oxygen. Contains soluble salts there is sodium sulfate from the sulfate hardness and a small excess of trisodium phosphate.

2. Ein Wasser ist durch Kesselwasserrückführung oder durch andere bekannte Enthärtungsmethoden, wie Soda-, Kalksoda o. dgl. auf r,8° Härte vorenthärtet worden; es enthält noch 4,3 g· Lösungsstoffe pro Kubikmeter. Die bei der Vorenthärtung entstandenen Flocken werden, da sie Calciumcarbonat enthalten, abfiltriert. In das geklärte Wasser werden 170 g Monof errophosphat unter Rühren eingetragen, wobei die Kohlensäure aus den restlichen Härtebildnern entweicht und der Sauerstoff durch Übergang der Ferroverbindungen in Fernverbindungen gebunden wird". Nachdem noch 0,251 Natronlauge von 36° Be eingetragen worden sind, werden die Flocken abgeschieden. Das Wasser ist auf o° enthärtet und frei von Sauerstoff.2. A water is produced by recirculation of the boiler water or by other known softening methods, like soda, lime soda or the like, pre-softened to r.8 ° hardness; it contains 4.3 g · solvents per cubic meter. The ones created during the pre-softening Flakes are filtered off because they contain calcium carbonate. 170 g of monophosphate are added to the clarified water entered with stirring, the carbon dioxide from the remaining hardness formers and the oxygen escapes through the transition of the ferrous compounds into long-distance connections is bound ". After 0.251 sodium hydroxide solution of 36 ° Be has been added the flakes are separated out. The water is softened to o ° and free of Oxygen.

Claims (1)

Patentanspruch: .Claim:. Verfahren zur¹ Enthärtung und Entgasung von Kesselspeisewasser, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst dem Wasser Monoferrophosphat und darauf Alkalien bzw. alkalisch reagierende Mittel, wie al- ioo. kaiisches Kesselrückwasser und bzw. oder Alkaliphosphat, zugesetzt werden.Method for ¹ softening and degassing of boiler feed water, characterized in that first the water monoferrophosphate and then alkalis or alkaline agents, such as al- ioo. kaiisches boiler return water and / or alkali phosphate are added.