DE871289C - Agents for preventing foaming in steam generators or evaporators - Google Patents
Agents for preventing foaming in steam generators or evaporatorsInfo
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Description
Mittel zum Verhindern des Schäumens in Dampferzeugern oder Verdampfern Die Erfindung bezieht sich auf schaumzerstörende Massen, die dem Wasser zugesetzt werden, das einem Kochen unterworfen wird, z. B. in Lokomotivkesseln, feststehenden Dampferzeugern, Verdampfern usw., oder die in anderen Fällen dort zugesetzt werden, wo das Kochen von Wasser besonder unter überatmosphärischen Temperatur-und Druckverhältnissen stattfindet, um die Neigung des Wassers zum Schäumen zu verhüten oder zu vermindern und die Kocheigenschaften des Wassers so zu verbessern, daß das Überwallen des Dampferzeugers und das Mitreißen von Kochwasser mit dem Dampf unterbleibt.Preparations for preventing foaming in steam generators or evaporators the Invention relates to foam-destroying masses that are added to the water, which is subjected to cooking, e.g. B. in locomotive boilers, fixed steam generators, Evaporators, etc., or which in other cases are added to where the cooking is done of water especially under superatmospheric temperature and pressure conditions takes place in order to prevent or reduce the tendency of the water to foam and to improve the boiling properties of the water so that overflowing the steam generator and cooking water is not entrained with the steam.
Es ist bekannt, daß das Wasser beim Betrieb von Dampfliesseln, wie z. B. in Eisenbahnlokomotiven, in elektrischen Kraftanlagen u. dgl. oder in anderen Kochanlagen, wo Dampf gebildet wird, z. B. in Verdampfern, selbst wenn es zuerst wenig Neigung zum Schäumen zeigt, bald ein sehr bestimmtes Bestreben zur Schaumbildung entwickelt, sobald die Gesamtmenge der aufgelösten Festbestandteile eine verhältnismäßig hohe Konzentration infolge der Verdampfung erreicht. Dieses Schäumen des Wassers in einem Dampf erzeugenden Kocher ist nicht nur durch eine Ansammlung von verhältnismäßig stabilem Schaum an der Oberfläche des Kochwassers gekennzeichnet, sondern auch durch die Bildung von Wärmeübertragungsflächen im Kocher aus äußerst kleinen Dampfbläschen. Diese kleinen Bläschen zeigen fast keine Neigung, sich miteinander zu verbinden, und der Erfolg ist, daß der ganze Wasserinhalt im Dampferzeuger in Form von sogenanntem »Leichtwasser« angehoben wird, das Jn Wirklichkeit aus einer innigen Mischung von Kochwasser und feinen Dampfbläschen besteht. Sobald dieser Zustand eintritt, werden beträchtliche Mengen von Kesselwasser physikalisch aus den Kesseln oder Verdampfern mit dem Dampf herausgetragen, wodurch Feststoffe in die Dampfleitungen und in das anfallendeKondensat eingeführt werden. Das Mitreißen hat viele Nachteile, da es dazu führt, die Dampfleitungen zu verengen und zu verstopfen, die Ventile zu verstopfen und zu korrodieren, auf den Turbinenschaufeln Ablagerungen zu bilden, die überhitzerrohre zu verstopfen und zu verbrennen und selbst in schweren Fällen die Zylinder und die Kolbenstangen zu beschädigen oder anderweitig den Dampf zur Verwendung ungeeignet zu machen. Dem Mitreißen ist oft wenigstens zum Tdil das Überwallen und überkochen des Wassers zuzuschreiben. It is known that the water when operating steam flows, such as z. B. in railway locomotives, in electrical power plants and the like. Or in others Cooking equipment where steam is generated, e.g. B. in vaporizers, even if it comes first shows little tendency to foam, soon a very definite tendency to foam developed as soon as the total amount of the dissolved solids a proportionately high concentration reached as a result of evaporation. This foaming of the water in a steam-generating cooker is not only proportionate through an accumulation of stable foam on the surface of the cooking water, but also characterized by the formation of heat transfer surfaces in the cooker from extremely small vapor bubbles. These small vesicles show almost no tendency to combine with each other, and the success is that the entire water content in the steam generator in the form of so-called »Light water« is raised, the reality of an intimate mixture of cooking water and consists of fine steam bubbles. Once this condition occurs, it becomes sizeable Quantities of boiler water physically from the boilers or evaporators with the steam carried out, causing solids to enter the steam lines and the resulting condensate to be introduced. The entrainment has many disadvantages as it leads to the steam pipes to constrict and clog, clog and corrode the valves to form deposits on the turbine blades, to clog the superheater tubes and burn and even in severe cases the cylinders and piston rods damage or otherwise render the steam unsuitable for use. To the Carrying away is often, at least at the Tdil, the overflowing and boiling over of the water attributable to.
Versuche sind gemacht worden, das Schäumen und Überwallen durch Regelung des Festbestandteilgehaltes des Wassers zu steuern, z. B. durch reichliches Ablassen des Kessels, d. h. durch ständiges oder periodisches Ablassen eines Teiles des Kochwassers, der den unerwünschten Überschuß von Feststoffen enthält. Es ist auch üblich,- zum Niederschlagen des Schaumes Stoffe durch Einspritzen zuzusetzen, wie z. B. Rizinusöl, Talg u. dgl. Attempts have been made at foaming and overflowing through regulation to control the solids content of the water, e.g. B. by abundant drainage of the boiler, d. H. by continuously or periodically draining part of the cooking water, which contains the undesirable excess of solids. It is also common - for Precipitation of the foam to add substances by injection, such as. B. castor oil, Tallow and the like
Während diese Fettstoffe, insbesondere Rizinusöl, nur geringe Wirksamkeit haben, sind sie andererseits sehr unzulänglich, da sie neue Schwierigkeiten einführenl, die in manchen Fällen schlechter sind als die Zustände, deren Behebung erwünscht war. In erster Linie sind diese Fettstoffe und Glyceride sehr unstabil unter schweren hydrolytischen Bedingungen, wie sie bei der Dampferzeugung auftreten, insbesondere unter höheratmosphärischen Drücken, den entsprechenden hohen Temperaturen und der Alkalinität des kochenden Wassers. Die entstehenden Zersetzungsprodukte, die in dem Kessel verbleiben, erhöhen die schaumbildenden Neigungen des Kesselwassers und sammeln sich zu einem schmutzigen Rückstand, der ein öfteres Waschen des Kessels erfordert. In manchen Fällen haben die auf diese Weise erzeugten Zersetzungsprodukte oder manchmal auch die Stoffe selbst eine bestimmte Flüchtigkeit mit dem Dampf und werden deshalb aus den Dampferzeugern herausdestilliert, so daß sie sich in dem Dampf und dem anfallenlden Kondensat finden. Außerdem sind diese Artem von schaumzerstörenden Mitteln für gewöhnlich von so geringer Wirksamkeit, daß sie in verhältnismäßig großen Mengen verwendet werden müssen, was nicht nur die Ausgaben erhöht, sondern auch die Bedienung der Dampferzeuger. Da die Mittel unstabil sind, ist ihre Wirkung von kurzer Dauer, was das dauernde Zusetzen von verhältnismäßig großen Mengen dieser älteren schaumzerstörenden Mittel notwendig macht.While these fatty substances, especially castor oil, have little effectiveness on the other hand, they are very inadequate as they introduce new difficulties which in some cases are worse than the conditions which it is desired to correct was. First and foremost, these fatty substances and glycerides are very unstable under severe conditions hydrolytic conditions as they occur during steam generation, in particular under higher atmospheric pressures, the corresponding high temperatures and the Alkalinity of the boiling water. The decomposition products formed in remain in the boiler, increase the foaming tendencies of the boiler water and collect to a dirty residue, which requires frequent washing of the boiler requires. In some cases, the decomposition products produced in this way have or sometimes the substances themselves have a certain volatility with the steam and are therefore distilled out of the steam generators so that they are in the Find steam and the resulting condensate. In addition, these are kind of foam-destroying Agents usually of so little efficacy that they are relatively large Quantities have to be used, which not only increases expenditure, but also increases it the operation of the steam generator. Since the remedies are unstable, their effect is of short duration, which means the constant addition of relatively large quantities of these makes older foam-destroying agents necessary.
Der bemerkenswerteste Fortschritt gegenüber der Verwendung der oben beschriebenen fettigen Glyceride war die Entdeckung und Entwicklung bestimmter hochmolekularer Polyamide. Diese schaumzerstörenden Verbindungen überwanden viele der Nachteile der früheren Mittel, insbesondere da sie hochwirksam bei kleinen Mengen und viel widerstandsfähiger gegen Zersetzung waren, so daß ihre wirksame Verwendungs dauer verhältnismäßig lange anhielt. Most notable advancement over using the above The fatty glycerides described was the discovery and development of certain high molecular weight Polyamides. These foam destroying compounds overcame many of the disadvantages of the earlier remedies, especially since they are highly effective on small amounts and a lot were more resistant to decomposition, so that their effective period of use lasted a relatively long time.
Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß eine Reihe von Verbindungen, die als Polyoxyalkylenglykole höheren Molekulargewichtes bezeichnet werden können, sehr wirksam sind, wenn sie als Mittel zur Verhinderung der Schaumbildung und des Uberwallens in Dampferzeugern verwendet werden. Diese Glykole besitzen verschiedene wichtige Eigenschaften gegenüber früher bekannten schaumzerstörenden Massen. Sie sind alle viel wirksamer als die fettigen Glyceride, und viele von ihnen sind wirksamer als die bisher bekannten Stoffe. According to the invention it has been found that a number of compounds which can be referred to as polyoxyalkylene glycols of higher molecular weight, are very effective when used as anti-foaming agents and des Uberwallens can be used in steam generators. These glycols have different ones important properties compared to previously known foam-destroying compounds. she are all much more effective than the fatty glycerides, and many of them are more effective than the previously known substances.
Ferner sind diese Glykole unter Betriebsbedingungen stabiler gegen Zersetzung als die Glyceride oder Polyamide, so daß eine wesentlich verlängerte Wirksamkeitsdauer der Schaumverhütung erzielt wird.Furthermore, these glycols are more stable to under operating conditions Decomposition than the glycerides or polyamides, so that a much prolonged Effectiveness of the foam prevention is achieved.
Im allgemeinen sind sie schneller in dem dem Dampferzeuger zugeführten Wasser dispersierbar als die bekannten Stoffe. Ein,-weiterer Vorteil der Polyoxyalkylenglykole ist, daß sie Flüssigkeiten oder wachsartige Stoffe niederen Schmelzpunktes sind, die bei gewöhnlichen Temperaturen sich schnell auflösen.In general, they are faster in that supplied to the steam generator Water dispersible than the known substances. Another advantage of the polyoxyalkylene glycols is that they are liquids or waxy substances with a low melting point, which dissolve quickly at ordinary temperatures.
Die bevorzugten Polyoxyalkylenglykole, die bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden, können dargestellt werden durch die Formel H(O C, H2n)x H, in der n gleich 2 oder 3 ist oder beide Werte haben kann und x einen Wert von 20 oder höher hat. The preferred polyoxyalkylene glycols used in performing the Invention used can be represented by the formula H (O C, H2n) x H, in which n is 2 or 3 or can have both values and x has a value of 20 or higher.
Solche Verbindungen umfassen also auch Polyoxyäthylenglykole, Polyoxypropylenglykole und Polyoxyalkylenglykole, in denen dile Alkylengruppen sowohl Äthylen und Propylen in irgendeiner Menge sowie in zufälliger oder unregelmäßiger Folge mit Bezug aufeinander in der Polyoxyalkylenkette enthalten.Such compounds also include polyoxyethylene glycols, polyoxypropylene glycols and polyoxyalkylene glycols in which the alkylene groups contain both ethylene and propylene in any amount and in random or irregular sequence with respect to one another contained in the polyoxyalkylene chain.
Damit die Polyoxyalkylenglykole die Eigenschaft besitzen, das Schäumen und Überwallen der Dampferzeuger wirksam zu verhüten, sollten sie von verhältnismäßig hohem Molekulargewicht sein. Obwohl der niedere Grenzwert des Molekulargewichtes etwas mit dem Verhältnis der Äthylengruppe zu der Propylengruppe in der Polyoxyalkylenkette schwankt, liegt er im allgemeinen in der Nähe von etwa 6000, sobald das Glykol ein Polyoxyäthylenglykol. ist, und in der Nähe von 1000, sobald das Glykol ein Polyoxypropylenglykol ist. Sobald die Alkylengruppen in der Polyoxyalkylenkette aus Äthylen und Propylen bestehen, liegt der untere Grenzwert des Molekulargewichtes zwischen I000 und 6000. So that the polyoxyalkylene glycols have the property of foaming and to prevent overflowing the steam generator effectively, they should be out of proportion be high molecular weight. Although the lower limit of the molecular weight something with the ratio of the ethylene group to the propylene group in the polyoxyalkylene chain fluctuates, it is generally in the vicinity of about 6000 once the glycol is on Polyoxyethylene glycol. is, and close to 1000 once the glycol is a polyoxypropylene glycol is. Once the alkylene groups in the polyoxyalkylene chain from ethylene and propylene exist, the lower limit of the molecular weight is between 1000 and 6000.
Allgemein kann gesagt werden, daß die Polyoxyalkylenglykole, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden, sich dadurch kennzeichnen, daß sie ein Molekulargewicht von wenigstens I000 haben. Die schaumzerstörenden Verbindungen, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden, können auch als Nicht-Ionenverbindungen bezeich- net werden, da sie keine icnisierbaren Gruppen enthalten, wie z. B. Carboxy- oder Sulfongruppen. Generally it can be said that the polyoxyalkylene glycols, the are used for the purpose of the invention, are characterized by the fact that they have a molecular weight of at least 1000. The foam-destroying compounds which are used for the purpose of the invention can also be used as non-ionic compounds denoting net, since they do not contain any icnisable groups, such as B. carboxy or sulfone groups.
Die Polyoxyalkylenglykole der Erfindung sind bereits bekannt und die verschiedenartigen Verfahren zu ihrer Herstellung sind den Fachleuten verständlich. The polyoxyalkylene glycols of the invention are already known and the various methods of making them will be understood by those skilled in the art.
Spezifische Bei spiele von Polyoxyalkylenglykol, die zur Durchführung der Erfindung geeignet sind, sind I. eine handelsübliche Sorte von Polyoxypropylenglykol von durchschnittlichem Molekulargewicht 6000 bis 7500 mit einem Gefrierpunkt von 58 bis 620 C und einer Viskosität bei 990 C von 6000 bis 7500 Saybolt-Sekunden (S.U.S.); 2. ein Polyoxyalkylenglykol, das Äthylenoxyd und Propylen oxyd in der Polyoxyalkylenkette in einem Gewichtsverhältnis von annähernd 3 : I enthält und eine Viskosität bei 380 C von annähernd 63 ovo ; S. U. S. hat; 3. ein Polyoxyalkylenglykol, das Äthylenoxyd und Propylenoxyd in der Polyoxyalkylenkette in einem Gewichtsverhältnis von annähernd 3 : I und einer Viskosität bei 3SO C von annähernd 3000 S. U. S. sowie ein Molekulargewicht von annähernd 7000 hat und 4. Polyoxypropylenglykole von annähernden Durchschnittsmolekulargewichten von IOOO, 1200, 2000 bzw. 3000. Specific examples of polyoxyalkylene glycol that are used to carry out of the invention are I. A commercial grade of polyoxypropylene glycol of average molecular weight 6000 to 7500 with a freezing point of 58 to 620 C and a viscosity at 990 C of 6000 to 7500 Saybolt seconds (S.U.S.); 2. a polyoxyalkylene glycol, the ethylene oxide and propylene oxide in the polyoxyalkylene chain in a weight ratio of approximately 3: I and a viscosity at 380 C of approximately 63 ovo; S. U. S. has; 3. a polyoxyalkylene glycol, ethylene oxide and propylene oxide in the polyoxyalkylene chain in a weight ratio of approximately 3: I and a viscosity at 30 ° C. of approximately 3000 S.U. S. and a molecular weight of approximately 7,000; and 4. has polyoxypropylene glycols of approximate average molecular weights from 10000, 1200, 2000 and 3000 respectively.
Die hier beschriebenen Stoffe können Flüssigkeiten oder niedrigschmelzenlde, wachs ähnliche Feststoffe sein und d können sich in kaltem Wasser vollständig oder nur teilweise lösen. In letzterem Falle werden sie verhältnismäßig leicht dispersiert in dem Speisewasser mittels zusätzlicher Dispersionsmittel, die später beschrieben werden. Alle diese Stoffe sind ziemlich unlöslich in heißem Wasser. Die Erscheinung, daß die Löslichkeit in Wasser mit zunehmender Temperatur desselben abnimmt, ist für Verbindungen dieser Klasse kennzeichnend, die mehrfache Ätherbindungen enthalten und in denen das Verhältnis von Ätherbindungen zu Kohlenstoff genügend stark ist, der schwachen Wasserstoffbindewirkung des Äthersauerstoffes zu ermöglichen, die Wasserlöslichkeit zu geben. The substances described here can be liquids or low-melting wax-like solids and d can be completely or in cold water only partially solve. In the latter case they are relatively easily dispersed in the feed water by means of additional dispersants, which will be described later will. All of these substances are quite insoluble in hot water. Appearance, that the solubility in water decreases with increasing temperature of the same, is indicative of compounds of this class that contain multiple ether bonds and in which the ratio of ether bonds to carbon is sufficiently strong, the weak hydrogen bonding effect of the ether oxygen to enable the To give water solubility.
Die Mengen an schaumzerstörendem Mittel, die verwendet werden, um das Schäumen von Wasser in Dampferzeugern zu unterbinden, hängen von verschiedenen Faktoren ab, unter denen sich befinden der Prozentsatz der Feststoffe in der schaumbilden, den Flüssigkeit, die Alkalinität, die Temperatur, der Druck, die Art und der Grad des Umlaufes in dem Dampferzeuger, die Geschwindigkeit der Dampferzeugung und die Menge des zu zerstörenden Schaumes. Es ist deshalb unmöglich, feste Regeln aufzustellen, um die benötigte Zugabemenge eines schaumzerstörenden Mittels anzugeben. Die benötigten Mengen der Polyoxyalkylenglykole sind jedoch außergewöhnlich gering. Für viele Zwecke haben Mengen in dem Bereich von o,ooo65 g (o,oI grain) je 4,54 1 bis 0, OOI3 g (0,02 grain) je 4,541 im Speisewasser sich als wirksam erwiesen. The amounts of foam destroying agent that are used to make Stop the foaming of water in steam generators depend on different Factors among which are the percentage of solids in the foam forming, the liquid, the alkalinity, the temperature, the pressure, the type and the degree of the circulation in the steam generator, the speed of steam generation and the Amount of foam to be destroyed. It is therefore impossible to establish firm rules to indicate the required amount of foam-destroying agent. The necessities However, amounts of the polyoxyalkylene glycols are extremely small. For many purposes have amounts in the range of o, ooo65 g (o, oI grain) each 4.54 1 to 0.02 g (0.02 grain) per 4,541 in the feed water proved to be effective.
Allgemein kann gesagt werden, daß Mengen höher als 0,0065 g je 4,54 1 im Speisewasser selten erforderlich sind.Generally it can be said that amounts higher than 0.0065 g per 4.54 1 are rarely required in the feed water.
Um die bemerkenswerte Wirksamkeit der Polyoxyalkylenglykole der Erfindung zu erläutern, wird das Verfahren über die Erprobung ihrer schaumzerstörenden Wirkung im Laboratorium nachstehend beschrieben, und es werden beispielsweise Daten gegeben. To the remarkable effectiveness of the polyoxyalkylene glycols of the invention To explain, the procedure is about testing its foam-destroying effect in the laboratory is described below and, for example, data is given.
Im Laboratorium wurde der Versuchskessel verwendet, wie er in der Veröffentlichung »Solid Matter in Boiler Water Foaming« durch Foulk und B r i 11 in der Zeitschrift »Industrial and Engineering Chemistry« Bd. 27, S. 1430 bis 1435 beschrieben ist. Der Kessel war ausgerüstet mit Schaugläsern auf jeder Seite des Dampfraumes, so daß die Zustände im Kessel in einer Zone mehrere Zentimeter oberhalb und' unterhalb des normalen Wasserspiegels beobachtet werden konnten, während der Kessel im Betrieb unter Druck stand. Der Kessel war auch mit einem automatischen Wasserstandsregler ausgerüstet, der den Wasserspiegel innerhalb eines Bereiches von plus/minus I mm hielt. In the laboratory the test boiler was used as it is in the Publication "Solid Matter in Boiler Water Foaming" by Foulk and B r i 11 in the journal "Industrial and Engineering Chemistry" Vol. 27, pp. 1430-1435 is described. The kettle was fitted with sight glasses on each side of the Steam room, so that the conditions in the boiler in a zone several centimeters above and 'could be observed below normal water level during the Boiler was under pressure during operation. The boiler was also with an automatic Equipped with water level regulator that controls the water level within an area of plus / minus I mm.
In den unten beschriebenen, Versuchsreihen wurde ein Speisewasser verwendet, das die folgende Zusammensetzung hatte, ausgedrückt in Gewichtsteilen je Million: Calciumhärte (als CaCO3) 154,0 Magnesiumhärte (als CaCO3) 154,0 Alkalinität (Methylorange) (als CaCO3) 726,0 Natriumchlorid (als NaCl) 85, Natriumsulfat (als Na2 SO4) 7I8, O Gerbstoffextrakt, trocken 34,2 Zu diesem Speisewasser wurde die schaumzerstörende Masse der Art und der in dem jeweiligen Versuch angeführten Menge zugesetzt. Das Wasser wurde dann allmählich in dem Versuchskessel durch Verdampfung mit einer Geschwindigkeit von 27,21 je Stunde-bei einem Druck von I8 kg/cm2 am Manometer verdampft. Eine dauerndle Aufzeichnung wurde gemacht von der relativen Leitfähigkeit des Kondensats von dem Kessel und dauernde Beobachtungen wurden von der Art des Kochens und der Menge des Schaumes, wie er durch die Schaulöcher gesehen wurde, aufgezeichnet. Sobald das schaumzerstörende Mittel, das auf diese Weise ständig mit dem Speisewasser eingeführt wurde, nicht mehr weiter die durch die Konzentration der aufgelösten Feststoffe in dem Kesselwasser hervorgerufene Neigung zum Schäumen überwinden konnte, wurde die Schaumhöhe so groß, daß Kesselwasser aus dem Kessel mit dem Dampf herausgerissen wurde. Dieser Endpunkt des Versuches wurde sowohl durch Beobachtung durch die Schaugläser hindurch als auch besonders durch das plötzliche Ansteigen der Leitfähigkeit des Dampfes bestimmt, wie die ständige Aufzeichnung anzeigte. An diesem Endpunkt wurde eine Probe des Kesselwassers aus dem Kessel entnommen, und analysiert. In the test series described below, a feed water was used, which had the following composition in terms of parts by weight per million: calcium hardness (as CaCO3) 154.0 magnesium hardness (as CaCO3) 154.0 alkalinity (Methyl orange) (as CaCO3) 726.0 sodium chloride (as NaCl) 85, sodium sulfate (as Na2 SO4) 7I8, O tannin extract, dry 34.2 The foam-destroying mass of the type and the amount specified in the respective experiment added. The water was then gradually evaporated into the experimental kettle at a speed of 27.21 per hour - at a pressure of 18 kg / cm2 on the manometer evaporates. A continuous record was made of the relative conductivity of the condensate from the boiler and continuous observations were made on the nature of the Boiling and the amount of foam as seen through the peepholes, recorded. As soon as the foam-destroying agent working this way constantly was introduced with the feed water, no longer the result of the concentration the tendency of the dissolved solids in the boiler water to foam could overcome, the foam height was so great that boiler water from the boiler was torn out with the steam. This endpoint of the experiment was achieved by both Observation through the sight glasses and especially through the sudden Increase in the conductivity of the steam determines how the constant record indicated. At this end point, a sample of the boiler water was taken from the boiler, and analyzed.
Der Wirkungsgrad des schaumzerstörenden Mittels wurde in Zahlen der Konzentration der aufgelösten Gesamtfestteilchen ausgedrückt, deren Vorhandensein das schaumzerstörende Mittel im Kessel zuließ. Eine hohe Zahl der aufgelösten Gesamtfestteile zeigte ein wirksames Schaumzerstörungsmittel an.The efficiency of the foam destroying agent was in numbers of Concentration of total dissolved solids expressed, their presence the foam-destroying agent allowed in the kettle. A high number of total solids dissolved indicated an effective foam destroyer.
Ohne Zusatz von schaumzerstörendem Mittel erfolgte ein Mitreißen des Speisewassers bei einem Gesamtwert von aufgelösten Feststoffen in Höhe von etwa II g je 4,54 1.Without the addition of foam-destroying agents took place an entrainment of the feed water at a total value of dissolved solids in the amount of about II g per 4.54 1.
Versuch I Der als schaumzerstörendes Mittel bei diesem Versuch verwendete Stoff war »Carbowax 6000« (Warenzeichen), das oben bereits beschrieben ist. Trial I That used as a foam destroyer in this trial The fabric was "Carbowax 6000" (trademark), which has already been described above.
Der Stoff war vollständig in dem Speisewasser löslich bei Raumtemperatur und wurde dem Speisewasser in Form einer wäßrigen Lösung genügender Menge zugesetzt, um eine Konzentration des Polyoxyäthylenglykols im Speisewasser von o,o855 Teilen je Million ohne weitere Verdünnung des Speisewassers zu geben. Das Mitreißen erfolgte erst, wenn die Gesamtmenge der aufgelösten Feststoffe in dem Kesselwasser 114 g je 4,541 betrug.The fabric was completely soluble in the feed water at room temperature and a sufficient amount was added to the feed water in the form of an aqueous solution, a concentration of polyoxyethylene glycol in the feed water of 0.0855 parts per million without further dilution of the feed water. The dragging took place only when the total amount of dissolved solids in the boiler water is 114 g each was 4.541.
Versuch II Ein Polyoxypropylenglykol vom Durdschnittsmolekulargewicht von annähernd 1200 wurde in eine trockene, pulverförmige Form wie folgt übergeführt: 3 g des Glykols wurden gemischt mit I g und I g Oleinsäure. Das erhaltene flüssige Gemisch wurde innig gemischt durch Mahlen mit 95 g eines trockenen, pulverförmigen Ligninderivates, wie es in der Kesselwasserbehandlung allgemein verwendet wird und hergestellt wird durch Desulfonierung und teilweiser Depolvmerisation von Natriumligninsulfonat durch Behandeln mit wäßrigem Alkali bei höheren Temperaturen. Experiment II An average molecular weight polyoxypropylene glycol of approximately 1200 was converted to a dry, powdery form as follows: 3 grams of the glycol were mixed with 1 gram and 1 gram of oleic acid. The obtained liquid Mixture was intimately mixed by grinding with 95 g of a dry, powdery Lignin derivatives, as they are commonly used in boiler water treatment and is produced by desulfonation and partial depolmerization of sodium lignosulfonate by treating with aqueous alkali at higher temperatures.
Dieser Stoff zeigt eine ausgezeichnete Dispersionswirkung auf den Polyoxypropylenglykol, übt aber an sich keine schaumzerstörende Wirkung aus. Die sich ergebende trockenerscheinende, pulverförmige Masse die 3 Gewichtsteile des Glykols enthält, wurde dem Speisewasser in einer Menge von 8, 55 Teilen je Million zugesetzt, was eine Konzentration des Glykols von 0,257 Teilen je Million in dem Speisewasser ergab. Dies ermöglichte eine Konzentration an aufgelösten Gesamtfestteilchen in dem Kesselwasser von 36 g (562 grain) je 4,54 1, ehe ein Mitreißen erfolgte.This substance shows an excellent dispersing effect on the Polyoxypropylene glycol, but does not in itself have a foam-destroying effect. the resulting dry-appearing, powdery mass the 3 parts by weight of the Containing glycol was added to the feed water in an amount of 8.55 parts per million added, giving a concentration of the glycol of 0.257 parts per million in the Feed water yielded. This allowed for a concentration of total dissolved solids in the boiler water of 36 g (562 grain) each 4.54 l before being carried away.
Versuch III »Ucon« flüssig 75-H-63 ooo (Warenzeichen), das oben näher beschrieben worden ist, wurde in dem Speisewasser bei einer Zugabe von o, o427 Teilen je Million aufgelöst. Das ermöglichte eine Konzentration an aufgelösten Gesamtfestteilchen in dem Kesselwasser von 82 g je 4.54 1, ehe ein Mitreißen erfolgte. Experiment III "Ucon" liquid 75-H-63 ooo (trademark), see above in more detail has been described, was in the feed water with an addition of 0.0427 parts per million resolved. This allowed for a concentration of total dissolved solids in the boiler water of 82 g each 4.54 l before entrainment occurred.
Versuch IV »Ucon« flüssig 75-H-3000 (Warenzeichen), das oben beschrieben worden ist, wurde in Äthanol bei einer Konzentration von 64,8 mg je IOO ml Lösung aufgelöst. Eine genügende Menge von Äthanollösung wurde dem Speisewasser zugegeben, um eine Konzentration von Polyoxyalkylenglykol im Speisewasser von o, ogss Gewichtsteilen je Million zu geben. Dies ermöglichte eine Konzentration an aufgelösten Gesamtfestteilchen im Kesselwasser von 30 g je 4, 54 1, ehe ein Mitreißen erfolgte. Experiment IV "Ucon" liquid 75-H-3000 (trademark) described above has been, was in ethanol at a concentration of 64.8 mg per 100 ml of solution dissolved. A sufficient amount of ethanol solution was added to the feed water, a concentration of polyoxyalkylene glycol in the feed water of o, ogss parts by weight to give every million. This allowed for a concentration of total dissolved solids in the boiler water of 30 g each 4.54 l before it was carried away.
Versuch V Ein Polyoxypropylenglykol von durchschnittlichem Molekulargewicht von annähernd 2000 wurde durch Mahlen innig gemischt mit dem im Versuch II beschriebenen entschwefelten Ligninderivat in dem Verhältnis von 3 Gewichtsteilen Glykol zu 97 Gewichtsteilen Ligninderivat. Die anfallende, trockenaussehende, pulverförmige Masse war schnell dispersierbar in dem Speisewasser, um eine stabile Dispersion zu geben. Die Masse wurde in einer Konzentration von 4,27 Teilen je Million in dem Speisewasser verwendet, was eine Konzentration des Polyoxypropylenglykols in dem Speisewasser von 0,128 Gewichtsteilen je Million ergab. Experiment V An average molecular weight polyoxypropylene glycol of approximately 2000 was intimately mixed with that described in Experiment II by grinding desulfurized lignin derivative in the ratio of 3 parts by weight of glycol to 97 Parts by weight of lignin derivative. The resulting, dry-looking, powdery mass was quickly dispersible in the feed water to give a stable dispersion. The mass was at a concentration of 4.27 parts per million in the feed water used, which is a concentration of the polyoxypropylene glycol in the feed water of 0.128 parts per million by weight.
Dies ermöglichte eine Konzentration an aufgelösten Gesamtfeststoffteilchen im Kesselwasser von 174 g je 4,54 1, ehe ein Mitreißen erfolgte.This allowed for a concentration of total dissolved particulate matter in the boiler water of 174 g each 4.54 l before being carried away.
Versuch VI Ein Polyoxypropylenglykol von durchschnittlichem Molekulargewicht von annähernd 3000 wurde in eine trockene, gepulverte Masse in der gleichen Art und Weise sowie den Verhältnissen eingelagert, wie unter Versuch V beschrieben. Die erhaltene schnell in Wasser dispersierbare Masse wurde dem Speisewasser bei einer Zugabe von 2,84 Gewichtsteilen je Million zugesetzt, was eine Konzentration des Polyoxypropylenglykols im Speisewasser von o,oS55 Gewichtsteilen je Million ergab. Run VI An average molecular weight polyoxypropylene glycol of approximately 3000 was put into a dry, powdered mass in the same manner and manner as well as the conditions as described under experiment V. The mass that was quickly dispersible in water was added to the feed water added to an addition of 2.84 parts per million by weight, which is a concentration of the polyoxypropylene glycol in the feed water of o, oS55 parts by weight per million revealed.
Dies ermöglichte eine Konzentration von aufgelösten Gesamtfestteilchen im Kesselwasser von annähernd 130 g je 4,541, ehe ein Mitreißen erfolgte.This allowed for a concentration of total dissolved solids in the boiler water of approximately 130 g each 4.541 before entrainment occurred.
Eine der Schwierigkeiten bei der Verwendung von schaumzerstörenden Stoffen besteht darin, sie in das Wasser in kleinen abgemessenen Mengen einzuführen, so daß ihre höchste Wirksamkeit zur Geltung kommt. Obwohl die erfindungsgemäß verwew deten Polyoxyalkylenglykole in kaltem Wasser leicht löslich sind, sind andere nicht vollständig löslich und müssen zur Verwendung schnell dispersierbar gemacht werden. Flüssigkeiten, Wachse und hergestellte Emulsionen sind geeignet zum Zusatz zum Speisewasser, das bei Lokomotiven und anderen Kraftanlagen verwendet wird. Es ist deshalb ein weiteres Ziel der Erfindung, die Polyoxyalkylenglykole in Verbindung mit anderen Wasserbehandlungschemikalien in einer pulverförmigen oder brikettierten Form zu schaffen, die leicht und bequem dem Wasser zugesetzt werden kann und in dem Wasser schnell ohne iibermäßiges Rühren oder Mischen dispersiert werden kann. One of the difficulties with the use of foam destroying Substances consists in introducing them into the water in small measured amounts, so that their highest effectiveness comes into play. Although the inventively used Some polyoxyalkylene glycols are easily soluble in cold water, others are not completely soluble and must be made quickly dispersible for use. Liquids, waxes and manufactured emulsions are suitable for addition to the feed water, used in locomotives and other power plants. It is therefore a Another object of the invention, the polyoxyalkylene glycols in conjunction with others Water treatment chemicals in a powdered or briquetted form create that can be easily and conveniently added to and in the water can be dispersed quickly without undue agitation or mixing.
Die bei der Durchführung der Erfindung verwendeten Polyoxyalkylenglykole können alle in trockene pulverförmige Stoffe eingelagert werden, wie in pulverförmige Gerbstoffe, Natriumligninsulfonate, in das in Versuch II beschriebene desulfonierte Lignin, Sodaasche, in verschiedene Orthophosphate und Polyphosphate. Wenn es auch etwas von dem gewählten pulverförmigen Absorptionsmittel abhängt, können Mengen der Polyoxyalkylen- glykole im Bereich von 5 bis IO6/o der Gesamtmenge leicht eingelagert werden, um ein trockenaussehendes, pulverförmiges Erzeugnis zu geben. Durch Verwendung geeigneter Bindemittel und anderer bekantiter Techniken können diese Massen auch brikettiert werden. The polyoxyalkylene glycols used in the practice of the invention can all be stored in dry powdery substances, as in powdery ones Tannins, sodium lignosulfonates, in the desulfonated described in Experiment II Lignin, soda ash, into various orthophosphates and polyphosphates. If it does Depending somewhat on the powdered absorbent chosen, quantities can be used the polyoxyalkylene glycols in the range from 5 to 10 6 / o of the total easily stored to produce a dry-looking, powdery product give. By using suitable binders and other known techniques these masses can also be briquetted.
Die vorstehend besehriebenen trocken aussehenden Produkte sind leicht und vollständig in Wasser dispersierbar, sobald die Polyoxyalkylenglykole selbst löslich oder dispersierbar sind. Sobald Polyoxyalkylenglykole verwendet werden, die im wesentlichen unlöslich in Wasser sind, wie z. B. die in den Beispielen II, V und VI beschriebenen Erzeugnisse, geben auch diese Stoffe durch das beschriebene Verfahren trocken aussehende Massen. sobald ein Dispersionsmittel in Verbindung mit ihnen verwendet wird. Tatsächlich haben viele der üblichen Wasserbehandlungschemikalien von Gerb- oder Ligninart eine genügend kräftige Dispersierfähigkeit, um die unlöslichen Polyoxyalkylenglykole in Form einer verhältnismäßig stabilen wäßrigen Dispersion leicht zu dispersieren. Wo es nicht erwünscht ist. Gerbstoffe oder Ligninderivate in solchen Mengen zu verwenden. daß sie als Dispersionsmittel für die Polyoxyalkylenglykole wirken, kann eine kleine Menge Seife, wie z. B. die Alkalimetallseifen von Oleinsäure oder Tallöl oder ein sulfoniertes Ö1 ; 1 mit guten Erfolgen verwendet werden. Die erforderliche Seifen- oder Sulfonatmenge ist nicht groß genug, um die kräftige, schaumzerstörende Wirkung der Polyoxyalkylenglykole zu stören oder den Kessel zu verschmutzen. The dry looking products described above are lightweight and completely dispersible in water as soon as the polyoxyalkylene glycols themselves are soluble or dispersible. As soon as polyoxyalkylene glycols are used, which are essentially insoluble in water, e.g. B. those in Examples II, V and VI described products, also give these substances through the described Process dry looking masses. once a dispersant in contact is used with them. In fact, many of the common water treatment chemicals have of the tannin or lignin species have a sufficiently strong dispersibility to remove the insoluble ones Polyoxyalkylene glycols in the form of a relatively stable aqueous dispersion easy to disperse. Where it is not wanted. Tannins or lignin derivatives to use in such amounts. that they are used as dispersants for the polyoxyalkylene glycols a small amount of soap, such as soap, may work. B. the alkali metal soaps of oleic acid or tall oil or a sulfonated oil; 1 can be used with good results. the required amount of soap or sulfonate is not large enough to foam-destroying effect of the polyoxyalkylene glycols or to disrupt the boiler pollute.
Im allgemeinen können die Polyoxyalkylenglykole der Erfindung in der Form von trockenaussehenden, pulverförmigen oder brikettierten Massen hergestellt werden, die leicht und vollständig in Wasser durch wenig Rühren dispersierbar sind, indem sie mit oder ohne Dispersionsmittel, wie Seife oder sulfoniertem Öl, in verschiedene Gerbstoffe, Lignine oder andere pulverförmige Chemikalien entweder allein oder in Kombination eingelagert werden. Die wenigen Beispiele dieser Massen, die in den Versuchen II, V und VI beschrieben wurden, waren trocken sowie frei fließend und waren leicht in Wasser in Konzentrationen von 3 bis 5 O/o oder größer dispersierbar, wobei sich Dispersionen von ausgezeichneter Stabilität ergaben, aus denen keine Trennung des schaumzerstörenden Bestandteiles in annähernd 24 bis 48 Stunden erfolgte. In general, the polyoxyalkylene glycols of the invention can be used in in the form of dry-looking, powdery or briquetted masses which can be easily and completely dispersed in water with little stirring, by making them with or without dispersing agents, such as soap or sulfonated oil, in various Tannins, lignins, or other powdered chemicals either alone or in Combination can be stored. The few examples of these masses found in the Experiments II, V and VI described were dry as well as free flowing and were easily dispersible in water in concentrations of 3 to 5% or greater, resulting in dispersions of excellent stability, none of which Separation of the foam-destroying component took place in approximately 24 to 48 hours.
Die Erfindung ist anwendbar zur Unterdrückung der Schaumbildung bei der Dampferzeugung über einen verhältnismäßig großen Temperatur- und Druckbereich. In Lokomotivkesseln wird Dampf im allgemeinen erzeugt bei Drucken von etwa I8 kg/cm2 und den entsprechenden Temperaturen. Ausgezeichnete Erfolge sind bei der Durchführung der Erfindung bei Drucken innerhalb des Bereiches von 7 lig/cm2 bis 2I kg/cm2 und entsprechenden Temperaturen erzielt worden. Die Erfindung kann jedoch auch in Verbindung mit der Dampferzeugung von sehr viel höheren Drucken und entsprechenden Temperaturen verwendet werden, z. B. in feststehenden Kesseln, die mit Drucken von 70 kg/cm2 und bis Iog kg/cm2 arbeiten. Die gemäß der Erfindung verwendeten Massen sind nicht nur bei der Unterdrückung von Schaum, sondern auch bei der Vergleichmäßigung und Verbesserung der Güte des Dampfes wirksam. Für diesen Zweck können die Massen auch in kleinen Mengen oder in kleineren Mengen verwendet werden als zum vollständigen Unterdrücken der Schaumbildung und des Mitreißens erforderlich sind. The invention is applicable to suppressing foaming the generation of steam over a relatively large temperature and pressure range. In locomotive boilers, steam is generally generated at pressures of about 18 kg / cm2 and the corresponding temperatures. Excellent successes are in the implementation of the invention at pressures within the range of 7 lg / cm2 to 21 kg / cm2 and corresponding temperatures have been achieved. However, the invention can also be used in conjunction with the generation of steam at much higher pressures and corresponding temperatures be used, e.g. B. in fixed boilers with pressures of 70 kg / cm2 and work up to Iog kg / cm2. The masses used according to the invention are not only in the suppression of foam, but also in the evenness and Effectively improve the quality of the steam. For this purpose, the masses can too to be used in small quantities or in smaller quantities than the whole Suppression of foaming and entrainment are required.
Die bei der Durchführung der Erfindung verwendeten Polyoxyalkylenglykole werden gewünschtenfalls in Verbindung mit anderen organischen Wasserbehandlungschemikalien der Gerb- und Lignintypen beim Behandeln von Wasservorräten verwendet, wie aus dem Nachstehenden erkenntlich wird. Bei Wasser mit hohem Magnesiumsalzgehalt, bei dem das Magnesium im Kessel im allgemeinen die Form von Magnesiumhydroxyd hat, ist es erwünscht, daß genügend hydroxylisiertes organisches Material, wie z. B. Gerbstoffe, Gerbsäure, Gallussaure, Pyrogallol, Katechol, Phloroglucinol usw. zusammen mit den ! Polyoxyalkylenglykolen zugesetzt wird. Diese hydroxylisierten organischen Verbindungen haben die Fähigkeit, die schlechten Wirkungen des Magnesiumhydroxyds auszuschalten. Magnesium, hydroxyd scheint teilweise das schaumzerstörende Material zu adsorbieren und es aus dem Kesselwasser herauszunehmen, so daß die volle schaumzerstörende Wirkung nicht durch die schaumzerstörenden Massen ausgeübt werden können, wenn diese in dem adsorbierten Zustand sich befinden. Sobald jedoch ein organisches Mittel, wie z. B. ein Gerbstoff, zugesetzt worden ist, scheint das Magnesiumhydroxyd seine Fähigkeit, die schaumzerstörende Wirkung zu beeinträchtigen, zu verlieren. Da die meisten anzutreffenden Kesselspeisewasserarten verschiedenartige Mengen von Magnesiumsalzen enthalten, ist es erwünscht, daß diese hydrolisierten Verbindungen mit den Polyoxyalkylenglykolen vor dem Zusatz zu dem Kesselspeisewasser gemischt werden. The polyoxyalkylene glycols used in the practice of the invention if desired in conjunction with other organic water treatment chemicals of the tanning and lignin types used in treating water supplies, such as from the The following can be seen. In water with a high magnesium salt content, in which the magnesium in the kettle is generally in the form of magnesium hydroxide, it is it is desirable that sufficient hydroxylated organic material, such as. B. tannins, Tannic acid, gallic acid, pyrogallol, catechol, phloroglucinol, etc. along with the ! Polyoxyalkylene glycols is added. These hydroxylated organic compounds have the ability to turn off the bad effects of magnesium hydroxide. Magnesium, hydroxide seems to partially adsorb the foam-destroying material and take it out of the boiler water, so that the full foam-destroying effect cannot be exercised by the foam-destroying masses if they are in the adsorbed state. However, once an organic remedy like z. B. a tanning agent has been added, the magnesium hydroxide appears to be its ability to to impair the foam-destroying effect, to lose. As most encountered Types of boiler feed water contain various amounts of magnesium salts, it is desirable that these compounds hydrolyze with the polyoxyalkylene glycols be mixed before adding to the boiler feed water.
Es entsteht auf diese Weise also noch ein weiterer Vorteil bei der Herstellung und Verwendung der oben beschriebenen pulverförmigen oder brikettierten Massen, die sowohl das schaumzerstörende Mittel aus Polyoxyalkylenglykol als auch polyhydroxvlisiertes organisches Material der Gerbstoff- oder Ligninderivattype enthalten. In this way, there is another advantage with the Manufacture and use of the powdered or briquette described above Compounds containing both the polyoxyalkylene glycol foam-destroying agent and Polyhydroxylated organic material of the tannin or lignin derivative type contain.
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1950
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