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Einrichtung zur Entölung von Kondensat
Die Wiederverwendung des bei
Dampfkraftanlagen anfallenden Kondensates für die Zwecke der Kesseispeisung bereitet
bekanntlich erhebliche Schwierigkeiten, sobald das Kondensat Ol enthält.
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Vor der Speisung des Kondensates muß dieses Öl so weit entfernt werden,
daß der Ölgehalt nicht größer als 5 mg/l beträgt. Die Abscheidung des Ols aus dem
Kondensat ist deswegen besonders schwieng, weil sich das Ül in feinster Verteilung,
d. h. in Form einer Emulsion in der Flüssigkeit befindet. Versuche haben gezeigt,
daß es nicht möglich ist, diese feinen Olteilchen durch gewöhnliche Filtration mittels
der üblichen Filterschichten, z.B. aus Zellulosefasern oder aus gesintertem Gas
usw., abzusebeiden. Man hat daher die Verwendung eines Ultrafilters z. B. in Form
einer Membran aus Nitrozellulose oder aus Zelluloseazetat vorgeschlagen.
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Diese Filtration beruht darauf, daß das Filter derart kleine Öffnungen
hat, daß die feinsten 01-teilchen. nicht mehr hindurchtreten können. Für die Praxi.s
sind derartige Ultrafilter deswegen ungeeignet, weil die Filtration entweder zuviel
Zeit oder zuviel Raum beansprucht, um für die Reinigung von [Kesselwasser wirtschaftlich
tragbar zu sein.
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Von der Erfindung wurde nun festgestellt, daß eine schnelle und einfache
Abscheidung auch der feinsten Ölteilehen aus dem Kondensat dann stattfindet, wenn
das Kondensat durch ein aus Schlackenwolle bestehendes Filter h indu rebgele itet
wird.
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Filter aus Schlackenwolle sind seit langem bekannt, zu dem Zwecke,
feste Teilchen aus Öl oder anderen Flüssigkeiten abzuscheiden oder um Öltröpfchen
aus Dampf zu entfernen. Bei diesen bekannten Schlackenwollfiltern handelt es sich,
im
Gegensatz zu der Erfindung, um einen üblichen Filtervorgang,
bei dem lediglichdiejenigen Teilchen von dem Filter festgehalten werden, die größer
sind als den Poren des Filters entspricht. Bei diesen bekannten Filtern kommt es
darauf an, den abzuscheidenden Teilchen, gleichgültig ob es sich um feste oder flüssige
Teilchen handelt, durch eine häufige Richtungsänderung Gelegenheit zum Aufprallen
auf feste Oberflächen zu geben, wodurch eine Teilehenvergröberung und damit erleichterte
Ausscheidung erreicht wird. Für diesen Filtervorgang spielt die Beschaffenheit des
Filterwerkstoffes und seine chemische Zusammensetzung praktisch keine Rolle. Wie
Versuche gezeigt haben, hat ein Sehlackenwollfilter bezüglich. der Entölung von
Dampf (gleichgültig ob gesättigt oder überhitzt) praktisch keine andere Filterwirkung
wie ein Filter aus Watte oder sonstigen Filterstoffen.
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Bei der Abscheidung von Öl aus Kondensat, d.h. aus einer flüssigen
Phase, wird nun eine besondere, bisher nicht erkannte Eigenschaft der Schlackenwolle
ausgenutzt. Daß es sich bei der Entölung von Kondensat durch ein Schlackenwollfilter
nicht um die vorstehend beschriebene übliche Filterwirkung handelt, ergibt sich
schon daraus, daß das ScElaolçenwollfilter Ölteilehen von so geringer Größe festhält,
daß diese an sich ungehindert durch die Poren des Schlackenwollfilters hindurchtreten
können und daß der Entölungseffekt des Schladkenwollfilters vielfach größer ist
als derjenige anderer Filterstoffe (z. B. Watte oder Filterpapier). Die überraschend
gute Wirkung des Schlackenwollfilters bezüglich der Entölung von Kondensat beruht
auf einem Adsorptionsvorgang, indem die Oberfläche gerade der Schlackenwolle die
besondere Eigenschaft hat, d.aß sie sich von Öl wesentlich besser benetzen läßt
als von Wasser. Diese Adsorptionswirkung liegt dann nicht vor, wenn man in bekannter
Weise das Schlackenwollfilter zur Entölung von Dampf verwendet.
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Zweckmäßig ist es, wenn dem Schlackenwollfilter eine an sich bekannte
VGrobreinigungsvorrichtung (z. B. Kiesfilter) für die Abscheidung des tropfenförmigen
Ols vorgeschaltet ist. Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, daß das Schlaokenwollfilter
ausschließlich zur Abscheidung der feinsten Öltejlchen ausgenutzt, d. h. eine tberlattung
durch. die Ab.scheidung auch des tropfenförmigen C)ls vermieden wird.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung
sollen den Schlackenwollschichten aus Azetat, vorzugsweise Zelluloseazetat, bestehende
Filterschichten zugeordnet bzw. nachgeschaltet werden. Bei membranartigen Filtern
(Ultrafiltern) ist die Verwendung von Zelluloseazetat bekannt. Bei der Einrichtung
nach der vorliegenden Erfindung wird das Azetat nicht in Form einer Membran, sondern
als locker aufgeschüttete Schicht verwandt. Infolge seiner hydrophoben Eigenschaft
kann das Zelluloseazetat erhebliche Mengen des emulgierten Öls aufnehmen.
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Die Zuordnung derartiger Azetatschichten bedeutet daher eine Vorsichtsmaßnahme,
um bei plötzlichem Abnehmen der Leistungen des Schlackenwollfilters ein Ansteigen
des Ölgehalts im Kondensat über das zulässige Maß hinaus mit Sicherheit zu vermeiden.
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Grundsätzlich soll jedoch das Öl von den weit billigeren Schlackenwollschichten
aufgenommen werden, die von Zeit zu (zeit ausgewechselt werden müssen. Bei der Einrichtung
nach der Erfindung können außer den lediglich aus Schlackenwolle bestehenden Filtereinsätzen
auch solche Einsätze benutzt werden, welche Schlackenwollschichten mit dazwischen
angeordneten Azetatschichten enthalten.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Abb.
I und 2 der Zeichnung dargestellt.
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Abb. I ist ein sen1<rechter Querschnitt und Abb. 2 eine Draufsicht.
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Mit a ist die Außenwand, mit b die Innenwand des ringförmigen Beihälters
bezeichnet. Dieser ist durch etwa radiale Querwände c in drei verschieden große
Abteilungen I, II, III geteilt. Die Abteilungen III bzw. II haben etwa den doppelten
Inhalt wie die Abteilungen II bzw. I. Die Zufuhr des von Öl zu reinigenden fiKondensates
erfolgt durch das Rohr x, welches in die Abteilung 1 des ringförmigen Behälters
tief hinabreicht. Das aus der unteren Rohrmündung austretende Wasser verteilt sich
in der Kammern, und hierbe-i scheiden sich, weil das Wasser in dieser Kammer noch
in verhältnismäßig großen Eigenbewegungen begriffen ist, die größeren Olteilchen
ab. Diese steigen, weil sie spezifisch leichter als die Flüssigkeit sind, nach oben
und sammeln sich an dem Flüssigkeitsspiegel. In dessen Nähe ist einAbflußhahnw in
der äußeren B,ehälterwand a angeordnet, wo von Zeit zu Zeit das an der Flüssigkeitsoberfläche
befindliche Öl abgelassen werden kann.
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Die Flüssigkeit wird am Boden der Kammer I entnommen und der Kammer
II von erheblichen größerem Inhalt zugeführt. Um einen W<ontinuierlichen Betrieb
ohne verwickelte Vorrichtungen zum Fördern der Flüs Flüssigkeiten durchführen zu
können, sind nach Art eines Heber ausgebildete Rohres vorgesehen, von denen das
Saugrohr in der Kammer I bis nahe dem Boden a' herabgeführt ist, und dessen Zubringerroihr
in der Kammer II ehenfalls unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet.
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Damit die Flüssigkeit aus der Kammer I entnommen und der Kammer II
zugeführt werden kann, muß naturgemäß der Flüssiglitsspiegel in der Kammer II tiefer
als in der Kammer I liegen.
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Das gleiche gilt für die Kammern III und II. In den Kammern II und
III, in denen die Flüssigkeit wegen des großen Kammerquerschnittes nur noch sehr
langsam strömt, scheiden sich auch bereits sehr kleine Ölteilehen ab und steigen
an die Oberfläche. Daher sind auch diese Kammern mit Ablaßzähnen w für das an der
Flüssigkeitsoberfläehe sich ansammelnde Öl ausgestattet.
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Aus der Kammer III wird nun das nur noch wenig 01, .dagegen unter
Umständen andere Verunreinilgungen enthaltende Kondensat mittels einer heberartigen
Vorrichtung e in einen eben.falls ringförmigen Raum t eingeführt, welcher sich zwischen
der
Wandung b einerseits und den Wandungen} und i andererseits erstreckt. In diesem
ringförmigen Raum ist eine Kiesfilterschieht g enthalten; diese hat den Zweck, etwa
noch mitgerissene Öltröpfchen, insbesondere aber Verunreinigungen und Fremdkörper
jeder Art zurückzuhalten. Bei günstigen Verhältnissen kann jedoch auf die Anordnung
dieser Kiesfilterschiehten verzichtet werden.
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Die Flüssigkeit nimmt ihren Weg durch die Kiesfilterschicht g nach
unten und gelangt in einen im Unterteil der Einrichtung vorgesehenen, an die Wandungen
b und h anschließenden Verteilerraum v, in welchem die Flüssigkeit umgelenkt wird,
und aus welchem sie dann durch Öffnungen k im unteren Teil der Wandung h ihren Weg
wieder nach oben nimmt und hierbei in einen Ringraum p einströmt, welcher sich zwischen
den Wandungen h einerseits und den Außenwandungen I des im 5entrum der ganzen Einrichtung
angebrachten Filters andererseits erstreckt. Aus diesem tritt dann die Flüssigkeit
durch die Öffnungen m in der Außenwandung I des Filters in dessen Inneres ein. Der
obere Teil n der innerhalb der Wandung I angeordneten Filtervorrichtung ist frei
von irgendwelchen Einbauten, er dient als Sammelbehälter für die Flüssigkeit und
soll es dieser ermöglichen, sich in einer Höhe anzustauen, welche ausreicht, um
die Flüssigkeit durch die im unteren Teil befindlichen Filterschichten hindurchzutreiben.
Die Flüssigkeit muß auf ihrem Wege nach unten zunächst zwei Filterschichten o aus
Sehlackenwolle durchströmen.
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Darauf durchströmt sie eine weitere Filterschicht, welche in ihrem
oberen und unteren Teil aus Schlackenwolle, im mittleren Teil jedoch aus einer Azetatschicht,
insbesondere einer Zelluloseazetatschicht q besteht. Unterhalb dieser Filterschichten
schließt sich ein Sammelraum s an, in welchem sich die nunmehr völlig von Öltropfen
oder Ölemulsion freie Flüssigkeit ansammelt und durch ein Rohr it entnommen werden
kann. Um einen möglichst störungsfreien. Betrieb zu ermöglichsen, ist auch am Boden
der Kammerv ein Abflußrohr mit Ablaßschieber t vorgesehen. Dieser soll dazu dienen,
den im unteren Teil der Kammer v sich ansammelnden Schlamm von Zeit zu Zeit zu entfernen.
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Im übrigen ist die Einrichtung noch mit verschiedenen Entlüftungsöffnungen
bzw. Entlüftungsventilen, z ausgestattet, welche zweckmäßig an dem die ganze Vorrichtung
abschließenden Deokely angebracht sind. Dieser Deckel kann ferner Rolhrle für den
Abzug der aus dem Wasser entwickelten Dampfschwaden aufnehmen. Über den Betrieb
der neuen Einrichtung bedarf es keiner ausführlichen Anweisungen, außler,daß bei
der erstmaligen Inbetriebnahme und auch weiteren Inbetriebsetzungen nach gänzlicher
Entleerung der Einrichtung die Kammern zunächst mit reinem und völlig ölfreiem Wasser
ungefähr zur Hälfte angefüllt werden müssen. Nachdem dies geschehen ist, kann mit
der Zuführung des ölhaltigen Kondensates begonn,en werden.
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Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann im Unterteil
des in der Mitte der Einrichtung gelegenen Filters statt der beiden verhältnismäßilgßhohen
Schichten aus Schlacikenwolle noch eine zweibe, abwechselnd Schlackenwolle und Azetat
enthaltende Schicht vorgesehen werden, wenn die Stauhöhe der Flüssigkeit im Behältern
derart ist, daß die Flüssigkeit auch gegen den größeren Widerstand der die Azetatschicht
enthaltenden Filter dureliströmen kann.