DE2232191C2

DE2232191C2 -

Info

Publication number: DE2232191C2
Application number: DE2232191A
Authority: DE
Inventors: Jerry Emile Pittsburgh Pa. Us Boothe; Thomas Edward Coraopolis Pa. Us Cornelius Iii
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1988-11-17
Also published as: FR2143877A1; JPS5533399B1; DE2232191A1; GB1359385A; US3709815A; FR2143877B1; CA984255A

Description

Bestimmte Arten von wasserlöslichen Polymeren wurden in der Vergangenheit zum Verflüssigen von Niederschlägen, Schlamm oder anderen Feststoffen verwendet, die in Hochtemperatur- Kesselwassersystemen anzutreffen sind. Bestimmte Polyacryl-Verbindungen benützt man gemäß der US-PS 27 83 200 (Crum et al) als "Bodensatz-Konditionierungs mittel" in Dampfkesseln.

In der US-PS 35 14 376 (Salutsky) werden kurzkettige Poly acrylsäuren (Molekulargewicht: 5000 bis 13 000) zur Ver hinderung von Kesselsteinbildung in Dampfkesseln beschrieben.

In der US-PS 29 80 610 (Ruehrwein, Anmelderin Monsanto) werden Polyacrylamide zur Verhinderung des Ausfallens von Calcium- und anderen Salzen in Kesselwassern beschrieben. Auch sulfonierte Methylol-polyacrylamide sowie hydrolysierte Polyacrylamide wurden verwendet.

Zu anderen wasserlöslichen Polymeren, die für die Kessel wasserbehandlung verwendet wurden, gehören natürlich vor kommende, kurzkettige Verbindungen, wie Tannine und Lig nine, Gerbereiabfälle (US-PS 31 84 407), Alginate und dgl.

Aus der US-PS 30 85 916 ist es bekannt, Niederschläge und Schlamm in Kühlsystemen durch Einsatz einer Viel zahl von Flockungsmitteln zu entfernen. Ein Hinweis auf die Behandlung von Kesselwasser findet sich nicht in dieser Druckschrift.

Aus der CA-PS 864 435 ist es bekannt, durch N-Sulfokohlen wasserstoffgruppen substituierte Acrylamidpolymerisate als Mittel zur Erhöhung der Viskosität beim "water flooding"- Verfahren zur Gewinnung von Erdöl zu verwenden. Auch hier findet sich kein Hinweis auf die Behandlung von Kesselwasser.

Die Zusammensetzung der Feststoffe, Niederschläge und schlammähnlichen Stoffe, die man normalerweise in Kesseln antrifft, gehört zum bekannten Stand der Technik und ändert sich mit der Art der angewandten Vorbehandlung, wie der Entionisierung, Kalk-Soda-Weichmachung usw. Die Feststoffe sind beispielsweise Silikate, Phosphate und verschiedene andere Bestandteile, die als suspendiertes Material in dem Kesselbeschickungswasser oder als Erdalkali-Metallnieder schläge eingeführt werden. Derartige Feststoffe neigen zur Krustenbildung oder setzen sich in speziellen Bereichen des Kessels ab, wodurch sie Wärmeübergangsprobleme in lokalisierten Bereichen verursachen. Werden sie unbehandelt gelassen, so kann man mit einer kurzen Lebenszeit des Kes sels rechnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Feststoffe, die im Kesselwasser auftreten, durch Verflüssigen bzw. Dispersieren zu entfernen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.

Im Laboratorium wurde die Leistung der Polymeren in einem Tricalciumphosphat-Flockenversuch zu ihrer Brauchbarkeit als kommerzielle Mittel zum Behandeln von Kesselwasser in Be ziehung gesetzt. Diejenigen Polymeren, welche dazu neigen, die einzelnen Teilchen des synthetischen Kesselwassers zu sammeln und ihre Absetzgeschwindigkeit (ausgedrück in cm/Sek.) zu erhöhen, haben sich auf diesem Gebiet gut bewährt. In dem Versuch wird das zu prüfende Mittel einer Lösung von 500 Teilen je Million Ca₃(PO₄)₂ zugefügt, es wird bewegt, und die Absetzzeit wird vermerkt.

Ein Homopolymeres der 2-Acrylamino-2-methylpropan-1-sulfon säure (2-AMPSA) zeigte bei nur 0,1 Teilen je Million ausge zeichnete Absetzzeiten und Flockenbildung. Die folgende Tabelle I zeigt diese Ergebnisse.

Tabelle I

Ca₃(PO₄)₂-Flockenversuch

Die Polymeren, die verwendbar sind, sollten mindestens 12 Mol-% 2-AMPSA enthalten, wobei der Ausdruck "AMPSA" in dem Sinne verwendet wird, daß er die allgemeine Formel im Anspruch 1 bezeichnet.

Wenn 15 Teile je Million eines Mischpolymeren aus Acryl amid und 2-Acrylamido-2-methylpropan-1-sulfonsäure im Mol verhältnis 50/50 (nachfolgend "Acrylamid/2-AMPSA (Molver hältnis 50/50)" bezeichnet) einer Tricalciumphosphat- Flockenmasse bei Raumtemperatur zugefügt und dann bewegt wurden, betrug die Absetzzeit 1 Minute und 5 Sekunden. Dem steht vergleichsweise eine Absetzzeit von 6 Minuten bei einem Kontrollversuch ohne Polymeren gegenüber.

Der oben beschriebene Ca(PO₄)₂-Flockenversuch wurde auch an repräsentativen Mischpolymeren mit Acrylamid und Acryl säure durchgeführt, wie in den Tabellen II und III gezeigt wird.

Tabelle II

Ca(PO₄)₂-Flockenversuch

Absetzzeit in Sekunden

Tabelle III

Ca₃(PO₄)₂-Flockenversuch

Absetzzeit in Sekunden

Das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Polymeren sollte mindestens etwa 20 000 betragen. Soweit bisher festgestellt wurde, gibt es kein Molekulargewichtsmaximum, oberhalb des sen die Masse vollständig unbrauchbar wäre.

Die erfindungsgemäßen Polymeren sind zu einem gewissen Grade in jeder Konzentration bis zu etwa 30 Teile je Million wirk sam. Hinsichtlich einer Mindestkonzentration läßt sich be obachten, daß auch eine sehr geringe Menge an Polymerem in geringem Umfange wirksam ist. Für die meisten großen industriellen Dampfkessel sollten die Polymeren jedoch in der Praxis in Konzentrationen von mindestens 0,1 Teil je Million verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Behandeln von Feststoffen in Kesselwasser, um diese, sowie Niederschläge und/oder Schlamm zu verflüssigen, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Kesselwasser 0,1 bis 30 ppm eines wasserlöslichen Copolymeren mit einem Molekulargewicht von mindestens 20 000 aus Acrylsäure oder Acrylsäureamid und mindestens 12 Mol-% Einheiten der Strukturformel: zusetzt. Hierbei bedeuten: "R₁" H oder Methyl, "R₂" H, Phenyl, Alkylgruppen (verzweigt oder linear) mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkylgruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und "M" H, N(R₃)₃ (wobei "R₃" für Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, linear oder ver zweigt, Cycloalkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Benzyl, Phenyl oder Hydroxyalkyl mit bis zu 6 Kohlen stoffatomen steht), Alkali- oder Erdalkalimetalle, Zn oder Cu zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "R₁" Wasserstoff und "R₂" eine Methylgruppe und "M" Natrium bedeuten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Mischpolymeres aus 2-Acrylamido-2- methylpropan-1-sulfonsäure und Acrylamid ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Mischpolymeres aus 2-Acrylamido-2- methylpropan-natriumsulfonat und Acrylamid ist.