HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung in
einem Papier-Herstellungsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
chemisches Programm zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung in einem Papier-
Herstellungsverfahren, das in wirksamer Weise der Kesselsteinbildung in einem Papierzeug-
und Papierstoffherstellungsteil oder Drahtteil einer Papiermaschine vorbeugt.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Der Faserstoff, der als Papierrohmaterial verwendet wird, enthält üblicherweise Calciumsalze
und Bariumsalze und Calciumionen und Bariumionen werden in das Prozeßwasser oder
Siebwasser eluiert. Insbesondere wenn Altpapier als Rohmaterial verwendet wird, wird eine
große Menge von Calciumionen in das Prozeßwasser oder Siebwasser eluiert, da Altpapier
eine große Menge organischer Füllstoffe enthält. Auch Aluminiumsulfat wird in dem
Papierherstellungsverfahren viel benutzt, um Leimungsmittel zu binden und um den pH des
Siebwassers anzupassen. Die Sulfationen, die aus diesen Stoffen abgeleitet sind, kombinieren mit
Calciumionen und Bariumionen, die aus dem als Rohmaterial verwendeten Altpapier
abgeleitet sind und die Kesselsteine, wie Calciumsulfat und Bariumsulfat werden auf den
Oberflächen verschiedener Instrumente des Verfahrens gebildet. Gelegentlich werden Oxalationen
abgeleitet aus Holz aus dem Faserstoff in das Siebwasser eluiert. Wenn die Oxalationen mit
Calciumionen verbunden werden, bildet sich ein Calciumoxalatkesselstein.
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Diese Kesselsteinsubstanzen heften an den Oberflächen verschiedener Instrumente in dem
Papierherstellungsverfahren, wie der Mischbütte, der Maschinenbütte, Tanks,
Stoffauflaufkasten, Röhren, Fächerpumpen, Sieben und Stoffaufläufen, um ihre Leistungsfähigkeit zu
verringern. Darüber hinaus führen von der Oberfläche der Wände abgelöste Teile des
Kesselsteins gelegentlich schwere Beschädigung der Papier- und Kartonherstellung durch "gebrochene"
und minderwertige Qualität der Papierprodukte durch die Bildung von Punkten und
Poren herbei.
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Der Zusatz von Kesselsteinverhinderern ist verwendet worden, um der Kesselsteinbildung
von Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumoxalat vorzubeugen. Gut bekannte
Kesselsteinverhinderer, wie Salze der Polyakrylsäure, Phosphonsäure und Polyphosphorsäure sind
verwendet worden. Diese Kesselsteinverhinderer zeigen jedoch keine ausreichende Wirkung, dä
die Aktivitäten dieser anionischen Kesselsteinverhinderer durch die Reaktion mit großen
Aluminiumionenmengen und kationischen Stoffen, die von Papierverfestigungsmitteln im
Siebwasser abgeleitet sind, reduziert werden. Wenn der Kesselsteinbildung durch übliche
Kesselsteinverhinderer, wie oben beschrieben nicht ausreichend vorgebeugt werden kann,
muß aufgebauter Kesselstein mit großem Arbeitsaufwand und großen Kosten entfernt werden.
Insbesondere hat Bariumsulfat eine extrem niedrige Löslichkeit und zeigt nur eine geringe
Änderung der Löslichkeit mit dem pH. Daher ist es die tatsächliche Situation, daß
Bariumsulfat mit den Händen abgepellt werden muß.
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Daher ist es sehr erwünscht, daß effiziente Programme zur Vorbeugung gegen Kesselstein in
einem Papierherstellungsverfahren entwickelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein chemisches Programm zur
Vorbeugung von Kesselsteinbildung in ein Papierherstellungsverfahren bereit zu stellen, das
effizient der Kesselsteinbildung in einem Papierzeug- und Papierstoffherstellungsteil und
einem Drahtteil einer Papiermaschine vorbeugt.
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Als Ergebnis der umfangreichen Untersuchung, um die obigen Probleme zu lösen, kann
Kesselsteinbildung auf den untergetauchten Oberflächen der Papiermaschinen durch das
Hinzufügen von Kristallen als Kristallisationskeim, die die gleiche oder eine ähnliche Form, wie die
in den Verfahren gebildeten Kesselstein-Stoffe haben, in das Prozeßwasser des
Papierherstellungsverfahrens, verhindert werden. Diese hinzugefügten Kristalle fördern die
Präzipitation von Kesselstein-bildenden Komponenten auf ihren Oberflächen, so daß sie Kristalle sind,
die um sich herum Kesselstein-bildende Komponenten binden. Und die oben beschriebenen
Teilchen werden aus dem Prozeßwasser auf dem Naßnetz als Mitfang zusammen mit dem
Papierrohstoff entfernt. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieses Wissens
fertiggestellt worden.
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Daher stellt die vorliegende Erfindung folgendes zur Verfügung.
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1. Verfahren zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung in einem Papier-
Herstellungsverfahren, das Hinzufügen von Kristallen als Kristallisationskeime, die
einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 bis 100 um und die dieselbe
chemische Zusammensetzung wie die der Kesselsteinsubstanz aufweisen oder ein Kristall
sind, der zu derselben Kristallform wie derjenige der Kesselsteinsubstanz gehört und
einen Unterschied in den Gitterkonstanten von 10% oder weniger von derjenigen der
Kesselsteinsubstanz zeigt; die in einem Papier-Herstellungsverfahren gebildet wird, in
Prozeßwasser von Papierzeug- und Papierstoffherstellungsteilen oder Drahtteilen einer
Papiermaschine, Ausfällen der Kesselstein-bildenden Komponenten in dem
Prozeßwasser auf den Kristalloberflächen, Hineinkommen in das Naßnetz durch die
Bedingungen, daß die Partikel sich unter der Papiermasse in den Drahtteilen einer
Papiermaschine verteilen und Entfernen der Kesselstein-bildenden Komponenten als die
Kristallpartikel aus dem System des Papier-Herstellungsverfahrens, zusammen mit dem
hergestellten Papier, umfaßt.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kesselsteinsubstanz Calciumsulfat ist und der
Kristall als Kristallisationskeim Calciumsulfat ist.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kesselsteinsubstanz Calciumoxalat ist und der
Kristall als Kristallisationskeim Calciumoxalat ist.
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4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kristall als Kristallisationskeim in einer Menge
von 0,1 bis 10.000 mg pro 1 Liter des in beiden Teilen verwendeten Wassers
hinzugefügt wird.
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5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kristalle als Kristallisationskeime in das
Papier-Herstellungsverfahren als ein Pulver hinzugefügt werden oder in Form einer
Schlämme, die durch Dispergieren des Kristalls in Wasser hergestellt wird.
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6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kristalle als Kristallisationskeime in den
Papierzeug- und Stoffherstellungsteilen des Papier-Herstellungsverfahrens hinzugeffigt
werden.
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7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kristalle als Kristallisationskeime in
Kombination mit anderen Mitteln verwendet werden, die herkömmliche
Kesselsteininhibitoren, Leimmittel, Papier-verstärkende Mittel, Haltehilfen, Trocknungshilfen und/oder
Schleimkontrollmittel sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaubild der in den Beispielen verwendeten Testvorrichtung.
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Die Buchstaben in der Zeichnung haben die folgende Bedeutung:
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A ein Tank
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B ein Tank
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C ein Tank
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D ein Tank
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E ein Überlaufauslaß
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F eine rostfreie Stahlröhre
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G eine Acrylharzsäule
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung kann angewendet
werden, um der Kesselsteinbildung in einem Papierherstellungsverfahren vorzubeugen. In der
vorliegenden Erfindung wird ein Kristall, der eine zu der Kesselsteinsubstanz des
Papierherstellungsverfahrens gleiche oder ähnliche Form besitzt, zu dem Prozeßwasser in dem Papier-
Herstellungsverfahren hinzugesetzt. Der hinzugefügte Kristall fördert die Präzipitation von
Kesselstein-bildenden Bestandteilen auf den Oberflächen solcher Kristallteilchen, so daß die
Kristallteilchen Kesselstein-bildende Bestandteile um sich herum festhalten. Diese Teilchen
können vom Prozeßwasser auf dem Naßnetz als Mitfang zusammen mit den Rohstoffen
entfernt werden.
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Die Kesselsteinsubstanz, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, ist nicht
besonders limitiert. In vielen Fällen werden Kesselsteine, die Calciumsulfat, Bariumsulfat,
Calciumoxalat und Calciumcarbonat enthalten, als Hauptbestandteile in dem Papier-
Herstellungsverfahren gebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auf die
obigen Kesselsteinsubstanzen angewendet werden. Die chemische Zusammensetzung und die
Kristallstruktur der Kesselsteinsubstanz kann durch die Entnahme einer Probe der
Kesselsteinsubstanz und Analyse gemäß der chemischen Analyse und der
Röntgenstrahlbeugungsanalyse bestimmt werden. Obwohl der Kesselsteinsubstanz, die in dem Papier-
Herstellungsverfahren gebildet wird, oft eine Vielzahl von Kristalltypen enthält, ist es im
erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig, daß Kristalle, die eine zu allen Arten der in
dem Kesselstein vorhandenen Kristalle gleiche oder ähnliche Form besitzen, zugesetzt
werden. Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist es ausreichend, daß Kristalle,
die eine nur zu einer oder zwei der Haupttypen der enthaltenen Kristallform der
Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzen, zugesetzt werden.
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In der vorliegenden Erfindung bedeutet Kristall, der eine zur Kesselsteinsubstanz gleiche oder
eine ähnliche Form aufweist, einen Kristall, der die gleiche chemische Zusammensetzung wie
die der Kesselsteinsubstanz aufweist oder wenn der Kristall eine andere chemische
Zusammensetzung, als die des Kristalls der Kesselsteinsubstanz aufweist, einen Kristall, der zu der
gleichen Kristallform gehört und einen Unterschied in der Gitterkonstante von 10% oder
weniger von derjenigen der Kesselsteinsubstanz aufweist. Als Kristall, der die gleiche oder eine
zu der Kesselsteinsubstanz ähnliche Form aufweist, kann jeder Kristalltyp verwendet werden,
solange der Kristall eine Gitterstruktur oder eine Kristallform hat, die der Kristallform der
Kesselsteinsubstanz gleich oder ähnlich ist und die als Kristallisationskeim wirksam sein
kann. Jeder oben beschriebene Kristalltyp umfassend Kristalle, die epitaxisches Wachstum
von Kristallen auslösen können, kann verwendet werden.
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Beispielsweise kann wenn die in dem Papierherstellungsverfahren gebildete
Kesselsteinsubstanz Calciumsulfat ist, ein Calciumsulfatkristall, der dieselbe chemische Zusammensetzung,
wie die Kesselsteinsubstanz hat, als der Kristall verwendet werden, der eine zu der
Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt. Beispiele der Calciumsulfatkristalle
umfassen einen Typ I-Kristall wasserfreien Calciumsulfats des kubischen Systems, einen Typ II-
Kristall wasserfreien Calciumsulfats des orthorhombischen Systems und einen
Calciumsulfatdihydratkristall des monoklinen Systems. Ein Calciumsulfathalbhydrat des hexagonalen
Systems
wird zum Dihydrat, wenn der Kristall mit Wasser in Kontakt gebracht wird. Dieser
Kristall kann auch verwendet werden. Wenn die in dem Papier-Herstellungsverfahren gebildete
Kesselsteinsubstanz Bariumsulfat ist, kann ein Bariumsulfatkristall als der Kristall verwendet
werden, der eine zu der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt. Wenn die in
dem Papier-Herstellungsverfahren gebildete Kesselsteinsubstanz Calciumoxalat ist, kann ein
Calciumoxalatkristall als der Kristall verwendet werden, der eine zu der Kesselsteinsubstanz
gleiche oder ähnliche Form besitzt.
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Wenn beispielsweise die Kesselsteinsubstanz, die in dem Faserstoffwiedergewinnungssystem
des Papier-Herstellungsverfahrens ein Calciumsulfatdihydrat des monoklinen Systems ist
(a = 10,47 Å, b = 15,15 Å, c = 6,51 Å, β = 451º33') kann auch ein anderer Kristall, als
Kalzimsulfat als der Kristall verwendet werden, der der Kesselsteinsubstanz ähnlich ist, wenn der
Kristall zu monoklinen System gehört und a = 9,42 bis 11,52 Å, b = 13,64 bis 16,67 Å, c = 5,86 bis
7,16 Å und β = 136º24' bis 166º42' sind.
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Der Kristall, der eine zu der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt, der in
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat einen durchschnittlichen Durchmesser von
0,05 bis 100 um und es ist mehr bevorzugt, daß der Kristall einen durchschnittlichen
Durchmesser von 5 bis 50 um besitzt. Wenn der durchschnittliche Durchmesser übermäßig klein ist,
d. h. weniger als 0,05 um, dann ist die Kesselsteinsubstanz, die zusammen mit dem
hinzugesetzten Kristallisationskeim präzipiert wird, überaus klein und es besteht die Möglichkeit, daß
die Aufnahme des gebildeten Kristalls in das Papier schwierig wird. Wenn der
durchschnittliche Durchmesser übermäßig groß ist, d. h. größer als 100 um, dann ist der Kristall der
Kesselsteinsubstanz, der zusammen mit dem hinzugesetzten Kristallisationskeim präzipitiert wird,
übermäßig groß und es besteht die Möglichkeit, daß das Papier-Herstellungsverfahren negativ
beeinflußt wird oder, daß die Qualität des erhaltenen Papierprodukts minderwertig wird.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren ist der Ort des Zusetzens des Kristalls, der eine zu dem
Kristall der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt, nicht besonders
eingeschränkt. Beispielsweise kann der Kristall ohne Behandlung als Puder zugesetzt werden oder
kann in der Form einer Aufschlämmung, die durch die Dispersion des Kristalls in Wasser
hergestellt wird, zugesetzt werden. Das Verfahren des Zusetzens der Aufschlämmung, die den
Kristall enthält, ist bevorzugt, da die Durchführung des Zusetzens einfach ist und es keine
Möglichkeit zur Staubbildung gibt.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren ist die Menge des Kristalls, der eine zur
Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt, nicht besonders limitiert. Die Menge ist
vorzugsweise 0,1 bis 10.000 mg und ist bevorzugt 1 bis 100 mg pro 1 Liter verwendetes Wasser. Wenn
die Menge weniger als 0,1 mg pro 1 Liter Wasser ist, besteht die Möglichkeit, daß kein
ausreichender Effekt gezeigt wird. Wenn die Menge 10,000 mg pro 1 Liter Wasser übersteigt,
besteht die Möglichkeit, daß die Stabilität der Papierqualität negativ beeinflußt wird.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren ist der Ort der Kristallzusetzung, der eine zu der
Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form aufweist, nicht besonders eingeschränkt. Der
Kristall kann zu den Papierzeug- und Papierstoffherstellungsteilen, den Drahtteilen, den
Wiedergewinnungsteilen des Siebwassers, der Abwasserbehandlungsvorrichtung, etc. zugesetzt
werden. Es ist bevorzugt, daß der Kristall unter den obigen Bauteilen des Verfahrens zu den
Papierzeug- und Papierstoffherstellungsteilen beispielsweise zu einer Mischbütte oder zu einer
Maschinenbütte zugesetzt wird, um die Probleme, die durch Kesselstein in den Drahtteilen
ausgelöst werden, im wesentlichen zu beseitigen.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren können andere Agenzien, wenn notwendig mit dem
Kristall, der eine zu der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt; in Kombination
verwendet werden. Beispiele eines solchen Agenz enthalten übliche Kessesteinverhinderer
Beispiele dafür enthalten organische Polymere, wie Polyacrylsäure, Polymaleinsäure,
Acrylsäure und 2-Acrylamido-2-Methylpropansulfonsäure Copolymere und Acrylsäure und 2-
Hydroxy-3- Allyloxypropansulfonsäure Copolymere und Verbindungen, die Phosphor
enthalten, wie Nitrilotrimethylenphosphonsäure, Hydroxyethylidenphosphonsäure,
Phosphonbutantricarbonsäure und Natriumhexametaphosphat; Leimungsmaterial,
Papierverstärkungsmittel, Zurückhaltehilfen, Dränagehilfen; Schleimbekämpfungsmittel und verschiedene
Füllstoffe.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Präzipitate der Kesselsteinsubstanz im
Wasser in den Drahtteilen oder in den Papierzeug- und Papierstoftherstellungsteilen durch das
Hinzufügen des Kristalls, der zu der Kesselsteinsubstanz eine gleiche oder ähnliche Form
aufweist, zu dem Wasser eines der Bauteile gebildet. Da die Präzipitate der
Kesselsteinsubstanz feine Kristallteilchen sind, kann die Kesselsteinsubstanz zusammen mit dem
Rohmaterial in das Papier aufgenommen werden ohne einen negativen Effekt für das Papier-
Herstellungsverfahren oder für die Qualität der Papierprodukte auszulösen. Die Kesselsteinsubstanz
wird aus dem System des Papier-Herstellungsverfahrens in einer in das Naßnetz
aufgenommenen Form entfernt. Daher ist keine besondere Vorrichtung für die Entfernung von
Kesselstein erforderlich und die Vorbeugung von Kesselsteinbildung und Entfernung der
Kesselsteinsubstanz aus dem System heraus kann einfach erreicht werden.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Kesselsteinbestandteile im Zustand der
Übersättigung dazu gezwungen sich als Präzipitate durch das Hinzufügen eines Kristalls, der
eine zu der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt, zu dem Wasser in dem
Verfahren, abzuscheiden. Dadurch verringert sich der Grad der Übersättigung der
Kesselsteinsubstanzen und die Kesselsteinbildung wird verhindert. Um beispielsweise der
Kesselsteinbildung aus Calciumsulfat vorzubeugen, wird die Präzipitation von Calciumionen und
Sulfationen, die im Zustand der Übersättigung im Prozeßwasser vorhanden sind, durch das
Hinzusetzen eines Calciumsulfatkristalls zum Wasser gefördert. Als Ergebnis wird die
Übersättigung beseitigt und Kesselsteinbildung verhindert. Die meisten der Calciumsulfatkristalle,
die verwendet werden, um die Übersättigung zu beseitigen und die ihre erwartete Rolle
gespielt haben, werden zusammen mit den Rohstoffen in das Naßnetz transferiert und aus dem
System entfernt, obwohl ein Teil des Kristalls durch ein Sieb als Schlamm entfernt wird. Der
in das Papier transferierte Kristall bedingt keine negativen Effekte bei der Papierproduktion
oder in der Qualität des hergestellten Papiers, da der Kristall in der Form feiner Teilchen
vorliegt.
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Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zusammenzufassen, kann gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren ein größerer Effekt zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung indem
Papierherstellungsverfahren erreicht werden, als der Effekt, der mit üblichen
Kesselsteinverhinderern erreicht werden kann. Die Kristallpräzipitate der Kesselsteinsubstanz sind feine
Teilchen. Daher löst der Kristall keine Probleme bei der Papierherstellung oder der Qualität
des hergestellten Papiers aus. Der Kristall kann in das hergestellte Papier ohne weitere
Behandlung aufgenommen werden und aus dem System entfernt werden.
BEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung ist genauer mit Bezug auf die folgenden Beispiel beschrieben. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt.
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Eine Testvorrichtung und Testwasser, die die Papierstoffherstellungsteile einer
Papiermaschine simulieren, wurden verwendet. Das Flußdiagramm der Testvorrichtung wird in Fig. 1
gezeigt. Wasser, das durch Auflösen von 3,33 g Calciumchlorid und 2,96 g Natriumsulfat pro
1 Liter Wasser hergestellt wurde, wurde in Tank A plaziert. Das Wasser in Tank A enthielt
1200 mg/Liter Calciumionen und 2000 mg/Liter Sulfationen, die in Wasser gelöst waren.
Eine wäßrige Lösung wurde durch das Auflösen von Natriumsulfat in einer Menge hergestellt,
so daß die Konzentration der Sulfationen 133,340 mg/Liter waren und in Tank B plaziert.
Wasser, das ein Agenz zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung enthält, wurde in Tank C
plaziert.
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Tank D ist eine Vorrichtung, die eine Mischbütte simuliert. Das Wasser in Tank A wurde
kontinuierlich mit einer Rate von 16 Litern/Stunde und das Wasser im Tank B kontinuierlich
mit einer Rate von 60 ml/ Stunde dem Tank D zugeführt. Wasser enthaltend ein Agenz zur
Vorbeugung von Kesselsteinbildung wird kontinuierlich zu Tank D aus Tank C zugesetzt. Die
Sulfationenkonzentration in Tank D erreichte 2.500 mg/Liter und Calciumsulfatpräzipitate
wurden gebildet.
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Ein Überlaufauslaß E wurde am Tank D bereitgestellt, so daß das Wasser im Tank D
überfließt, wenn die Wassermenge 8 Liter überschreitet. Das Wasser in Tank D wurde mit einer
Rate von 10 Litern/Minute durch eine Acrylharzsäule G hindurch geleitet, die mit einer
rostfreien Stahlröhre F ausgerüstet war durch die warmes Wasser mit 50ºC hindurchgeleitet
werden konnte. Wasser für den Test wurde mit der Wäremaustauschoberfläche der rostfreien
Stahlröhre in Kontakt gebracht und dann in den Tank D zurückgeführt. Nachdem Wasser
kontinuierlich für 8 Stunden durch die Acrylharzsäule hindurchgeleitet worden war, wurde
die Menge des auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildeten Kesselsteins aus der
Gewichtszunahme der rostfreien Stahlröhre erhalten, nachdem die Röhre getrocknet wurde.
Eine Probe wurde vom Wasser in den Tank D entnommen und der Kristall wurde durch
Filtration durch einen 0,1 um Filter separiert. Der erhaltene Kristall wurde erneut in Methanol
dispergiert und die Teilchengrößenverteilung wurde gemessen.
Beispiel 1
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In Tank C wurde eine wäßrige Dispersion von 50-Gewichts% synthetischem
Calciumsulfatdihydrat (Partikeldurchmesser: 20 bis 50 um, spezifische Dichte: 2,32) plaziert und dann
Tank D kontinuierlich mit einer Rate von 0,46 ml/Stunde zugeführt. Die zugesetzte Menge
synthetischen Calciumsulfats war 20 mg pro 1 Liter der Gesamtwassermenge in Tank A und
in Tank B.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 0,02 mg/cm². Der Durchmesser der Kristallpartikel im Wasser im Tank D
war 40 bis 60 um.
Beispiel 2
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In Tank C wurde eine wäßrige Dispersion von 50-Gewichts% natürlichem
Calciumsulfatdihydrat (Partikeldurchmesser: 20 bis 50 um, spezifische Dichte: 2,32) plaziert und dann zu
Tank D kontinuierlich mit einer Rate von 0,46 ml/Stunde zugeführt. Die zugesetzte Menge
natürlichen Calciumsulfats war 20 mg pro 1 Liter der Gesamtwassermenge in Tank A und in
Tank B.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 0,05 mg/cm². Der Durchmesser der Kristallpartikel im Wasser im Tank D
war 20 bis 25 um.
Beispiel 3
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Die selben Verfahren, wie die in Beispiel 2 durchgeführten wurden mit dem Unterschied
durchgeführt, daß die Zuführungsrate der wäßrigen Dispersion von 50-Gewichts%
natürlichem Calciumsulfat 0,92 ml/Stunde war. Die zugefügte Menge natürlichen Calciumsulfats
war 40 mg pro 1 Liter der Gesamtwassermenge in Tank A und in Tank B.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 0,02 mg/cm². Der Durchmesser der Kristallteilchen im Wasser im Tank D
war 20 bis 30 um.
Vergleichsbeispiel 1
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In Tank C wurde eine wäßrige Lösung von 20-Gewichts% Natriumpolyacrylat (Molgewicht:
6.000) plaziert und dann zu Tank D kontinuierlich mit einer Rate von 3,06 ml/Stunde
zugeführt. Die zugesetzte Natriumpolyacrylatmenge war 40 mg pro 1 Liter der
Gesamtwassermenge in Tank A und in Tank B.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 2,35 mg/cm².
Vergleichsbeispiel 2
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In Tank C wurde eine wäßrige Lösung von 20-Gewichts% Natriumhexametaphosphat plaziert
und dann zu Tank D kontinuierlich mit einer Rate von 2,68 ml/Stunde zugeführt. Die
zugefügte Natriumhexametaphosphatmenge war 40 mg pro 1 Liter der Gesamtwassermenge in
Tank A und in Tank B.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 1,95 mg/cm².
Vergleichsbeispiel 3
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Das Wasser in Tank A und das Wasser in Tank B wurde zu Tank D kontinuierlich ohne das
Hinzufügen von Wasser aus Tank C zugeführt.
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Nach dem Test für 8 Stunden war die auf der Oberfläche der rostfreien Stahlröhre gebildete
Kesselsteinmenge 5,25 mg/cm².
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Die Ergebnisse der Beispiel 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 sind in Tabelle 1
gezeigt.
Tabelle 1
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, verringerte sich in den Vergleichsbeispielen 1 und 2, in denen ein
üblicher Kesselsteinverhinderer verwendet wurde, d. h. Natriumpolyacrylat oder
Natriumhexametaphosphat, die Menge des gebildeten Kesselsteins auf etwa 40% der Menge des
gebildeten Kesselsteins in dem Fall, in dem kein Kesselsteinverhinderer verwendet wurde. Im
Gegensatz dazu wurde die Menge des gebildeten Kesselsteins in den Beispielen 1 bis 3, in
denen ein Kristall, der eine zu der Kesselsteinsubstanz gleiche oder ähnliche Form besitzt,
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wurde, bemerkenswerter Weise auf
1/100 der Menge des Kesselsteins verringert, die in dem Falle gebildet wurde, in dem kein
Kesselsteinverhinderer verwendet wurde. Daher kann verstanden werden, daß das
erfindungsgemäße Verfahren zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung einen außergewöhnlichen Effekt
zur Vorbeugung von Kesselsteinbildung in einem Papier-Herstellungsverfahren zeigt. Die
präzipitierten Kristalle hatten einen Teilchendurchmesser von 20 bis 25 um oder 40 bis 60
um. Es kann davon ausgegangen werden; daß die Aufnahme dieser Kristalle keine Probleme
in dem Papier-Herstellungsverfahren oder der Qualität des hergestellten Papiers auslösen
werden.