DE1299563B

DE1299563B - Verfahren zur Verhuetung der Kesselsteinbildung beim Konzentrieren von waessrigen Salzloesungen, insbesondere Meerwasser

Info

Publication number: DE1299563B
Application number: DEK52229A
Authority: DE
Inventors: Akimoto Shinkichi
Original assignee: KURITA INDUSTRIAL CO Ltd
Current assignee: KURITA INDUSTRIAL CO Ltd
Priority date: 1962-12-31
Filing date: 1964-02-27
Publication date: 1969-07-17
Also published as: US3358740A; GB1059949A; IL20875A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung von Meerwasser und natürlicher Sole.
Wenn Meerwasser erhitzt und konzentriert wird, scheiden sich Härtebildner auf den Heizflächen ab. Es wurden schon verschiedene Vorschläge zur Behebung dieses Problems gemacht, jedoch war keiner für industrielle Anforderungen zufriedenstellend.
Zur Verhütung der Kesselsteinbildung ist es bereits bekannt, FeC12 - 6H20 oder Mineralsäure zu dem zu behandelnden Salzwasser zuzugeben. Jedoch haben diese Arbeitsweisen den Nachteil, daß die erwartete Wirkung nicht erzielt oder daß die Korrosion der Apparatur erhöht wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verhütung der Kesselsteinbildung beim Konzentrieren von wäßrigen Salzlösungen, insbesondere Meerwasser, bei welchem man diese in Gegenwart von suspendierten organischen Feststoffen eindampft, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in die einzudampfende Salzlösung Kieselsäure, Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd oder Aluminiumsilikat oder Gemische dieser Stoffe einbringt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bringt man in die Salzlösung zur Bindung von Sulfationen zusätzlich noch gelöstes CaC12 und/ oder CaSO.i oder feinteiliges, festes CaS04 - 2 H20 ein.
Das im Salzwasser vorhandene Bicarbonation führt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zur Bildung von Kesselstein, sondern das bei der thermischen Spaltung des Bicarbonations neben Kohlendioxyd anfallende Calciumcarbonat wird in Magnesiumcarbonat übergeführt, wobei sich dieses Salz in suspendierter Form in der Salzlösung befindet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Entfernung von SO., aus dem Rohwasser, z. B. in Form von Doppelsalzen vom Typ Na-#,SO, - CaS04.
Zur Erläuterung wurde der folgende Versuch durchgeflührt: Versuch 2 1 Meerwasser wurden unter Rühren zum Sieden erhitzt und verdampft, wobei die verdampfte Menge durch frisches Meerwasser ersetzt wurde. Es wurden 7 1 verdampft und auf IM- B6 konzentriert. Der in dieser Zeit abgeschiedene Niederschlag wurde analysiert, und es wurden die folgenden, in Tabelle 1 angeflührten Ergebnisse erhalten:

Alle diese Abscheidungen hafteten an der Heizfläche und bildeten Kesselstein.
Es wurde nun gefunden, daß Materialien wie Kieselsäure, bzw. Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd, sehr geeignete Neutralisierungsmaterialien für diesen Zweck sind. Wenn diese Materialien dem Meerwasser zugesetzt werden und dieses zur Konzentrierung erhitzt wird, verschwindet der größere Teil des Alkaligehalts des Meerwasgers, und der pH-Wert wird von 8,3 auf 7 herabgesetzt, und die Ausscheidung der Härtebildner unterbleibt. Die zuzugebende Menge liegt in der Größenordnung von 0,1()/() des Meerwassers. Hierbei geht bereits gebildeter Kesselstein wieder in Lösung.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 Unter Verwendung der im Versuch benutzten Apparatur wird Meerwasser verdampft. Entsprechend der verdampften Menge werden 5 1 Meerwasser zugegeben, und das Verdampfen wird unter Erhitzen fortgesetzt, worauf sich Kesselstein auf der Heizwand ansetzt. Dann werden 1 g Kieselsäure und 21 Meerwasser zugegeben, und das Heizen wird fortgesetzt. Der anhaftende Kesselstein kann vollständig entfernt werden. Die abgeschiedenen Materialien werden fil- triert und nacheinander mit Alkohol und Äther gewaschen und analysiert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

Tabelle 11

Spezifisches Gewicht '138 CaC03 M9C03 Na2S04 - 5 CaS04 - 3 H20 CaS04 -1/, H20 Insgesamt

1,14708 18,5 g 0,1243 0,6813 7,0005 0,0526 7,858

')/o 1,583 8,669 89,079 0,669 100,00

In diesem Beispiel ergibt sich ein größerer Wert 1-Lir CaCO:; als im Beispiel 2, was auf'dieTatsache zurückzuführen sein dürfte, daß die innen im Kesseistein enthaltenen Teile, die nicht direkt mit der Lösung in Kontakt kommen können, zurückbleiben. Be i sp iel 2 Die gleichen Verdampfungsversuche wie ini Beispiel 1 wurden durchgeführt, indem verschiedene Arten von Materialien von Beginn des Erhitzens an angewandt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 111 angegeben. In beiden Beispielen trat keine Kesselsteinbildung des abgeschiedenen Materials auf, alles abgeschiedene Material schwebte in der Flüssigkeit und verblieb in einem weißen, schlammigen Zustand.

Tabelle 111

Zugesetztes Material Abgetrennte Mutterlauge Abgetrenntes Material

zugesetzte Menge spezifisches IM

Gewicht CaC03 M9C0, NaSO, - 5 CaSO, - 3 H,0 caS04-/2H20 insgesamt

Kieselsäure

1 g/11 1 1,13651 17,3 g 0,0057 0,4740 5,9761 0,5870 7,0428

0/0 0,081 6,750 84,855 8,334

Aluminiumoxyd

2 g/81 1,13609 17,3 g 0,0824 1,3128 4,0250 0-4577 5,8779

% 1,082 22,334 68,476 7,788

Bei dieser durch Erhitzen bewirkten Konzentration wird bei Zugabe von CaC12 beim Konzentrieren zuerst CaSO.1 abgeschieden, jedoch bei fortschreitender Konzentrierung erscheint das Doppelsalz des Typs Na--,SO-, - CaSO.i im Schwebezustand im erhitzten Wasser. In diesem Fall ist auch gewährleistet, daß das Sulfat als Na-2SO-i - CaSO-i-Typ jeweils in Formen wie CaS0A 2 H20 CaS0, '12 H20 2 Na2S0.1 - CaSO-1 2H20 Na#.,SO., 5 CaSO., 3 H-,0 und Na2S0-1 CaSO-1 usw., je nach der Temperatur und der Konzentration des erhitzten Wassers, abgeschieden wird, Demgemäß kann das im Salzwasser enthaltene Na als Na..!SO4 in Form des Doppelsalzes gebunden werden, wobei das zuerst abgeschiedene Doppelsalz als Keimkristall wirkt und große Kristalle bildet. Das abgeschiedene Na2S01 - 5 CaSO., - 3H-20 befindet sich in schwebendem Zustand in der erhitzten Flüssigkeit, so daß bei Anordnung eines Uberlaufrohres in der Konzentriervorrichtung dieses gemeinsam mit konzentrierter Flüssigkeit aus der Heizdestillationsvorrichtung abgezogen werden kann. Das abgeschiedene Doppelsalz wächst zu größeren Kristallen, so daß es beim ruhigen Stehenlassen schnell ausfällt und leicht von der konzentrierten Flüssigkeit abgetrennt werden kann. Wenn das abgetrennte Salz der Hydrolyse unterworfen wird, wird Na2S0,1 herausgelöst, und CaS04 - 2 H20 kann in Kristallform abgetrennt werden. Die erhaltene Na2S04-Lösung kann als Rohmaterial ffir wasserfreies Glaubersalz verwendet werden, während CaSO, - 2H-20 wiederum flür die Erzeugung von Doppelsalz verwendet werden kann. Wie oben beschrieben, kann das in der salzhaltigen Flüssigkeit enthaltene Na, als Na2S0A aus der salzhaltigen Flüssigkeit erhalten werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verhütung der Kesselsteinbildung beim Konzentrieren von wäßrigen Salzlösungen, insbesondere Meerwasser, bei welchem man diese in Gegenwart von suspendierten anorganischen Feststoffen eindampft, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man in die einzudampfende Salzlösung Kieselsäure, Siliciurndioxyd, Alurniniumoxyd oder Aluminosilikat oder Gemische dieser Stoffe einbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Salzlösung zur Bindung von Sulfationen zusätzlich noch gelöstes CaCt2 und/oder CaSO., oder feinteiliges, festes CaSO-i - 2H20 einbringt.