Przedmiotem wynalazku jest sposób zapobiegania osa¬ dzaniu sie kamienia kotlowego w urzadzeniach do odparowy¬ wania zasolonej wody, np. przy przetwarzaniu zasolonej wody w wode pitna.Pod okresleniem „woda zasolona" rozumie sie wode zawierajaca w roztworze jedna lub wieksza liczbe nieorga¬ nicznych soli, co czyni ja niezdolna do celów przemyslowych i do uzytku domowego. Pojecie to obejmuje wode morska, wody slone i wody z ujscia rzek do mórz.Osadzanie sie alkalicznego kamienia kotlowego, np. wpostaci CaCO, lub MgCOH^, napowierzchniach wymiany ciepla w urzadzeniach do odparowywania zasolonej wody stanowi powazny problem, którego zródlem jest obecnosc wodoroweglanów wapnia i magnezu w zasolonej wodzie.Znany sposób traktowania takiej wody polega na calkowi¬ tym lub prawie calkowitym zobojetnianiu alkalicznej zawar¬ tosci wody przez dodawanie kwasu, zwyklekwasu siarkowego lub solnego. Sposób ten zapobiega wprawdzie osadzaniu sie kamienia kotlowego, ale ma te wade, ze dodatek kwasu po¬ woduje stosunkowo znaczne obnizenie wartosci pH za¬ solonej wody, co poteguje korozje urzadzenia. Poza tym, w praktyce trudno jest zapewnic ciagle dozowanie wlasci¬ wych ilosci kwasu do urzadzenia wyparnego»i w pewnych okresach wartosc pH wody moze byc nawet nizsza od zada¬ nej.Inny znany sposób polega na tym, ze do zasolonej wody wprowadza sie dodatki, które zmniejszaja ilosc osadzajacego sie kamienia kodowego i niekiedy zmiekczaja go. Jako tego typu dodatki, zwane dodatkami progowymi, stosuje sie 10 15 20 25 30 np. polifosforan lub kwasy widokarboksylowe, np. hydroli- zowany bezwodnik polirnaleinowy.Stwierdzono, ze stosowanie kombinowanych zabiegów, a mianowicie dozowania kwasu i dodawania strodka progo¬ wego, przynosi nieoczekiwanie korzysci.Sposób zapobiegania osadzaniu sie kamienia kotlowego na powierzchniach wymiany ciepla w urzadzeniach do odparowywania zasolonej wody, zawierajacej alkaliczne wodoroweglany, wedlug wynalazku polega na tym, ze do zasolonej wody dodaje sie kwas mineralny w takiej ilosci, aby zobojetnic tylko czesciowo alkalicznosc wodorowegla- nowa i do czesciowo zobojetnionej wody zasolonej dodaje sie srodek zapobiegajacy tworzeniu sie kamienia kotlowego,.Kwas dodaje sie w takiej ilosci, aby wartosc pH zasolonej wody w urzadzeniu nie byla mniejsza niz 7,5 w tempera¬ turze 25 °C.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze sposób wedlug wynalazku zapobiega osadzaniu sie kamienia kotlowego w stopniu znacznie wiekszym od tego, którego moznaby oczekiwac biorac pod uwage skutecznosc kwasu i srodka jako dodatków stosowanych pojedynczo i równoczesnie. Kamien, który ewentualnie osadza sie, jest miekszy niz ten, który osadza sie przy stosowaniu samego srodka progowego lub samego kwasu, dodanego w ilosci mniejszej od wynikajacej z obliczen stechiometrycznych. Pioniewaz zas zgodnie z wynalazkiem zobojetnianie za pomosca kwasu jest tylko czesciowe, prze¬ to unika sie korozji w rozmiarach wystepujacych przy stosowaniu kwasu w znany sposób.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku wartosc pH wody w urzadzeniu wynosi, jak wyzej wspomniano, 108 4223 co najmniej 7,5. Korzystnie jednak wartosc ta wynosi co najmniej 8. Nalezy nadmienic, ze dwutlenek wegla wytwa¬ rzajacy sie podczas procesu zobojetniania nie powoduje obnizenia wartosci pH wody, gdyz ulatnia sie z wody prak¬ tycznie biorac calkowicie.Ilosciowy stosunek kwasu do dodawanego srodka inhibi- tujacego powstawanie kamienia zalezy od szeregu czynników, np. od wlasciwosci zasolonej wody i od charakterystyki wyparki. Korzystnie dodaje; sie kwas w takiej ilosci, aby zobojetnic mniej niz 30%,'zwlaszcza 30—80%, a najko¬ rzystniej 50—70% alkalicznosci wodoroweglanowej. Bada¬ nia wykazaly, ze bardzo korzystne wyniki uzyskuje sie do¬ dajac kwas w takiej ilosci,,aby alkalicznosc wcdoroweglano- waifbgla JZpbojetoione ^w 50%. Ilosc srodka inhibitujacegp powstawanie kamienia wynosi 0,5—20 czesci na milion korzystnie 0,5—10, a zwlaszcza 0,5—5 czesci na milion.Ilosc ta mozesie oczywiscie zmieniac w zaleznosci od okolicz¬ nosci.. ......... i Zgodnie w wynalazkiem, ze wzgledu na koszt i latwa dostepnosc stosuje sie korzystnie kwas mineralny, taki jak kwas siarkowy lub solny. Jako srodki inhibitujace stosuje sie znane srodki tego typu, takie jak polifosforany, poliakry- lany, polimetakrylany, fosfoniany, aminofosfoniany, poli¬ mery kwasów karboksylowych, takie jak hydrolizowane bezwodniki polimaleinowe o ciezarze czasteczkowym 300— 5000, opisane w opisie patentowym RFN-DOS nr 2 159 172 oraz~lc6polimery rub~terpólimery nienasyconych kwasów z jednym lub kilkoma innymi monomerami.Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany w, rÓTriego typu urzadzeniach do odparowywania zasolonej wody w celu otrzymania swiezej wody, takich jak urzadzenia do odparowywania przez wielostopniowe rozprezanie ogrzanej wody lub wyparki takie jak pionowo, rurowe z cienka warstwa cieczy, poziome wyparki rurowe z rozpylaczami lub wyparki.z rurami.zanurzonymi..., . , Kwas i srodek inhibitujacy mozedodawac do zasolonej wody oddzielnie lub uprzednio zmieszane. Srodekstosowany zgodnie z wynalazkiem stanowi zestaw kwasu mineralnego,- zwlaszcza solnego lub siarkowego i opisanego wyzej dodatku mlubitójacegó wiloscr0,5^-50% wagowych w stosunku do kwasu. Korzystnie srodek ten zawiera ~ 0,5-^25%, a zwlaszcza 0,5-^12,5% wagowych dodatku inhibitujacego, w stosunku do ilosci kwasu. Wynalazek jest dokladniej zilustrowany w* nizej podanych przykladach. . .*; ; Pr zy kla dyl—XXI. Próby prowadzi sie w sposób opisany przez Elliot i in. w III International Symposium on Fresh Water from the Sea, toin, 1, str. 46. Sposób ten polega na tym, ze morska wode traktuje sie kwasami i/lub dodatkami podanymi w tablicach i w sposób ciagly wprowa¬ dza do komory badan, majacej przewód odprowadzajacy zasolona* wode. Zawartosc komory miesza sie za pomoca powietrza, które równoczesnie sluzy do usuwania dwutlenku wegla z roztworu, a równoczesnie ogrzewa sie para wodna wprowadzana do rury w ksztalcie litery U, umieszczonej w komorze centralnie. Ogrzewanie prowadzi sie tak, aby utrzymac zadana temperature wody w ciagu 2 tygodni, po czym usuwa sie kamien osadzony na rurze parowej i na scianach komory, suszy go i wazy. Stopien osadzania sie kamienia na rurze parowej oblicza sie jako' ilosc kamienia osadzonego na tej rurze w przeliczeniu na 1 litr wody mors¬ kiej wprowadzonej do komory, a calkowite osadzenie sie kamienia okresla sie jako ilosc kamienia osadzonego na rurze parowej i na scianach komory w przeliczeniu ne 1 litr wody morskiej wprowadzonej do komory. 422 4 Zahamowanie procesu osadzania sie kamienia oblicza sie w procentach z nastepujacego równania: B —T % zahamowaniaosadzania sie kamienia= x 100 B 5 w którym B oznacza stopien osadzania sie kamienia kotlo¬ wego na rurze parowej bez dodawania srodka zapobiegaja¬ cego osadzania sie kamienia, a T oznacza stopien osadzania sie kamienia na rurze parowej przy dodaniu badanego srodka.We wszystkich próbach porównawczych i przykladach 10 procesu wedlug wynalazku jako kwas stosuje sie kwas siarkowy i wartosc pH wody poddanej obróbce jest wieksza niz 8. Badanie prowadzi sie w temperaturze 104—120°C, przy czym najpierw prowadzono próby bez dodawania kwasu i srodka inhibitujacego, a nastepnie stosujac 50% 15 i 75% teoretycznie obliczonej ilosci kwasu, Ifcz bez innego dodatku. Wyniki tych prób podano w tablicy 1.Tablica 1 Ilosc dodanego kwasu (%) 0 75 .¦¦ '. .o ¦ :- • --50,,..,, Tempe¬ ratura (°C) 104 104 104 120 , 120 Stopien osadzania sie kamienia w mg/litr na rurze parowej 16,9 11,2 4,3 10,5 9,7 lacznie 60,7 24,0 14,8 , 22,9 17,7 Stopien zahamo¬ wania (%) 0 34 74 0 8 1 Dalsze próby prowadzi sie stosujac rózne dodatki inhibi¬ tujace, zarówno same jak i z kwasem, podane w tablicach 2—7, w których podano równiez uzyskane wyniki. 35 * Tablica2 '.Stosowanie polibezwodnika maleinowego^ przykladi ¦¦ ¦ Numer ] l' '' ' ¦ — 1 — II ' — r iii — 1 IV — — v — ! vi — VII — VIII — 1 ix \l-.: ¦' ' ,;""';:. dodatku Stezenie (ppm) ó,i 1,0 0,5 2,0 1,0 4,0 2,0 8,0 4,0 3,0 5,0 3,0 10,0 5,0 2,0 0,5 4,0 1,0 8,0 2,0 la.Ilosc do kwasu ( Ó 0 : 50 0 50 : 0 50 0 50 0 0 50 0 50 0 75 0 75 0 75 o ca Temper rl04 104 104 104 104 104 104 104 104 120 120 120 120 120 104 104 104 104 104 104 1 ~ Stopien osadzania .sie kamienia . w mg/litr na rurze 31,9 19,3 12,3 12,7 5,0 6,75 1,3 0,5 0,12 8,7 1,5 0,76 2,8 1,12 12,7 2,8 6,75 0,59 0,5 0,51 la- cznie 58,2 40,7 22,8 14,3 15,6 35,8 12,3 26,0 6,5 17,6 11,8 9,1 14,2 6,5 14,3 9,6 35,8 12,8 26,0 10,0 1 ¦ ctf zahamow Stopien nia % —88 —14 27 25 70 60 \ 92 97 99 17 86 93 73 89 25 83 60 96 97 97 15 Tablica 3 108 422 6 Tablica 6 Stosowanie kwasu poliakrylowego o temperaturze 104 °C Stosowanie zwiazku o wzorze CH3CH2C (NH2) (PQ3H2)2 w temperaturze 104°C Numer przy¬ kladu X XI XII | XIII Stezenie dodatku (ppm) 1,0 0,5 2,0 1,0 4,0 2,0 8,0 4,0 Ilosc doda¬ nego kwa¬ su (%) 0 50 0 50 0 50 0 50 Stopien osadzania sie w mg/litr na rurze 13,5 3,8 8,7 2,3 5,0 0,8 1,4 0,55 lacznie 32,0 15,6 27,1 15,4 24,2 6,1 21,5 10,3 1 Sto¬ pien zaha- mo- wa- nia % 20 77 48 86 70 95 92 97 | 1 ! CL. | ¦9 •8 •a * I CO w hH M XIV XV 3,0 1,5 5,0 2,5 0 50 0 50 Stopien osadzania sie w mg/litr lacznie 6,8 0,78 0,97 0,42 31,2 11,1 28,5 8,1 co £ 60 95 94 97 Tablica 5 Stosowanie kwasu aminotrój metylenofosfonowego w temperaturze 104 °C 1 ¦§ i Numer przy ^_ XVI — XVII datku Stezenie do< (ppm) 3,0 2,0 5,0 3,0 & Ilosc dodan kwasu (%) 0 50 0 50 Stopien osadzania sie w mg/litr na rurze 11,6 4,9 6,2 1,5 lacznie 25,0 16,7 29,3 6,4 i o Stopien zah wania 31 71 63 91 | 10 15 Tablica 4 Stosowanie terpolimeru z bezwodnika maleinowego, octanu winylu i akrylanu metylu w stosunku molowym 9:2:1, w temperaturze 104°C 25 30 35 40 45 50 55 60 Wyniki podane w tablicach wykazuja skutecznosc spo¬ sobu wedlug wynalazku, a poza tym dowodza, ze zgodnie z wynalazkiem skutecznosc zapobiegania osadzaniu sie kamienia jest wieksza niz osiagana przy stosowaniu samego dodatku bez kwasu lub samego kwasu bez dodatku inhibi- 65 rkladu Numer przj — XVIII — XIX — XX datku Stezenie do (ppm) 2,0 1,0 3,0 1,5 5,0 3,0 o tu Ilosc dodan kwasu (%) 0 50 0 50 0 50 Stopien osadzania sie w mg/litr na rurze 7,74 1,87 1,74 1,0 0,39 0,3 lacznie 13,7 6,82 5,5 4,6 5,16 5,6 o Stopien zah. wania % 54 1 90 90 94 98 98 | Tablica 7 Stosowanie kwasu polimetakrylowego w temperaturze 104 °C rkladu CL Numer — XXI 1 •3 ¦8 Stezenie (ppm) 12,0 6,0 a 1S Ilosc do kwasu ( 0 50 Stopien osadzania sie w mg/litr na rurze 4,42 0,9 lacznie 26,7 10,9 amo- Stopien wania 74 95 | tujacego, uzytych w takich samych ilosciach, poniewaz zgodnie z wynalazkiem 50—75% alkalicznosci wodorowe- glanowej ulega zobojetnieniu przez kwas, dzieki czemu proporcjonalnie mniejsza ilosc dodatku pozwala na uzyska¬ nie efektu takiego, który w braku kwasu wymagalby uzycia wiekszej ilosci tego dodatku.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zapobiegania osadzaniu sie kamienia kotlowego przy odparowywaniu zasolonej wody zawierajacej alkalicz¬ nosc pochodzaca od wodoroweglanów, znamienny tym, ze do zasolonej wody dodaje sie kwas mineralny w takiej ilosci, aby zobojetnic czesciowo, ale nie calkowicie, alkalicznosc wodoroweglanowa i aby wartosc pH zasolonej wody prze¬ plywajacej przez urzadzenie do odparowywania ulegla zmniejszeniu do nie ponizej 7,5, przy czym do wody dodaje sie równiez dodatek inhibitujacy osadzanie sie kamienia kotlowego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kwas mineralny stosuje sie kwas siarkowy lub Solny. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatek inhibitujacy osadzania sie kamienia kodowego, stosuje sie polifosforan, poliakrylan, poilmetakrylan, fosfo- nian, aminofosfonian, kwas wielokarboksylowy albo kopo¬ limer lub terpolimer nienasyconego kwasu z jednym lub kilkoma monomerami. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze kwas dodaje sie w takiej ilosci, aby zobojetnic 30—80%, korzystnie 50—70% alkalicznosci pochodzacej od wodoro¬ weglanów. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze dodatek inhibitujacy dodaje sie w ilosci 0,5—40, korzystnie 0,5—5 czesci na milion czesci zasolonej wody. PL