Titel: | Apparate zum Reinigen von Wasser zur Dampfkesselspeisung u. dgl. |
Fundstelle: | Band 263, Jahrgang 1887, S. 330 |
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Apparate zum Reinigen von Wasser zur
Dampfkesselspeisung u. dgl.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 261 S.
335.)
Mit Abbildungen.
Ueber Reinigung von Wasser für Dampfkessel u. dgl.
Im Journal of the Society of Chemical Industry, 1886 S.
267 besprechen Wm. Macnab und G. H. Beckett die neueren Verbesserungen in der Reinigung des Wassers zu
technischen Zwecken. Zur Entfernung von Kalk und
Magnesia aus hartem Wasser ist bereits verschiedentlich die Ausfällung
derselben durch eine Mischung von Kalkmilch und
Aetznatron empfohlen.Vgl. F. Schulze 1868 188 217. Bérenger und Stingl 1876 219 342.
F. Fischer 1876 220 377. Es gehen bei dieser Behandlung die bekannten
Reactionen vor sich:
CaO(CO2)2 + CaO
=
2CaCO3.
CaO(CO2)2
+ 2NaHO
=
CaCO3 + Na2CO3 + H2O.
CaSO4 + Na2CO3
=
CaCO3 + Na2SO4.
MgSO4 + 2NaOH
=
MgO2H2 +
Na2SO4.
Eine vollständige Entfernung des als Bicarbonat und Gyps im
Wasser enthaltenen Kalkes und der Magnesia ist durch Fällen mit Kalkmilch und
Natronlauge nicht möglich, da kohlensaurer Kalk wie auch Magnesiumhydrat im Wasser
etwas löslich sind; doch hat die Erfahrung gelehrt, daſs auf diese Weise gereinigtes
Wasser wenig Kesselstein ansetzt. Die durch eine solche Behandlung des Wassers aus
demselben abgeschiedenen Verbindungen sind sehr leicht und brauchen deshalb ziemlich
lange Zeit zum Absetzen, weshalb Behälter mit groſsen Arbeitsflächen nöthig
sind.
Diese Bedingungen für die Wasserreinigung mittels Kalkmilch und Aetznatron soll ein
von Gaillet und Huet in Lille, Frankreich, angegebener
Apparat (vgl. auch
Paul Gaillet 1886 261 *
19 und * D. R. P. Kl. 1 Nr. 34914 und 38032) erfüllen, welcher in England von Stanhope in Fulham ausgeführt wird und deshalb auch
unter dem Namen Stanhope's Wasserreiniger bekannt ist. Fig. 1 und 2 S. 332 veranschaulichen nach Armengaud's Publication industrielle, 1885/6
Bd. 30 * S. 389 einen solchen Apparat von einfacher Anordnung, welcher in bedeckten
Räumen aufzustellen ist und in der Hauptsache aus einem viereckigen Thurme D besteht, über welchen die Behälter zur Aufnahme der
Reinigungsmittel aufgestellt werden. Der Thurm D
enthält eine Anzahl unter 45° geneigter Bleche F,
welche von zwei Seiten abwechselnd zwischen einander bis nahe an die gegenüber
stehende Wand reichen und nach den beiden anderen Thurmwänden V-förmig gebogen sind.
Der oberste Behälter A enthält die Aetznatronlösung,
welche in einen der beiden Behälter B abgelassen werden
kann, worin die Mischung der Kalkmilch mit der Aetznatronlösung stattfindet. Es sind
zwei Behälter B vorgesehen, um immer in einem derselben
die Mischung vorzubereiten, während sie aus dem anderen Behälter durch einen mit
Schwimmer B1 versehenen
Schlauch b1 beständig
an der Oberfläche entnommen und mittels des Rohres d
dem Behälter E zugeführt wird. In dem letzteren wird
durch das mit dem Schwimmer E1 versehene Zulaufventil immer ein gleicher Stand der
Reinigungsflüssigkeit erhalten und somit ein gleichbleibender Auslauf derselben
durch den Hahn f in das Trichterrohr C erzielt, in welches auch durch Rohr e das zu reinigende Wasser zuläuft. Die Mischung von
Wasser mit Reinigungsmittel tritt durch den Rohrstutzen c1 unten in den Thurm D und hat, durch die Bleche F in einer Schlangenlinie aufsteigend, Zeit, die gefällten Verbindungen
abzusetzen. Oben im Thurme geht das Wasser noch durch ein Filter h aus Sägespänen und läuft dann in dem Rohre g zu seiner Verwerthung zum Kesselspeisen oder in der Wäscherei, Färberei,
Bleicherei u. dgl. ab.
Der ausgeschiedene Schlamm setzt sich im Thurme D in den
einzelnen Blechzwischenräumen an der untersten Stelle an und wird dort durch die
Hähne l in das Abfluſsrohr L abgelassen. Die Blechzwischenräume können auch durch verschlieſsbare
Oeffnungen I gereinigt werden. Die namentlich bei der
Inbetriebsetzung sich in den oberen Ecken der Blechzwischenräume ansammelnde Luft
wird durch die Hähne; in das Abblaserohr J
entlassen.
Einen Apparat für gröſsere Leistung, wie ein solcher auf den Ausstellungen zu London
und Antwerpen 1885 vorgeführt war und welcher bis 10000cbm Wasser im Tage reinigen kann, ist in Fig.
3 und 4 S. 332 veranschaulicht. Derselbe
setzt sich aus vier Einzelthürmen D zusammen und kann
im Freien ohne Bedachung aufgestellt werden; deshalb ist der Apparat auch mit einem
durch die Treppe N1
erreichbaren Rundgange zur Beaufsichtigung der gemeinschaftlichen Speisung aller
vier Thürme D, welche durch das dicke Standrohr C stattfindet, und mit einer
Fig. 1., Bd. 263, S. 332
Fig. 2., Bd. 263, S. 332
Fig. 3., Bd. 263, S. 332
Fig. 4., Bd. 263, S. 332
mit der Treppe P1 versehenen Bühne P
zur Bedienung der Behälter A und B ausgerüstet. Im Uebrigen bedeuten gleiche Buchstaben
wie in Fig. 1 und 2
gleiche Theile und ist nur zu bemerken, daſs das frische Wasser in dem Kanalrohre
C2 zugeführt wird
und dann in dem Rohre c aufsteigend sowohl durch e in das Rohr C, als auch
durch das mit Abzweigung und Auslaufhähnen versehene Rohr p zur Füllung der Behälter A und B gelangt.
Der Niederschlag, welcher aus den Hähnen l abgelassen
wird, enthält nach den a. a. O. aufgeführten Versuchen von Wm. Macnab und G. H. Beckett höchstens 20
Proc. feste Bestandtheile. Nachstehend ist die Analyse eines getrockneten Schlammes
mit wenig organischen Bestandtheilen (I) bezieh. von Schlamm mit viel organischen
Beimengungen (II) angeführt; im letzteren Falle wurde Thonerdezusatz zur weiteren Reinigung des Wassers empfohlen:
I
II
Bei Rothglut flüchtig
48,6
38,8
Kieselsäure
1,2
17,8
Thonerde
1,2
21,3
Eisenoxyd
1,5
7,7
Calciumoxyd
39,1
7,2
Magnesiumoxyd
8,0
3,1
Kohlensäure u. dgl.
0,4
4,1.
Wie die Verfasser weiter ausführen, ist der Kalkgehalt des Wassers nach der
Behandlung immer ziemlich gleich, dagegen der Magnesiumgehalt verschieden, je
nachdem Hydrat oder auch theilweise Magnesiumcarbonat gefällt wurde, da letztere
Verbindung bedeutend löslicher im Wasser ist als Hydrat. Der gröſste Theil der
Kohlensäure des Wassers kann durch Zugabe von Kalkmilch gebunden werden; aber es ist
ziemlich schwierig, den richtigen Kalkzusatz einzuhalten. Aus diesen Gründen ist
auch stark Magnesia haltiges Wasser schwieriger zu reinigen als Wasser, welches
gröſstentheils Kalk enthält. Wenn das zu reinigende Wasser viele organische Stoffe
enthält, setzt man dem Fällungsmittel ein Eisenoder Thonerdesalz und entsprechend
mehr Natron zu. Die ausgeschiedene Thonerde bewirkt dann, daſs sich der Niederschlag
rascher absetzt und auch die organischen Stoffe gröſstentheils entfernt werden. Für
4500l Wasser soll 0k,05 bis 0k,3
Thonerdesulfat zugesetzt werden.
Einen dem beschriebenen ähnlich eingerichteten Apparat zur
Wasserreinigung unter Benutzung desselben Vorganges bringen J. W. Gray und Söhne in London nach A. Howatson's englischem Patent 1885 Nr. 6351 zur
Ausführung. Derselbe ist nach Engineer, 1886 Bd. 61 *
S. 400 in Fig. 5 veranschaulicht und besteht wieder
aus einem viereckigen, durch eine senkrechte Zwischenwand in zwei Schächte
getheilten Thurme. Der eine Schacht enthält abwechselnd schräg gegen einander und
dicht gestellte Einsätze aus gelochtem Bleche und auf diesen wieder ein Filter aus
Sägespänen, während der andere Schacht frei bleibt. Ueber dem Thurme sind zwei
groſse Behälter für das Reinigungsmittel aufgestellt, aus welchen dasselbe in den einen der
darunter befindlichen, mit Schwimmerzufluſsventil versehenen kleineren Behälter
abläuft. In den zweiten gleichen Behälter gelangt das zu reinigende Wasser und in
dem einen Schachte des Thurmes geht dann die Mischung von Wasser mit
Reinigungsmittel vor sich. Beim Aufsteigen des Wassers in dem anderen Schachte des
Thurmes sollen sich die ausgeschiedenen Verbindungen absetzen, welche schlieſslich
durch die an dem trichterförmigen Boden des Thurmes angebrachten Hähne abgelassen
werden.
Fig. 5., Bd. 263, S. 334 Ein Apparat, welcher eine Grundfläche von 1m,82 × 0m,91 beansprucht und 2m,9 hoch ist, soll in der Stunde 2270l Wasser reinigen. Die Bewegung des Wassers im
Apparate erfolgt sehr langsam; die Geschwindigkeit beträgt etwa 0m,08 in der Minute, wobei das Wasser durch einen
freien Querschnitt von 0qm,18 streichen muſs.
Ueber die bei der Wasserversorgung der Stadt Antwerpen seit etwas über einem Jahre im
Betriebe stehende Anlage zur Reinigung des Wassers mittels
Eisenschwammfiltern nach dem Verfahren von Anderson (vgl. 1885 258 * 122) bringt das Genie Civil, 1886 Bd. 9 * S. 234 nähere Einzelheiten.
Hiernach sind daselbst drei liegende, mit Eisenspänen gefüllte und langsam
umlaufende Cylinder in Gebrauch und werden von dem reinigenden Wasser – 6800l in der Minute – durchflössen. Die Cylinder haben
1m,5 Durchmesser, 4m,5 Länge und sind in einem besonderen Gebäude von
9m,1 Länge, 7m,8 Breite und 3m,45 Höhe untergebracht.
Der Motor, welcher die Cylinder in Drehung zu versetzen hat, eine kleine
Dampfmaschine, ist an der Mauer des Gebäudes befestigt und betreibt eine senkrecht
zu den Cylindern liegende Welle, von der durch Kegelräderpaare kurze Achsen
getrieben werden; auf letzteren sitzen kleine Zahntriebe, welche in den am Umfange
der Cylinder angebrachten Zahnkranz greifen. Die aus Schmiedeisenplatten
zusammengenieteten Cylinder, von denen jeder mit seiner 1120k betragenden Eisenbeschickung etwa 15t wiegt, machen in der Minute etwa ½ Umdrehung.
Die Arbeitsleistung zur Bewegung der Cylinder soll für jeden 0,4 Pferd nicht überschreiten. Die
Cylinder haben abgeflachte kugelförmige Böden mit angesetzten Rohrstutzen von 0m,25 lichter Weite, mit welchen die Cylinder in
Lagerböcken ruhen. In die Rohrstutzen treten die Enden der Zulauf- und Ablaufrohre,
welche durch Stopfbüchsen abgedichtet sind. Innen besitzen die Cylinder an der
Umfangswand in einer geraden Linie 20 ebene Schaufeln und an fünf weiteren
gleichmäſsig vertheilten Stellen gekrümmte Schaufeln zu dem Zwecke, die Eisenspäne
im Cylinder aufzurühren und in steter Bewegung zu erhalten. Die ebenen Schaufeln
können, da dieselben mittels durch die Wand gesteckter Zapfen und auſsen liegender
Muttern befestigt sind, beliebig schräg eingestellt werden, um im Cylinder nach
Bedarf der Einwirkung der Wasserströmung auf die Eisenspäne, welche gegen die
Wasseraustrittseite geschwemmt würden, entgegen zu arbeiten. Vor dem Eintrittstutzen
ist im Cylinder ein Sieb gelegt, um eine bessere Vertheilung des eintretenden
Wassers zu befördern, und beim Austritte reicht das feststehende Abfluſsrohr in den
Cylinder hinein und ist dort nach oben umgebogen, so daſs nur das Wasser in der
oberen Cylinderzone abflieſsen kann und die stets durch ihre Schwere niedersinkenden
Eisenspäne nicht mit nach auſsen gerissen werden können. Die Cylinder besitzen noch
Mannlöcher zum Einbringen der Eisenspäne und zum Reinigen, ferner für letzteren
Zweck auch Ablaſshähne. Das Eisen wird in Form von Guſseisenfeile benutzt.
Den Vorgang der Wasserreinigung mittels Eisen erklärt Anderson dahin, daſs das Wasser bei dem Bespülen der fortwährend in
Bewegung befindlichen Eisenspäne etwas Eisen aufgelöst mit fortführe, welches dann
bei dem freien Austreten des Wassers an die Luft sofort oxydire (vgl. auch 1880 236 144. 1886 261 178). Das
gebildete Eisenoxyd wird durch ein darauf folgendes Filtriren des Wassers in
gewöhnlichen Sandfiltern zurückgehalten. Es ist demnach erforderlich, daſs das
Wasser eine gewisse Zeit mit den Eisenspänen in Berührung bleibt und letztere in
Bewegung erhalten werden. Bei der beschriebenen Anlage sind die Abmessungen und
Geschwindigkeiten so bestimmt, daſs 1cbm Wasser
1g,45 Eisen aufzulösen vermag. Thatsächlich
stellt sich in Antwerpen auch der wöchentliche Eisenverbrauch auf etwa 100k.
In Antwerpen wird das Wasser der Nèthe, eines aus Torfboden entspringenden Flusses,
welches eine leichte Färbung besitzt und erdige Bestandtheile mit sich führt,
gereinigt. Das aus den Cylindern kommende Wasser steigt in senkrechten Rohren, weil
dabei Eisentheilchen nicht gut mitgerissen werden können, nach einem etwa 1m höher gelegenen Behälter, muſs in demselben
durch ein schräg liegendes Sieb gehen, um hierauf in die etwas tiefer liegenden
Sandfilter geleitet zu werden. Die Anlage in Antwerpen bewährt sich vollständig und
besser, als wenn das Wasser nach der Vertheilung in Hausfiltern mit Eisenschwamm
gereinigt würde, welcher Vorschlag vor der Errichtung der Anlage gemacht macht worden war. Anderson hat ausgerechnet, daſs die Betriebskosten der
Anlage sich auf 0,2032 Pf. für 1cbm Wasser
stellen, wobei 5 Proc. für Tilgung, 10 Proc. für die Apparate und. 5 Proc. für
Zinsen in Anschlag gebracht wurden.