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Intelligent Electrochemical Cooling Water Softening System

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Onlineüberwachung hilft, Kühlturmwasser frei von Kesselstein zu halten

Neue Reinigungsmethoden für die Behandlung von Wasser in Kühltürmen werden benötigt, um deren reibungslosen Betrieb sicherzustellen und zugleich Verschmutzungen zu vermeiden. Ein Unternehmen hat eine bahnbrechende, auf Rückinformation basierende Steuerung für die Entfernung von Kesselstein entwickelt. Dazu wird die Stromzufuhr reguliert.

Industrielle Technologien

Kühlturmsysteme kühlen Industrieerzeugnisse und -anlagen über zirkulierendes Wasser. Dieses gekühlte Wasser wird durch einen Wärmetauscher geleitet, der die Temperatur des Wassers aus dem Kühlturm anhebt und sie anschließend mittels Verdunstung wieder senkt. Im Zuge dieses Verdunstungsprozesses steigt die Konzentration harter Minerale an, was mit der Zeit zu Kesselstein führt. Die Herausforderung für Betreiber besteht darin, sowohl eine Verschmutzung des Wassers durch diesen Kesselstein als auch Korrosion oder Biokontamination, die beim Reinigen auftreten können, unterbinden zu müssen. Herkömmliche Behandlungsmethoden werden zunehmend kritisch wahrgenommen. Da chemische Zusatzstoffe oft gefährlich sind, wurden viele davon mittels strenger Richtlinien verboten. Sogenanntes „Ausblasen“ (mittels Dampfdruck Wasser mit Ablagerungen entfernen) ist oft nicht bezahlbar, da Wasser zunehmend als wertvolle Ressource angesehen wird. Die elektrochemische Teilelektrolyse hingegen verfügt über das Potenzial, eine kostengünstige und saubere Alternative darzustellen. Ihrer Einführung auf breiter Ebene steht jedoch der Mangel an verlässlichen Überwachungssystemen im Weg. Die EU-Finanzierung für das Projekt I-SOFT unterstützte das ausführende Unternehmen UET bei der weiteren Feinabstimmung seiner Technologie für die Entfernung von Kesselstein. Die Weiterentwicklung von I-SOFT überwacht den Zustand des Wärmetauschers und sendet Daten bezüglich der Kesselsteinbildung an den Computer von UET, damit der Kesselstein entfernt werden kann, dabei aber keine Verschmutzungen anfallen. Beim UET-Verfahren geschieht eine gezielte Erzeugung von Kesselsteinverbindungen in Reaktoren, damit diese sich nicht innerhalb der Wassersysteme aufbauen. Die Technologie unterstützt außerdem dabei, bereits vorhandenen Kesselstein in Wasser aufzulösen. Dieser wird dann in den UET-Reaktoren wiederhergestellt.

Die Überwachungsschleife für Kesselstein

Im Rahmen des Projektes I-SOFT wurden zwei Temperaturelemente am Wärmetauscher angebracht – eines am Einlass, das andere am Auslass. Wenn sich im Wärmetauscher Kesselstein ansammelte, fiel die Auslasstemperatur unter ihren Sollwert. Diese Temperaturänderung wirkte sich auf den Amperewert an der UET-Steuereinrichtung aus, die wiederum die Stromzufuhr hin zum Wärmetauscher anpasste, so dass Kesselstein vom Wärmetauscher abgelöst und wieder zurück ins Wasser gegeben werden konnte. Beim Elektrolysevorgang entsteht ein Überschuss an Hydroxid, der die Kesselsteinablagerungen abbaut. „Wir ließen uns von der Natur inspirieren, wo harte Minerale mit gelösten Gasen reagieren, indem sie Kesselstein auf Oberflächen bilden, die für derartige Ablagerungen anfällig sind. Dem gleichen Prinzip folgend sorgten wir für eine verstärkte Kesselsteinbildung in den Reaktoren selbst, damit das Wasser nicht verunreinigt wird“, so Projektkoordinator David Sherzer. Nachdem die Temperaturelemente am Einlass und Auslass des Wärmetauschers angebracht worden waren und die Stromversorgung entsprechend der verschiedenen Temperaturveränderungen geregelt wurde, zeigten Tests, dass die Temperatur des Wärmetauschers konstant blieb. Das bedeutet, dass auch die Wirksamkeit seiner Kühlfunktion erhalten blieb.

Die Versorgung mit sauberem Trinkwasser sicherstellen

In Zeiten wachsender Besorgnis um Zugang zu sauberem Wasser besteht eine der Errungenschaften von I-SOFT in einer geringeren Wahrscheinlichkeit dafür, dass das zur Trinkwassergewinnung geeignete Grundwasser in Europa durch einen Abwasserüberlauf verunreinigt wird. „Ich bin stolz darauf, erkannt zu haben, dass Kesselstein, Korrosion und Biokontamination auch ohne chemische Zusatzstoffe entgegengetreten werden kann. Es ist ein Beitrag zum Schutz von sauberem Trinkwasser, wovon letztlich alle profitieren“, so Sherzer. Zurzeit befindet sich die I-SOFT-Technologie noch in der Entwicklungsphase. Der nächste Schritt wird darin bestehen, das System in Anlagen einiger Kunden einzubinden (wo es nachträglich eingebaut werden kann) und die Ergebnisse zu beobachten, bevor die Technologie im größeren Maßstab eingeführt wird.

Schlüsselbegriffe

I-SOFT, Kühltürme, entkalken, Kesselstein, Wasser, Verschmutzung, Kontamination, Teilelektrolyse, Korrosion, Temperatur, Amperewert

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