HVAC 6 · 2005 - Techmedia

Hændelser, der udspillede
sig for 60 millioner år siden,
har stadig indvirkning på
dansk industri, for det er
nemlig fra den tid, at det
kridtlag, der ligger under
Danmark, stammer fra.
Kridtlaget kommer op til
overfladen på Møns Klint,
mens det ligger dybere i
Vestjylland.
Det meste af det vand, der
anvendes i Danmark er
grundvand, og under sin
nedsivning i jorden optager
vandet kalk. Når vandet senere
anvendes i husholdninger
og industri, kan kalken
fælde ud og forårsage alvorlige
problemer.
Problemer med kalk
At kalkudfældninger er problematiske
er alle nok bekendte
med og et par få eksempler
kunne være kalkudfældninger
i varmevekslersystemer,
kedelanlæg og fordampningskondensatorer,
hvor kalklaget i bedste fald
betyder stærkt forringet varmeovergang
og dermed kapacitetsnedgang
og højere
energiforbrug. I værste fald
kan det betyde tilstopning af
det pågældende udstyr, der
så må udsyres elle kasseres.
Ligeledes finder kalkudfældninger
sted i rørføringer og
ventiler – der findes eksempler
på 2” rør, der reelt kun
har haft en lysning mindre
end en blyants tykkelse. Kalken
giver også problemer i
vand til vask og rengøring,
hvor der efterlades kalkskjolder
efter spuling med ledningsvand
og anvendes vandet
som procesvand, kan
kalken indgå i uønskede forbindelser,
der påvirker egen-
54
Kalkproblemer i drikkevand
kan løses
Kalk- og kridtlaget i den danske undergrund er årsag til mange problemer med udfældninger
– men der er metoder, der løser dem på en enkel måde
skaberne af det færdige produkt.
Hvad er kalk?
Det kalk, der udfældes i varmevekslere
og procesudstyr,
består for det meste af de
hårdhedsdannende metaller
kalcium og magnesium,
der går i forbindelse
med karbonat og danner
uopløselige udfældninger.
Kemisk set kan det beskrives
ved:
Ca 2+ + CO 3 2- ® CaCO3
og Mg 2+ + CO 3 2- ® MgCO3
Når man i praksis taler om,
hvor meget kalk vandet indeholder,
anvendes begrebet
hårdhed. Der findes forskelligehårdhedsbetegnelser,
og i Danmark anvender
vi de tyske hårdheder. Disse
er defineret ved:
°dH = 1/(17,86) ([Ca]/0,4 +
[Mg]/0,24), hvor koncentrationerne
[Ca] og [Mg] måles i mg/l
I Danmark ligger hårdheden
af vandet generelt omkring
15- 20 °dH i Nordjylland og
på Øerne, mens den ligger
omkring 5 - 10 °dH i Vestjylland.
Derfor fælder kalk ud
Man kan undre sig over,
hvorfor kalken fælder ud. Når
der er kalk i vandet, skyldes
det, at vandet har kunnet
opløse en vis mængde kalk
fra undergrunden. Der er
nogle helt specielle forhold,
der gør sig gældende for
kalk: Den ene ting er, at opløseligheden
for kalk falder
når temperaturen stiger. Det
Af Lars Eger Pedersen, Guldager
vil sige, at
når vandet var- mes
op, er der opløst for meget
kalk i vandet, og kalken begynder
at fælde ud. Der, hvor
temperaturen er højest, fældes
mest kalk ud som f.eks.
på hedefladerne i en varmeveksler.
Dette forhold er meget
specielt for kalk, idet opløseligheden
af salte ellers
normalt stiger, når temperaturen
stiger.
Et andet forhold der er specielt
for kalk er, at den ene
del er karbonat, der kan reagere
med kulsyre og vand og
danne bikarbonat efter følgende
reaktionsligning:
CO 3 2- + CO2 + H 2O
¬
® 2HCO 3 -
Når vand pumpes op fra undergrunden,
indeholder det
ofte bikarbonat (HCO 3 - ), men
bikarbonat fælder ikke ud
som kalk med kalcium/magnesium.
Det vil sige, at vandet
for så vidt samtidig kan
indeholde relativt store
mængder bikarbonat og kalcium/magnesium
uden, at
der sker udfældning. Imidlertid
kan man uddrive kuldioxiden
fra vandet ved beluftning
eller opvarmning. Her-
ved forskydes ovenstående
ligevægt mod venstre
og bikarbonat omdannes
til karbonat, der reagerer
med kalcium/magnesium
og fælder ud.
Opvarmning af vandet har
altså en dobbeltvirkning,
idet opløseligheden af kalk
falder samtidig med, at der
bliver mere karbonat, der
kan fælde ud. Når kalk først
er fældet ud, går det i praksis
ikke i opløsning igen,
med mindre der tilsættes
syre.
Forslag til på løsninger
Da kalkudfældninger er et
udbredt problem med store
økonomiske konsekvenser,
er der naturligvis gjort store
anstrengelser for at finde løsninger,
så man kan undgå
udfældningerne. Hos Guldager
A/S stiller man krav om,
at metoderne skal være veldokumenterede,reproducerbare
og målbare samt være
baseret på opdateret viden
indenfor kemi og fysik. Herudover
skal de være miljørigtige.
Nedenfor beskrives to gode
metoder - blødgøring og karbonisering
-, som begge opfylder
disse krav.
Blødgøring
I et blødgøringsanlæg sker
der en udskiftning af kalcium
og magnesium med natrium.
Natrium kan ikke
danne kalk Selve ionbytningen
i blødgøringsanlægget
sker ved, at vandet passerer
en beholder, der er fyldt op
med resin, der indeholder
natrium. Efterhånden som
dette natrium byttes ud med
HVAC 6 · 2005