Het geheel olievrijmaken van voedingwater

Deze lezing is indertijd afgedrukt in De Ingenieur nummer 45 van 1918. Een naschrift is in het daaropvolgende nummer geplaatst.

---

Het geheel olievrijmaken van voedingwater.

Mededeeling in de vergadering der Afdeeling voor Werktuig- en Scheepsbouw van het Kon. Instituut van Ingenieurs van 14 September 1918,

Door het lid prof. ir. J.C. Dijxhoorn.

(Met afbeeldingen.)

In dezen kring, waar zoo velen uit de practijk aanwezig zijn, behoef ik het groote voordeel van volkomen zuiver voedingwater voor onze stoomketels niet uiteen te zetten. Wij allen zullen daaraan wel de voorkeur geven boven water, dat door de een of andere scheikundige bewerking geschikt gemaakt is voor voedingwater, omdat men hierbij toch er van afhankelijk blijft of deze bewerking door het personeel ten allen tijde volkomen juist zal worden toegepast.

Bij het gebruik van zuigerwerktuigen met oppervlak-condensatie is de cylinderolie in het condensatiewater onze vijand. Met betrekking tot het doelmatig afscheiden van deze olie heeft men de grootste ervaring bij scheepsmachines. Zooals u allen bekend is, wordt daarbij steeds het systeem gevolgd, dat de olie uit het condensatiewater wordt afgescheiden. Het afscheiden der olie uit den stoom, hetgeen wel geschiedt bij land-installaties, wilde ik heden laten rusten. Wellicht heb ik later nog eens gelegenheid daarop terug te komen, doch aan boord scheidt men de olie altijd af uit het condensatiewater en daartoe wilde ik mij heden bepalen.

Fig. 1. Bak tot het afscheiden van olie uit voedingwater. Voorreiniging.

Voor deze afscheiding gebruiken wij:

1. bakken met doelmatige schotten, waartusschen het water beurtelings omhoog en omlaag beweegt en daarbij telkens oliedeeltjes achterlaat;
2. cokesfilters, waarbij de oliedruppeltjes zich voor een deel aan de oppervlakte van de cokes hecht;
3. persfilters, waarin het oliehoudend water door filterdoeken wordt geperst.

Deze middelen geven wel resultaat, doch het gelukt in de practijk niet het water volkomen olievrij te verkrijgen.

Met een goed ingerichten bak met schotjes brengt men het eigenlijk het verste. Fig. 1 vertoont den bak, dien ik in het laboratorium voor werktuigkunde gebruik voor het water uit den oppervlak-condensor van de scheepsmachine. De grootste hoeveelheid der olie scheidt men door het verschil in soortelijk gewicht ten opzichte van water af en wel als een bruin schuim; doch er blijft in het water, ook na de meest zorgvuldige reiniging in een goed ingerichten bak, nog een witte nevel over van oliedeeltjes, die niet meer gaan boven drijven.

Laat men zulk water één, of meer weken staan, dan blijft het onveranderd: water met een olie-emulsie. Laat ik het nu maar met melkwater vergelijken, al is de kleur dan ook die van zeer, zeer verdunde melk. Filtreert men dit melkwater door filterdoek van welken aard ook, dan gaat het bijna onveranderd er door. Ik heb dit met allerlei soorten doek beproefd. De grootte der oliedeeltjes heb ik onder een microscoop gemeten: ze zijn van een orde van grootte van 11000 m.M. Het kan dus niet verwonderen, dat dit witte oliewater ook door filtreerpapier vrij wel onveranderd doorgaat.

Men kan dit wel iets verbeteren door bijvoegingen van verschillenden aard, maar die wilde ik nu juist vermijden, want iedere bijzondere stof, die men bijvoegt, geeft verontreiniging van het ketelwater of moet weer uitgefiltreerd worden.

Een machinistenmiddel om meer olie uit te filtreeren is dat men soda of anders ook een klein weinig zeewater bijvoegt, hetgeen men natuurlijk zeer ongaarne doet en dat bovendien nog slechts dan een kleine verbetering geeft ten opzichte van het filtreeren. Een ander middel, uit Zwitserland afkomstig, is dat men het water goed mengt met pijpaarde en dan filtreert. Men heeft dan groote zandfilters noodig, die telkens reiniging vereischen en hoewel men aldus een bevredigend resultaat krijgt, is dit middel toch niet practisch, vooral niet aan boord van schepen.

Nu houde men in het oog, dat de hoeveelheid olie, die zich per liter er in bevindt, wel klein is; doch wanneer het water in een ketel verdampt, dan kan die olie toch op bedenkelijke wijze accumuleeren.

De reden dat deze oliedeeltjes zich niet tot grootere druppeltjes vereenigen is, dat ze electrisch geladen zijn, alle met hetzelfde teeken; ze zijn geïoniseerd. Daardoor stooten de kleine oliedeeltjes elkaar onderling af. Dit kan men onder het microscoop heel goed waarnemen. Brengt men dan twee pooltjes in het water, dat men bezichtigt, dan ziet men alle deeltjes langzaam maar geregeld naar dezelfde pool bewegen.

Het middel om deze gelijke lading aan de kleine oliedeeltjes te ontnemen is — het ligt misschien niet zoo geheel voor de hand — dat men het water eenige oogenblikken aan een electrischen stroom blootstelt. Hetzelfde water, dat te voren door een filtreerpapier in een trechter wit gekleurd doorliep, vloeit dan kristalhelder door.

Hiervan heb ik nu gebruik gemaakt.

Fig. 2 Toestel tot electriseering.

Gelijkstroom met een spanning van 110 volt wordt aangesloten en wel de eene pool op een staaf, die midden in een horizontaal gedeelte van de voedingwaterpijp is opgehangen (fig. 2); de andere pool, de nulleider wordt met den pijpwand in verbinding gebracht en dus aan aarde gelegd.

Onmiddellijk voorbij deze zeer eenvoudige electriseerinrichting passeert het water een gewone persoliefilter (fig. 3), zooals aan boord veelal gebruikelijk, met kousen van filterdoek, gebonden over geperforeerde pijpen, zoodanig dat het water door het doek wordt geperst en binnen door deze pijpen wordt afgevoerd. Zooals bekend kan men dan in een kleine ruimte een vrij groot filteroppervlak onderbrengen.

Ik zeide reeds, dat ik verschillende soorten filterdoek heb beproefd. Filterdoek van speciale leveranciers, filterdoek, dat eenigszins op de stof van badhanddoeken leek, enz.; doch de ondervinding leerde, dat daarmede vrijwel geen olie uit het melkwater werd afgescheiden. Werkt het reservoir, waarin bruine olie wordt afgescheiden, werkelijk goed, dan werkt dit gewone filterdoek niets uit, of het water geëlectriseerd is of niet.

Fig. 3. Persfilter voor oliehoudend voedingwater. Tweede reiniging.

Ik nam ten slotte laken — gewoon biljartlaken — en toen had ik succes. Niet toen het water niet geëlectriseerd was; toen ging de witte olie onveranderd door, ook door biljartlaken; doch wanneer het water tevoren wordt geëlectriseerd dan ie het doorgeperste water kristalhelder. Het is volkomen olievrij.

Men behoeft niet bevreesd te zijn, dat dit laken nu bijzonder dikwijls uitgewasschen behoeft te worden, want de groote hoeveelheid olie, de bruine olie, is in het reservoir afgescheiden. Alleen de kleine hoeveelheid witte olie wordt tegengehouden door het laken en maakt dit bruin. Een manometer geeft aan of het filterdoek nog niet vervuild is.

Men moet echter voorzichtig zijn met de gebruikelijke constructie van pers-oliefilters (fig. 3). Deze vormt namelijk een luchtketeltje in de leiding en wanneer het voedingwater dus eenige lucht bevat, al is het ook weinig, dan verzamelt die zich in zulke filters en dan gaat de filterwerking gestadig achteruit.

Het eerste uur werkt het filter wellicht nog goed, maar daarna wordt het oppervlak, dat water doorlaat, kleiner en kleiner, omdat hel filterhuis langzamerhand met lucht wordt gevuld, en de filtersnelheid wordt dus steeds grooter en de filterwerking ten slotte onvoldoende. Het is dus noodig het water luchtvrij te maken vóór persfilter gepasseerd wordt. Dat zal men aan boord, wanneer het water aan een open voorwarmer wordt ontleend, als vanzelf doen. Hier in het laboratorium heb ik een luchtafscheidertje in de toevoerleiding tusschen de pomp en de electriseerinrichting geplaatst: een eenvoudige vlotterinrichting, die de lucht afvoert, zoodra de vlotter daalt (fig. 4). Dit had ik hier noodig, omdat het condensatiewater, dat bij proefnemingen met de scheepsmachine in het laboratorium gewogen wordt, om het stoomverbruik te bepalen, van den bak op de bascule wordt afgelaten in een bak in den kelder, die de bilge vertegenwoordigt. De lenspomp van de scheepsmachine perst dit water dan verder; maar zij zuigt uit den aard der zaak veel lucht mee, wanneer de studenten aan het wegen zijn en de pomp dan telkens niet voldoende water toegevoerd krijgt.

Fig. 4. Vlotterinrichting tot het afvoeren van lucht.

Ten overvloede is de hoogste plaats van het persfilter voorzien van een luchtkraantje, dat steeds openstaat.

Ik heb de inrichting nu verder zóó gemaakt, dat het water, dat van het persfilter afvloeit naar een bak in het ketelhuis eerst een cylinderglas passeert, waar gij u zult kunnen overtuigen, dat het water kristalhelder, olievrij is, in tegenstelling met het melkwater, dat uit den bak komt, waar alleen de bruine olie is afgescheiden.

De geheele zaak is niet nieuw, maar ik heb getracht eenige bekende zaken zoodanig te combineeren, dat een practisch geheel ontstond en dat volkomen olievrij water wordt verkregen, zonder dat volumineuse filterinrichtingen daartoe noodig zijn, zooals vereischt worden volgens de voorstellen, die wel van andere zijden zijn gedaan.

U zult in het laboratorium zien, dat de inrichting daar niet meer plaats vereischt dan de gebruikelijke aan boord van schepen en het komt mij voor, dat men er in de practijk met voordeel gebruik van zal kunnen maken.

Naschrift

Naar aanleiding van verschillende ontvangen vragen zij ter aanvulling van de beschrijving van de inrichting in het laboratorium voor werktuigkunde te Delft, in De Ingenieur van 9 November 1918, No. 45, nog vermeld, dat deze inrichting bestemd is voor het olievrijmaken van 1500 L. voedingwater per uur.