Eine häufige Störungsursache ist die Abscheidung von Kesselstein (Wasserstein). Dabei wirken Temperaturerhöhung, Eindickung und ein Zusammenspiel chemischer Reaktionen begünstigend. Diese Reaktion zwischen Calcium- und Hydrogencarbonationen (Ca²⁺ + 2 HCO₃^-), im Zusammenhang mit den verschiedenen Kohlesäureformen, sind durch die folgenden Reaktionsgleichungen dargestellt:

CO_{2 Gas} + H₂O           ↔       H₂CO₃                        Kohlensäure

H₂CO₃ + H₂O             ↔       H₃O⁺ + HCO₃^-                 Hydrogencarbonat

HCO₃^- + H₂O              ↔       H₃O⁺ + CO₃^2-             Carbonat

2 HCO₃^-­­                     ↔       CO₃^2- + CO₂ + H₂O

Ca²⁺ + CO₃^2-              ↔       CaCO₃                        Calcit

Sämtliche aufgeführten Reaktionen sind Gleichgewichtsreaktionen, d.h. sie laufen ständig in beide Richtungen ab und bilden genau definierte, berechenbare Gleichgewichtskonzentrationen. Es ist ersichtlich, dass ein kompliziertes Wechselspiel zwischen gasförmigem und gelöstem Kohlendioxid (Kohlensäure), der H₃O⁺-Konzentration (pH-Wert) und der Hydrogencarbonatkonzentration zu einem Anstieg der Carbonatkonzentration führt, so dass das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat überschritten wird.

Kesselstein bildet sehr harte Inkrustierungen und Beläge mit geringem Wärmeleitvermögen, so dass nicht nur das Zuwachsen von Leitungen, Armaturen oder Verteilern, sondern auch die Verschlechterung des Wärmeüberganges an Wärmetauschern zu Betriebsstörungen oder zur Leistungsminderung führt. Die Tendenz eines Wassers zur Bildung von Calciumcarbonat-Ablagerungen wird durch den so genannten Sättigungsindex SI beschrieben, der auf der Basis einer Wasseranalyse berechenbar ist.

Eine gesättigte wässrige Lösung über einem Bodenkörper aus Calciumcarbonat hat einen SI von Null. Kalk lösendes Wasser hat einen negativen Sättigungsindex, Kalk abscheidendes einen positiven. Die Größe des positiven Wertes kennzeichnet, wie stark die Tendenz zur Abscheidung von Calciumcarbonat ist.

Ausgehend von einer bekannten Zusammensetzung eines Speisewassers und bekannten Betriebsbedingungen (Eindickung, Temperatur, Verweilzeit) lässt sich zumeist gut berechnen, welcher Sättigungsindex sich im Betriebswasser einstellt. Damit sind die Voraussetzungen gegeben, gezielte Maßnahmen zu ergreifen, um die Ablagerungsbildung sicher zu verhindern. Eine wirkungsvolle und gebräuchliche Technologie zu diesem Zweck ist die so genannte Threshold -Aufbereitung.

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