Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Eindampfen oder Eindicken von Abwässern aus chemischen Prozessen, Reinigungs- oder Spülprozessen oder von wasser- oder lösungsmittelhaltigen Rückständen, mit mindestens einem Verdampfer, den die Abwässer oder Rückstände zum Eindampfen zuführbar sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Vorbehandlung von metallischen Teilen mittels flüssiger Chemikalien für eine nachfolgende Lackierbehandlung oder Farbpulverbeschichtung mit einer Mehrzahl von Behandlungsstationen zur Durchführung einer Tauch- oder Sprühbehandlung, insbesondere die Abwasserbehandlung bei einer Vorbehandlungsanlage.
In der chemischen Industrie, in der Galvanik und bei Prozessen zur Oberflächenbehandlung, z.B. durch Lackieren, fallen zahlreiche Abwässer, Spülflüssigkeiten, Rückstände oder dergleichen an.
Derartige Abwässer oder Rückstände müssen entsorgt werden und - soweit möglich, wieder rezykliert werden.
Schwach konzentrierte, flüssige Abfälle werden vielfach in Verdampfern eingedampft, bis ein hoch konzentrierter Rückstand zurückbleibt, welcher entsorgt wird oder gegebenenfalls nach einer weiteren Behandlung wieder rezykliert werden kann.
Bei einer derartigen Abfallentsorgung in einem Verdampfer besteht häufig das Problem, dass die einzudampfenden Abwässer oder Rückstände zu Ablagerungen am Verdampfer und nach längerem Gebrauch sogar zur Unbrauchbarmachung des Verdampfers durch starke Verkrustungen führen können.
Aus diesem Grunde wurde versucht, das Ansetzen derartiger Rückstände im Verdampfer beispielsweise durch Schaber zu vermeiden, die an den Innenwänden des Verdampfers rotieren (vergleiche CH 645 277).
Durch den Einsatz von Schabern kann zwar das Ansetzen von Rückständen vermindert werden, jedoch wird dadurch der Aufbau des Verdampfers verkompliziert und in den Verdampfer werden zusätzlich Verschleissteile eingebracht.
Bei manchen Abwässern besteht darüber hinaus das Problem, dass bei Erhitzung auf Siedetemperatur sich Bestandteile absetzen können, die nur schwer durch mechanische Hilfsmittel entfernt werden können, wie dies zum Beispiel bei Zinkphosphatierbädern der Fall ist. Bei der Behandlung mancher Rückstände in einem Verdampfer besteht weiterhin die Gefahr, dass sich die Rückstände beim Aufheizen bis auf Siedetemperatur zersetzen. So fallen beispielsweise bei Lackieranlagen, in denen wasserlösliche Lacke verwendet werden, Lackrückstände an, die mit Wasser verdünnt sind.
Eine Möglichkeit zur Behandlung solcher Lackrückstände besteht in der Ultrafiltration solcher Rückstände. Jedoch ist eine derartige Behandlung problematisch, da sich die verwendete Membran meist nach einer gewissen Zeit zusetzt.
Das Eindampfen solcher Lackrückstände in einem Verdampfer würde jedoch zu einem Zersetzen führen, da sich derartige Lacke bereits bei Temperaturen etwa im Bereich zwischen 50 und 60 DEG C zersetzen.
Aus der älteren deutschen Patentanmeldung P 4 140 500.5-43, welche nicht vorveröffentlicht ist, ist eine Vorrichtung zum Verdampfen von Abwässern bekannt, welche einen Badwärmetauscher zur Erwärmung von Bädern einer Reinigungs- oder Vorbehandlungsanlage aufweist, der mittels eines Brenners beheizt ist. Der Verdampfer zum Verdampfen der Abwässer bildet dabei mit dem Badwärmetauscher eine Einheit, welche vom Brenner gemeinsam beheizt ist.
Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, dass bei der Direktbeheizung des Verdampfers durch den Brenner sowohl ausserhalb als auch innerhalb des Verdampfers im Laufe der Zeit starke Ablagerungen auftreten können.
Durch die ältere deutsche Patentanmeldung P 4 203 767.0-43, welche gleichfalls nicht vorveröffentlicht ist, ist eine weitere Vorrichtung zum Verdampfen von Abwässern bekannt geworden, bei welcher der Verdampfer innerhalb eines Trockners angeordnet ist und so direkt über die erhitzte Trocknerluft beheizt wird.
Auch hierbei ist eine Ablagerung von Rückständen innerhalb und ausserhalb des Verdampfers zu befürchten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, eine Anlage zum Eindampfen oder Eindicken von Abwässern aus chemischen Prozessen, Reinigungs- oder Spülprozessen oder von wasser- oder lösungsmittelhaltigen Rückständen gemäss der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein Eindampfen oder Eindicken in schonender Weise unter weitgehender Vermeidung des Absetzens fester Rückstände im Verdampfer und des Zersetzens der Abwässer oder Rückstände durchgeführt werden kann. Des weiteren soll der Eindampfprozess auf möglichst energiesparende Weise erfolgen. Ferner soll eine Vorbehandlungsanlage der eingangs genannten Art derart verbessert werden, dass deren Abwasserbehandlung auf möglichst einfache und energiesparende Weise ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Anlage zum Eindampfen oder Eindicken von Abwässern aus chemischen Prozessen, Reinigungs- oder Spülprozessen oder von wasser- oder lösungsmittelhaltigen Rückständen aus Lackieranlagen mit einem beheizten Bad gelöst, mit mindestens einem Verdampfer, dem die Abwässer oder Rückstände zum Eindampfen zuführbar sind, der von der Badflüssigkeit beheizt ist und der mit einer Vakuumquelle verbunden ist.
Infolge der Beheizung des Verdampfers durch ein Bad bei gleichzeitiger Beaufschlagung des Verdampfers durch ein Vakuum kann beim Eindampfprozess die Wärmeenergie eines wasserhaltigen Bades, das eine erhöhte Temperatur aufweist, für den Eindampfprozess ausgenutzt werden. Je nach gewähltem Unterdruck wird die Verdampfungstemperatur entsprechend erniedrigt, wobei Anhaltswerte für die Siedetemperatur bei im wesentlichen wasserhaltigen einzudampfenden Medien aus einer Dampfdrucktabelle entnommen werden können. Erfindungsgemäss wird nun die Siedetemperatur möglichst so weit erniedrigt, dass gleichzeitig die Restwärmeenergie eines Bades zur Beheizung ausgenutzt wird. Dadurch ergibt sich ein äusserst schonender Eindampfprozess, welcher gleichzeitig energiesparend ausgeführt wird.
Infolge der erniedrigten Verdampfungstemperatur setzen sich erheblich weniger Rückstände im Verdampfer ab und ein Ausfallen einzelner Bestandteile aus den Abwässern oder Rückständen oder deren Zersetzung wird weitgehend vermieden. In der erfindungsgemässen Anlage lassen sich somit auch wasserhaltige Lackrückstände aus Lackieranlagen behandeln und so weit eindampfen, dass die Lackrückstände als Lack wieder verwendbar sind, wobei eine Zersetzung durch die stark erniedrigte Verdampfungstemperatur vermieden wird.
Durch die erniedrigte Verdampfungstemperatur wird auch die Korrosionsgefahr verringert.
Darüber hinaus ist es auch möglich, in der erfindungsgemässen Anlage lösungsmittelhaltige Lackrückstände aus Lackieranlagen schonend so weit einzudampfen, dass die Lackrückstände als Lack wiederverwendbar sind. Durch die niedrigen Oberflächentemperaturen am Verdampfer sowie die glatten Innenwände und die im Inneren nicht notwendigen Heizflächen können so auch lösungsmittelhaltige Lackbestandteile beispielsweise aus Spritzkabinenumlaufwasser eingedickt bzw. aufkonzentriert werden. Dabei kann vorteilhafterweise die Vakuumquelle mit einer Abluftreinigungsanlage, z.B. einer Aktivkohleanlage gekoppelt werden, um die beim Verdampfen austretenden Lösungsmittel zu adsorbieren.
Gleichzeitig besteht hierbei durch die niedrigen Wandtemperaturen des Verdampfers ein Explosionsschutz, so dass bei einer Betriebstemperatur des Verdampfers um etwa 70 DEG C keine weiteren Massnahmen zum Explosionsschutz notwendig sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Verdampfer innerhalb des Bades angeordnet und nicht isoliert sein.
Bei dieser Ausführung kann beim Eindampfen von wassergefährdenden Stoffen eine zusätzliche Auffangwanne entfallen, welche bei einem extern angeordneten Verdampfer notwendig ist, wobei gegebenenfalls sogar eine Säureschutzauskleidung erforderlich wäre.
Durch die erfindungsgemässe Integration eines Verdampfers in ein Bad wird darüber hinaus insgesamt der Platzbedarf der Gesamtanlage verringert, wodurch sich zusätzliche Kostenvorteile ergeben.
Da infolge der Direktbeheizung des Verdampfers durch die Badflüssigkeit auf die Isolierung des Verdampfers verzichtet werden kann, wird einerseits der Wärmeübergang und somit der Wirkungsgrad des Verdampfers verbessert und andererseits der Aufbau des Verdampfers vereinfacht und eine Kostenreduzierung erreicht. Infolge der nicht notwendigen Isolierung ist der Verdampfer ferner auch besser von aussen zugänglich und kann so leichter gewartet und gegebenenfalls repariert werden.
In alternativer Ausführung kann der Verdampfer auch ausserhalb des beheizten Bades angeordnet sein und eine Wärmeisolation aufweisen.
In Ausnahmefällen kann eine derartige Anordnung vorteilhaft gegenüber der Anordnung des Verdampfers innerhalb des Bades sein, sofern eine Anordnung innerhalb des Bades aus Platzgründen problematisch ist.
Erfindungsgemäss wird die Wärmeenergie eines beheizten Bades der Gesamtanlage zur Beheizung des Verdampfers ausgenutzt. Wenn das Bad nicht durch andere Anlagenteile ohnehin beheizt wird, so wird hierzu in der Regel eine Heizung in das Bad eingebracht, welche als Wärmetauscher oder auch beispielsweise als elektrische Direktheizung ausgebildet sein kann.
Der Verdampfer kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch die Badflüssigkeit von aussen beheizt sein. Dabei ist es möglich, die Heizung zur Beheizung der Badflüssigkeit in einem anderen Bad unterzubringen als den Verdampfer.
Hierzu kann der Verdampfer vorteilhaft als Doppelmantelverdampfer ausgebildet sein, dessen Doppelmantel von der Badflüssigkeit durchströmt wird. Beispielsweise kann sich der Verdampfer in einem Bad befinden, während die Heizung in einem anderen Bad angeordnet ist und die aufgeheizte Flüssigkeit dem Verdampfer mittels einer Pumpe über eine entsprechende Zuführleitung zugeführt wird, während das Ausflussende des Doppelmantels über eine Rückflussleitung mit dem beheizten Bad verbunden ist.
Grundsätzlich wäre es möglich, bei dieser Anordnung den Verdampfer auch wie zuvor erwähnt ausserhalb eines Bades anzuordnen und entsprechend zu isolieren, sofern dies in Ausnahmefällen vorteilhaft ist.
Obwohl es grundsätzlich bevorzugt ist, dass der Verdampfer von aussen beheizt ist, so dass innerhalb des Verdampfers keine zusätzlichen Einbauteile durch Rohrschlangen und dergleichen erforderlich sind und so der Verdampfer leicht von innen gereinigt werden kann und ein Absetzen von Ablagerungen weitgehend verhindert wird, kann der Verdampfer auch zusätzlich von innen durch die Badflüssigkeit beheizt werden, um die Leistung des Verdampfers zu steigern und so insgesamt bei einem kleineren Verdampfervolumen einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen, oder um einen ausserhalb des Bades angeordneten Verdampfer von innen zu beheizen.
Hierzu können innerhalb des Verdampfers Rohrschlangen oder dergleichen angeordnet sein, durch die beheizte Badflüssigkeit vorzugsweise bei Unterstützung durch eine Pumpeinrichtung strömt. Die Pumpe kann sich hierbei unmittelbar innerhalb des Bades befinden, innerhalb dessen der Verdampfer angeordnet ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Badflüssigkeit mittels einer Agitationseinrichtung umgewälzt werden.
Hierdurch wird gleichfalls ein verbesserter Wärmeübergang erreicht, so dass die Verdampferleistung gesteigert werden kann. Bei vielen Anlagen ist ohnehin eine Umwälzung des Bades vorgesehen, so beispielsweise bei Vorbehandlungsanlagen zur Vorbehandlung von metallischen Teilen für eine nachfolgende Lackierbehandlung oder Farbpulverbeschichtung. Auch Bäder, welche im Galvanikbereich verwendet werden, sind meist ohnehin mit einer entsprechenden Agitationseinrichtung versehen, werden beispielsweise mit Pressluft besprudelt, was zu einer sehr wirkungsvollen Badumwälzung führt.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung kann auch innerhalb des Verdampfers eine Agitationseinrichtung zur Umwälzung des einzudampfenden Mediums vorgesehen sein.
Auch hierdurch wird die Verdampferleistung gesteigert.
Des weiteren kann der Verdampfer innerhalb des Bades an einer nachgiebigen Halterung befestigt sein, so dass sich bei einer Umwälzung des Bades durch entsprechende Agitationseinrichtungen ein Nachschwingen des Verdampfers an seiner Halterung ergibt, wodurch der Bewegungseffekt verstärkt wird.
Insgesamt werden durch die verschiedenen erfindungsgemäss möglichen Massnahmen die Verdampferleistung wirkungsvoll gesteigert und die Energieverluste vermindert. Dies führt zu einer Verkleinerung der Baugrösse des Verdampfers bei einer vorgegebenen erforderlichen Leistung.
Somit lassen sich erfindungsgemäss in vielen Fällen auch Verdampfer mit einer Glaswandung einsetzen, deren Baugrösse aufgrund von Herstellungsproblemen begrenzt ist. Glasverdampfer werden bevorzugt bei besonders aggressiven Chemikalien eingesetzt, bei welchen nicht rostender Stahl keine ausreichende chemische Widerstandsfähigkeit aufweist.
Infolge der erfindungsgemäss gesteigerten Verdampferleistung und der damit verbundenen kleineren Baugrösse des Verdampfers ergeben sich bei gleichem Verdampferdruck geringe Kräfte auf die Verdampferwandung, so dass diese einerseits einfacher ausgeführt werden kann und andererseits eine bei grösseren Verdampfern vorgeschriebene technische Abnahme vielfach entfällt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Verdampfer über mindestens eine Zuführleitung und mindestens ein Ventil mit mindestens einem Bad oder Vorratsbehälter verbindbar, um die Abwässer oder Rückstände aus dem Bad oder Vorratsbehälter unter Unterdruckwirkung anzusaugen.
Da der Verdampfer erfindungsgemäss unter Unterdruck betrieben wird, kann so die Unterdruckwirkung ausgenutzt werden, um den Verdampfer auf einfache Weise mit den einzudampfenden Abwässern oder Rückständen zu versorgen. So entfallen die sonst notwendigen zusätzlichen Pumpeinrichtungen und dergleichen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der im Verdampfer erzeugte Dampf einem weiteren Anlagenteil zur Restwärmenutzung zugeführt.
Diese Massnahme hat den Vorteil, dass die erfindungsgemässe Anlage auf möglichst energiesparende Weise betrieben wird.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der erzeugte Dampf einem Wärmetauscher oder Kühler zugeführt.
Der hohe Energiegehalt des erzeugten Dampfes kann so in dem Wärmetauscher oder Kühler ausgenutzt werden, um andere Anlagenteile zu beheizen, beispielsweise um ein Behandlungsbad aufzuheizen.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der Wärmetauscher oder Kühler, dem der Dampf zur Restwärmenutzung zugeführt wird, mit Luft gekühlt, wobei die erwärmte Kühlluft vorzugsweise als Zuluft einem weiteren Anlagenteil zugeführt werden kann.
Diese Massnahme hat den Vorteil, dass in der erfindungsgemässen Anlage einerseits etwa ein Eindampfen von Lackresten aus einer Lackieranlage erfolgen kann, während andererseits die dabei erzeugte überschüssige Wärme zur Erwärmung der Zuluft für die Lackieranlage verwendet werden kann.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Vakuumquelle eine Wasserstrahlpumpe auf.
Da die in dem Verdampfer zu behandelnden Abwässer oder Rückstände chemisch aggressiv sein können, sind normale Vakuumpumpen vielfach nicht einsetzbar, um den notwendigen Unterdruck im Verdampfer zu erzeugen. Gemäss dem genannten Merkmal der Erfindung wird daher eine Wasserstrahlpumpe verwendet, welche einen äusserst einfachen Aufbau aufweist und gegenüber chemisch aggressiven Medien unempfindlich ist und sogar beim Ansaugen von Medien mit relativ hoher Viskosität störungsfrei arbeitet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Wasserstrahlpumpe aus einem Auffangbehälter über eine Pumpe im Kreislauf gespeist.
Auf diese Weise wird die Erzeugung zusätzlicher Abwässer vermieden und das in der Wasserstrahlpumpe anfallende Kondensat kann von Zeit zu Zeit entnommen werden und gegebenenfalls als Rezyklat wieder verwendet werden.
Je nach Art der einzudampfenden Abwässer oder Rückstände kann der im Verdampfer zurückbleibende Rückstand entweder weiter verdünnt werden, indem weitere flüssige Abwässer angesaugt werden oder indem bei Erreichen einer bestimmten Viskosität des Mediums im Verdampfer die Vakuumquelle abgeschaltet wird, so dass der im Verdampfer verbleibende Rückstand in Schlammform über ein Ventil entnommen werden kann und gegebenenfalls mit Hilfe einer Schlammpumpe abgesaugt werden kann.
Gegebenenfalls kann nach Einstellen des Umgebungsdruckes im Verdampfer auch ein Deckel geöffnet werden, um die Rückstände aus dem Verdampfer entleeren zu können. Hierzu kann der Verdampfer innerhalb des Bades derart angeordnet sein, dass der Deckel ausserhalb des Bades angeordnet ist und von aussen geöffnet werden kann, ohne dass hierzu das Bad abgelassen werden muss oder der in der Gesamtanlage durchgeführte Behandlungsprozess unterbrochen werden muss.
Die zuvor beschriebene erfindungsgemässe Anlage zum Eindampfen von Abwässern oder Rückständen lässt sich besonders vorteilhaft bei einer Anlage zur Vorbehandlung von metallischen Teilen mittels flüssiger Chemikalien für eine nachfolgende Lackierbehandlung oder Farbpulverbeschichtung mit einer Mehrzahl von Behandlungsstationen zur Durchführung einer Tauch- oder Sprühbehandlung verwenden, um die aus der Vorbehandlungsanlage stammenden Abwässer oder Rückstände zu behandeln.
Da bei einer Vorbehandlungsanlage die zu behandelnden Werkstücke eine Mehrzahl von Behandlungsstationen durchlaufen, welche teilweise als Tauchbäder und teilweise als Spritzzonen innerhalb eines Spritztunnels ausgebildet sein können, unterhalb derer die Flüssigkeit, mit der die Werkstücke besprüht werden, wieder aufgefangen wird, und dabei die Tauchbäder oder auch die Auffangbäder ohnehin zusätzlich beheizt werden, kann so das notwendige Eindampfen von Rückständen auf besonders energiesparende Weise ohne zusätzliche Heizeinrichtungen durchgeführt werden. Insbesondere bei kleineren und mittleren Vorbehandlungsanlagen ergeben sich so hierdurch erhebliche Kostenvorteile, da einerseits die Baugrösse reduziert wird und andererseits der Energiebedarf reduziert wird.
Der Verdampfer kann hierbei vorteilhaft mit mindestens einem Bad der Vorbehandlungsanlage gekoppelt werden, um aus dem gleichen Bad Flüssigkeit zum Eindampfen aufzunehmen, durch das der Verdampfer beheizt wird.
Dadurch kann also die Flüssigkeit selbst, welche teilweise verdampft werden soll, unmittelbar zur Beheizung des Verdampfers verwendet werden.
Infolge der bei Vorbehandlungsanlagen ohnehin vorhandenen Agitationseinrichtungen wird ohne zusätzliche Massnahmen die Wärmeübertragung auf den Verdampfer verbessert und so die Verdampferleistung gesteigert. Auch durch das Ein- und Austauchen von Werkstücken in die Bäder der Vorbehandlungsanlage wird ohne zusätzliche Massnahmen die Bewegung der Badflüssigkeit und somit der Wärmeübergang verbessert.
Bei einer besonders einfachen Ausführung ist es denkbar, den Verdampfer auch innerhalb einer Spritzzone der Vorbehandlungsanlage anzuordnen, so dass der Verdampfer von aussen durch die Flüssigkeit der Spritzzone berieselt wird und so beheizt wird.
Eine derartige Anordnung ist zwar nur für kleine Verdampferleistungen verwendbar, zeichnet sich jedoch durch einen besonders einfachen Aufbau aus.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung; und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Anlage zum Eindampfen insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die hier dargestellte Anlage ist Teil einer Vorbehandlungsanlage zur Vorbehandlung von metallischen Teilen mittels flüssiger Chemikalien für eine nachfolgende Lackierbehandlung oder Farbpulverbeschichtung, welche insgesamt mit der Ziffer 12 bezeichnet ist. Diese Vorbehandlungsanlage 12 umfasst einen Spritztunnel, welcher nur ausschnittsweise dargestellt ist, und an dem verschiedene Behandlungsstationen vorgesehen sind, welche schematisch mit den Ziffern 14, 16, 18 angedeutet sind.
Der Spritztunnel wird von metallischen Werkstükken durchlaufen, die in den einzelnen Behandlungsstationen 14, 16, 18 mit Flüssigkeiten besprüht oder gespült werden, welche darunter in Bädern 20, 22, 24 aufgefangen werden. In Fig. 1 sind Pumpen 44, 45, 46 angedeutet, durch welche die Flüssigkeit aus den Bädern 22, 20, 24 angesaugt wird und in die darüberliegenden Behandlungsstationen 16, 14 bzw. 18 zum Besprühen von Werkstücken gepumpt wird.
Innerhalb des ersten Bades 20, welches sich unterhalb der ersten Behandlungsstation 14 befindet, ist ein Verdampfer 26 angeordnet, welcher über einen Deckel 27 druckfest verschliessbar ist, der von ausserhalb des Bades 20 zugänglich ist.
Der Verdampfer 26 weist einen Zulauf 30 auf, der über ein Ventil 36 mit einer Ansaugleitung 31 verbunden ist. Die Ansaugleitung 31 ist mit jedem der Bäder 20, 22, 24 jeweils über ein Ventil 34, 38, 40 verbindbar.
Der im Verdampfer 26 entstehende Dampf wird über eine Dampfleitung 32 von oben abgeführt und in einem Wärmetauscher 48 kondensiert, der in einem der Bäder 24 angeordnet ist und wird schliesslich über eine Vakuumquelle 50 mit Vakuum beaufschlagt.
Die Vakuumquelle 50 ist als Wasserstrahlpumpe ausgebildet, deren Strahlrohr in einen Auffangbehälter 52 mündet. Aus dem Auffangbehälter 52 wird Flüssigkeit über eine Speisepumpe 54 angesaugt und der Wasserstrahlpumpe über eine Zulaufleitung 56 zugeführt. Auf diese Weise ergibt sich ein einfacher Aufbau der Vakuumquelle und ein störungsfreier Betrieb im Kreislauf. Das im Auffangbehälter 52 anfallende Kondensat kann von Zeit zu Zeit über ein Ventil 58 entnommen werden und einer weiteren Verwendung zugeführt werden.
Ist die Vakuumquelle 50 aktiviert und steht somit der Verdampfer 26 unter Unterdruck, so kann dieser aus einem oder mehreren der Bäder 20, 22, 24 befüllt werden, indem das Ventil 36 geöffnet wird und eines oder mehrere der Ventile 34, 38, 40 geöffnet wird, so dass Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Bäder 20, 22, 24 über die Ansaugleitung 31, das Ventil 36 und den Zulauf 30 unter Wirkung des im Verdampfer 26 herrschenden Unterdrucks angesaugt wird. Danach werden die Ventile 34, 36, 38, 40 wieder geschlossen und die Flüssigkeit im Verdampfer 26 bei infolge des erzeugten Unterdrucks erniedrigter Siedetemperatur verdampft. Handelt es sich um einen wässrigen Rückstand im Verdampfer 26 und erzeugt die Wasserstrahlpumpe ein Vakuum von beispielsweise etwa 0,074 bar, so wird die Siedetemperatur auf etwa 40 DEG C erniedrigt.
Bei einer solchen Temperatur ist die Gefahr eines Absetzens von Rückständen von innen oder aussen am Verdampfer erheblich reduziert. Handelt es sich bei dem einzudampfenden Rückstand im Verdampfer beispielsweise um einen wasserhaltigen Rückstand aus einer Lackieranlage, so wird eine Zersetzung dieses Rückstandes infolge der stark erniedrigten Verdampfungstemperatur verhindert.
Je nach Art des im Verdampfer 26 einzudampfenden Mediums kann von Zeit zu Zeit neue Flüssigkeit über die Ansaugleitung 31, das Ventil 36 und den Zulauf 30 angesaugt werden, um somit den im Verdampfer 26 bereits eingedickten Rückstand wieder zu verdünnen, oder aber ein stark eingedickter Rückstand kann über ein Ventil 42 vom Boden des Verdampfers 26 entnommen werden und gegebenenfalls über eine Schlammpumpe 35 über eine Absaugleitung 33 einer weiteren Verwertung zugeführt werden.
In alternativer Weise kann von Zeit zu Zeit nach Abschalten der Vakuumquelle 50 und nach Einstellen eines Normaldruckes innerhalb des Verdampfers 26 der Deckel 27 des Verdampfers 26 geöffnet werden, um Rückstände aus dem Verdampfer 26 entnehmen bzw. entfernen zu können.
Vorzugsweise ist der Verdampfer 26 derart innerhalb des Bades 20 angeordnet, dass der Deckel 27 von ausserhalb des Bades 20 zugänglich ist. Auf diese Weise kann der Verdampfer geöffnet werden, ohne dass hierzu das Bad 20 abgelassen werden muss.
Zur Beheizung des Bades 20 und des Verdampfers 26 ist im Bad 20 ein Wärmetauscher 28 vorgesehen, welcher mit einer Heissdampfquelle verbunden sein kann oder auf andere Weise gegebenenfalls aus anderen Anlagenteilen beheizt wird.
In Fig. 2 ist eine weitere gegenüber Fig. 1 leicht abgewandelte erfindungsgemässe Anlage insgesamt mit der Ziffer 60 bezeichnet, die wiederum Teil einer Vorbehandlungsanlage 12 ist.
Aufbau und Funktion der Anlage entspricht im wesentlichen der zuvor beschriebenen Anlage. Gleiche Anlagenteile werden dabei mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Der Unterschied zur vorgeschriebenen Anlage besteht darin, dass sich in der Dampfleitung 32 zwischen dem Verdampfer 26 und der Vakuumquelle 50 ein Kühler 62 befindet, welcher über einen Lüfter 64 mit Luft gekühlt wird, um den Dampf zu kondensieren.
Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemässen Anlage wird der Wärmegehalt des erzeugten Dampfes also nicht weiter ausgenutzt, sondern lediglich über den Kühler 62 an die Umgebungsluft abgegeben.
Zusätzlich ist innerhalb des Verdampfers 26 min eine Agitationseinrichtung 66 z.B. in Form eines Propellerrades vorgesehen, das von einem Motor innerhalb des Verdampfers 26 min oder innerhalb des Bades 20 min angetrieben ist, in dem der Verdampfer 26 min angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt eine weitere Abwandlung der Erfindung, wobei wiederum gleiche Anlagenteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Der Aufbau des Verdampfers 26 entspricht hierbei völlig dem Aufbau des Verdampfers gemäss Fig. 1. Jedoch ist hierbei zusätzlich innerhalb des Bades 20 min min eine Agitationseinrichtung 72 mit einem Propellerrad 71 zur Badumwälzung vorgesehen, wobei sich der Motor - wie dargestellt - ausserhalb des Bades 20 min min oder auch innerhalb des Bades 20 min min befinden kann.
Der weitere Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungen besteht darin, dass der im Verdampfer 26 erzeugte Dampf über die Dampfleitung 32 durch einen Kühler 74 geleitet wird, der Teil einer insgesamt mit der Ziffer 72 bezeichneten Zuluftanlage für eine Lackieranlage ist. Die Zuluftanlage 72 weist Filter 80 sowie einen Lüfter 76 auf, um den notwendigen Druck zu erzeugen, mit dem die so gefilterte und vorgewärmte Luft über einen Zuluftkanal 86 einer nachgeschalteten Lackieranlage (nicht dargestellt) zugeführt wird.
Bei dieser Anlage 70 zum Eindampfen von Abwässern aus einer Vorbehandungsanlage wird also der Wärmegehalt des im Verdampfer 26 erzeugten Dampfes vorteilhaft ausgenutzt, um die Zuluft einer nachgeschalteten Lackieranlage in der Zuluftanlage 72 zu erwärmen.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet sind. Hierbei ist die Vorbehandlungsanlage 12 nur teilweise dargestellt und auf die Darstellung der Unterdruckeinrichtung und ggf. der Wärmetauscher oder Kühler für die Dampfleitung 32 wurde verzichtet.
Bei der Anlage gemäss Fig. 4 ist der Verdampfer 26 in dem zweiten Bad 22 min min min angeordnet, während sich die Heizung 28 im ersten Bad 20 min min min befindet. Durch eine Pumpe 94 wird dem Verdampfer 26 über eine Zulaufleitung 96 erhitzte Badflüssigkeit zugeführt, welche vom über eine Rücklaufleitung 98 wieder in das erste Bad 20 min min min zurückgeführt wird. Der Verdampfer 26 wird hierbei über eine gemeinsame Zulauf- und Ablaufleitung 31 min über das Ventil 36 min befüllt und entleert, während der Dampf über die Dampfleitung 32 abgeführt wird, welche in der beschriebenen Weise mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.
Die Anlage gemäss Fig. 5 unterscheidet sich von der Anlage gemäss Fig. 4 im wesentlichen dadurch, dass der Verdampfer 26 min min min min auch unmittelbar in dem Bad 20 min min min min angeordnet ist, das beheizt wird. Innerhalb des Verdampfers 26 min min min min ist ferner eine Rohrschlange 104 angeordnet, durch welche die beheizte Badflüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe 102 hindurchgepumpt wird, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Auch dieser Verdampfer 26 min min min min wird über eine gemeinsame Leitung 31 min befüllt und entleert, wobei jedoch auf ein Ventil in der Leitung 31 min verzichtet wurde, die unmittelbar mit den Ventilen 34, 38, 40 der Bäder 20 min min min min , 22, 24 verbunden ist und über ein Ablassventil 42 min entleert werden kann.
Fig. 6 zeigt eine weitere, leicht gegenüber Fig. 4 abgewandelte Ausführungsform, welche insgesamt mit der Ziffer 110 bezeichnet ist. Hierbei ist der Verdampfer 26 min min min ausserhalb des Bades 20 min min min angeordnet, welches durch die Heizung 28 beheizt ist. Der Verdampfer 26 min min min weist eine Wärmeisolierung 112 auf und wird durch eine Heizschlange 114 von innen beheizt, der über die Zulaufleitung 96 heisse Badflüssigkeit aus dem Bad 20 min min min mittels der Pumpe 94 zugeführt wird, die nach Durchfluss der Heizschlange 114 über die Rücklaufleitung 98 wieder in das Bad 20 min min min gelangt.
Es versteht sich, dass die hier dargestellten Ausführungsbeispiele nur einen beispielhaften Charakter haben und dass der Verdampfer mit beliebigen anderen Abwässern oder Rückständen gespeist werden kann, die beispielsweise aus einem chemischen Prozess stammen können.
The invention relates to a system for evaporating or thickening waste water from chemical processes, cleaning or rinsing processes or of water- or solvent-containing residues, with at least one evaporator, to which the waste water or residues can be fed for evaporation.
The invention further relates to a system for the pretreatment of metallic parts by means of liquid chemicals for a subsequent painting treatment or color powder coating with a plurality of treatment stations for performing an immersion or spray treatment, in particular the wastewater treatment in a pretreatment system.
In the chemical industry, in electroplating and in processes for surface treatment, e.g. due to painting, numerous wastewater, rinsing liquids, residues or the like arise.
Such waste water or residues have to be disposed of and - as far as possible - recycled again.
Weakly concentrated, liquid wastes are often evaporated in evaporators until a highly concentrated residue remains, which is disposed of or, if necessary, can be recycled again after further treatment.
With such waste disposal in an evaporator, there is often the problem that the waste water to be evaporated or residues can lead to deposits on the evaporator and, after prolonged use, can even render the evaporator unusable due to severe incrustations.
For this reason, attempts have been made to avoid the build-up of such residues in the evaporator, for example by means of scrapers which rotate on the inner walls of the evaporator (see CH 645 277).
The use of scrapers can reduce the build-up of residues, but this complicates the structure of the evaporator and additional wear parts are introduced into the evaporator.
With some wastewater there is also the problem that when heated to boiling temperature, components can settle that are difficult to remove by mechanical means, as is the case with zinc phosphating baths, for example. When treating some residues in an evaporator, there is still a risk that the residues will decompose when heated up to boiling temperature. For example, paint systems in which water-soluble paints are used result in paint residues that are diluted with water.
One way of treating such paint residues is by ultrafiltration of such residues. However, such a treatment is problematic since the membrane used usually clogs up after a certain time.
Evaporation of such lacquer residues in an evaporator would, however, lead to decomposition, since lacquers of this type decompose even at temperatures in the range between 50 and 60 ° C.
From the older German patent application P 4 140 500.5-43, which is not previously published, a device for evaporating waste water is known, which has a bath heat exchanger for heating baths in a cleaning or pretreatment system, which is heated by means of a burner. The evaporator for evaporating the waste water forms a unit with the bath heat exchanger, which is jointly heated by the burner.
Such an arrangement has the disadvantage that, during the direct heating of the evaporator by the burner, heavy deposits can occur both outside and inside the evaporator over time.
The older German patent application P 4 203 767.0-43, which is also not previously published, has made known a further device for evaporating waste water, in which the evaporator is arranged within a dryer and is thus heated directly via the heated dryer air.
Here too, deposits of residues inside and outside the evaporator must be feared.
The object of the invention is therefore to improve a plant for the evaporation or thickening of waste water from chemical processes, cleaning or rinsing processes or of water- or solvent-containing residues in accordance with the type mentioned at the outset in such a way that evaporation or thickening in a gentle manner largely Avoiding settling of solid residues in the evaporator and decomposing the waste water or residues can be carried out. Furthermore, the evaporation process should be carried out in the most energy-saving manner possible. Furthermore, a pretreatment system of the type mentioned at the outset is to be improved in such a way that its wastewater treatment is made possible in the simplest possible and energy-saving manner.
According to the invention, this object is achieved by a system for evaporating or thickening waste water from chemical processes, cleaning or rinsing processes or of water- or solvent-containing residues from painting systems with a heated bath, with at least one evaporator, to which the waste water or residues can be fed for evaporation which is heated by the bath liquid and which is connected to a vacuum source.
As a result of the evaporator being heated by a bath while the evaporator is simultaneously subjected to a vacuum, the thermal energy of a water-containing bath which has an elevated temperature can be used for the evaporation process in the evaporation process. Depending on the vacuum selected, the evaporation temperature is reduced accordingly, reference values for the boiling temperature for essentially water-containing media to be evaporated can be found in a vapor pressure table. According to the invention, the boiling temperature is now reduced as much as possible that at the same time the residual thermal energy of a bath is used for heating. This results in an extremely gentle evaporation process, which is also carried out in an energy-saving manner.
As a result of the reduced evaporation temperature, significantly fewer residues settle in the evaporator and a breakdown of individual constituents from the waste water or residues or their decomposition is largely avoided. In the system according to the invention, water-containing paint residues from painting systems can thus also be treated and evaporated to such an extent that the paint residues can be reused as paint, with decomposition being avoided by the greatly reduced evaporation temperature.
The reduced evaporation temperature also reduces the risk of corrosion.
In addition, it is also possible to gently evaporate solvent-containing paint residues from painting plants in the system according to the invention to such an extent that the paint residues can be reused as paint. Due to the low surface temperatures on the evaporator as well as the smooth inner walls and the heating surfaces that are not necessary inside, solvent-based paint components, for example from spray booth circulating water, can be thickened or concentrated. The vacuum source can advantageously be equipped with an exhaust air purification system, e.g. can be coupled to an activated carbon system in order to adsorb the solvents escaping during evaporation.
At the same time there is explosion protection due to the low wall temperatures of the evaporator, so that no further explosion protection measures are necessary when the evaporator is at an operating temperature of around 70 ° C.
In an advantageous development of the invention, the evaporator can be arranged inside the bath and not isolated.
In this embodiment, an additional drip pan, which is necessary for an externally arranged evaporator, can be dispensed with when evaporating water-polluting substances, an acid protection lining also possibly being required.
The inventive integration of an evaporator into a bath also reduces the overall space requirement of the overall system, which results in additional cost advantages.
Since the insulation of the evaporator can be dispensed with as a result of the direct heating of the evaporator by the bath liquid, on the one hand the heat transfer and thus the efficiency of the evaporator is improved and on the other hand the structure of the evaporator is simplified and a cost reduction is achieved. As a result of the unnecessary insulation, the evaporator is also more accessible from the outside and can thus be serviced and repaired more easily.
In an alternative embodiment, the evaporator can also be arranged outside the heated bath and have thermal insulation.
In exceptional cases, such an arrangement can be advantageous over the arrangement of the evaporator within the bath, provided that an arrangement within the bath is problematic due to space constraints.
According to the invention, the thermal energy of a heated bath of the entire system is used to heat the evaporator. If the bath is not heated anyway by other parts of the plant, a heater is usually introduced into the bath for this purpose, which can be designed as a heat exchanger or, for example, as an electrical direct heater.
In an advantageous embodiment of the invention, the evaporator can be heated from the outside by the bath liquid. It is possible to place the heating for heating the bath liquid in a different bath than the evaporator.
For this purpose, the evaporator can advantageously be designed as a double-jacket evaporator, the double jacket of which the bath liquid flows through. For example, the evaporator can be in one bath while the heating is arranged in another bath and the heated liquid is fed to the evaporator by means of a pump via a corresponding feed line, while the outflow end of the double jacket is connected to the heated bath via a return line.
In principle, it would be possible with this arrangement to arrange the evaporator outside of a bath as previously mentioned and to isolate it accordingly, provided this is advantageous in exceptional cases.
Although it is fundamentally preferred that the evaporator is heated from the outside, so that no additional installation parts by means of coils and the like are required within the evaporator and so the evaporator can be easily cleaned from the inside and deposits are largely prevented, the evaporator can are also additionally heated from the inside by the bath liquid in order to increase the performance of the evaporator and thus achieve a higher efficiency overall with a smaller evaporator volume, or to heat an evaporator arranged outside the bath from the inside.
For this purpose, coils or the like can be arranged within the evaporator, through which heated bath liquid flows, preferably with the support of a pump device. The pump can be located directly inside the bath within which the evaporator is arranged.
In a further advantageous embodiment of the invention, the bath liquid can be circulated by means of an agitation device.
This also results in an improved heat transfer, so that the evaporator output can be increased. In many systems, circulation of the bath is provided anyway, for example in the case of pretreatment systems for pretreating metallic parts for a subsequent painting treatment or color powder coating. Baths that are used in the electroplating area are usually equipped with an appropriate agitation device anyway, for example, are sprayed with compressed air, which leads to a very effective bath circulation.
In an additional development of the invention, an agitation device for circulating the medium to be evaporated can also be provided within the evaporator.
This also increases the evaporator performance.
Furthermore, the evaporator can be attached to a flexible holder within the bath, so that when the bath is circulated by appropriate agitation devices, the evaporator reverts on its holder, thereby increasing the movement effect.
Overall, the various measures possible according to the invention effectively increase the evaporator output and reduce the energy losses. This leads to a reduction in the size of the evaporator for a given required power.
Thus, according to the invention, in many cases, evaporators with a glass wall can also be used, the size of which is limited due to production problems. Glass evaporators are preferably used for particularly aggressive chemicals in which stainless steel does not have sufficient chemical resistance.
As a result of the increased evaporator output according to the invention and the associated smaller size of the evaporator, there are low forces on the evaporator wall at the same evaporator pressure, so that on the one hand this can be carried out more simply and on the other hand a technical acceptance prescribed for larger evaporators is often omitted.
In an advantageous development of the invention, the evaporator can be connected to at least one bath or storage container via at least one feed line and at least one valve in order to draw in the waste water or residues from the bath or storage container under the action of negative pressure.
Since, according to the invention, the evaporator is operated under negative pressure, the negative pressure effect can be used to supply the evaporator with the waste water or residues to be evaporated in a simple manner. This eliminates the additional pumping devices and the like that would otherwise be necessary.
In a further embodiment of the invention, the steam generated in the evaporator is fed to a further system part for the use of residual heat.
This measure has the advantage that the system according to the invention is operated in the most energy-saving manner possible.
In a further preferred embodiment of the invention, the steam generated is fed to a heat exchanger or cooler.
The high energy content of the steam generated can be used in the heat exchanger or cooler to heat other parts of the system, for example to heat a treatment bath.
In a further preferred embodiment of the invention, the heat exchanger or cooler, to which the steam is fed for the use of residual heat, is cooled with air, the heated cooling air preferably being able to be supplied to a further part of the system as supply air.
This measure has the advantage that in the system according to the invention, paint residues can be evaporated from a paint system, for example, while the excess heat generated in this way can be used to heat the supply air for the paint system.
According to a further embodiment of the invention, the vacuum source has a water jet pump.
Since the wastewater or residues to be treated in the evaporator can be chemically aggressive, normal vacuum pumps can often not be used to generate the necessary negative pressure in the evaporator. According to the feature of the invention mentioned, a water jet pump is therefore used which has an extremely simple structure and is insensitive to chemically aggressive media and even works without problems when sucking in media with a relatively high viscosity.
In an advantageous development of the invention, the water jet pump is fed from a collecting container via a pump in the circuit.
In this way, the generation of additional waste water is avoided and the condensate accumulating in the water jet pump can be removed from time to time and, if necessary, reused as recycled material.
Depending on the type of waste water or residues to be evaporated, the residue remaining in the evaporator can either be further diluted by sucking in further liquid waste water or by switching off the vacuum source when the medium reaches a certain viscosity in the evaporator, so that the residue remaining in the evaporator is in sludge form can be removed via a valve and, if necessary, can be sucked off with the aid of a slurry pump.
If necessary, a cover can also be opened after setting the ambient pressure in the evaporator in order to be able to empty the residues from the evaporator. For this purpose, the evaporator can be arranged inside the bath in such a way that the lid is arranged outside the bath and can be opened from the outside without the bath having to be drained or the treatment process carried out in the overall system having to be interrupted.
The system according to the invention for evaporation of waste water or residues described above can be used particularly advantageously in a system for pretreating metallic parts by means of liquid chemicals for a subsequent painting treatment or color powder coating with a plurality of treatment stations for performing an immersion or spray treatment in order to remove the water Pretreatment plant to treat wastewater or residues.
Since in a pretreatment system the workpieces to be treated pass through a plurality of treatment stations, which can be designed partly as immersion baths and partly as spray zones within a spray tunnel, below which the liquid with which the workpieces are sprayed is collected again, and thereby the immersion baths or the collecting baths are additionally heated anyway, so the necessary evaporation of residues can be carried out in a particularly energy-saving manner without additional heating devices. Particularly in the case of small and medium-sized pretreatment systems, this results in considerable cost advantages, since on the one hand the size is reduced and on the other hand the energy requirement is reduced.
The evaporator can advantageously be coupled to at least one bath of the pretreatment system in order to take up liquid for evaporation from the same bath by which the evaporator is heated.
This means that the liquid itself, which is to be partially evaporated, can be used directly for heating the evaporator.
As a result of the agitation devices which are present in any case in the case of pretreatment systems, the heat transfer to the evaporator is improved without additional measures and the evaporator output is thus increased. By moving workpieces in and out of the baths in the pretreatment system, the movement of the bath liquid and thus the heat transfer is improved without additional measures.
In the case of a particularly simple embodiment, it is conceivable to also arrange the evaporator within a spray zone of the pretreatment system, so that the evaporator is sprinkled from the outside by the liquid in the spray zone and is thus heated.
Such an arrangement can only be used for small evaporator outputs, but is distinguished by a particularly simple construction.
It goes without saying that the features of the invention mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.
Further advantages and features of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing. In it show:
Figure 1 shows a first embodiment of the invention in a simplified, schematic representation.
Figure 2 shows a second embodiment of the invention in a simplified, schematic representation.
Fig. 3 shows a third embodiment of the invention in a simplified, schematic representation;
4 shows a further exemplary embodiment of the invention in a simplified, schematic representation;
5 shows a further exemplary embodiment of the invention in a simplified, schematic representation; and
Fig. 6 shows another embodiment of the invention in a simplified, schematic representation.
In Fig. 1, a system for evaporation according to the invention is generally designated by the number 10. The system shown here is part of a pretreatment system for pretreating metallic parts by means of liquid chemicals for a subsequent painting treatment or color powder coating, which is designated as a whole by the number 12. This pretreatment system 12 comprises a spray tunnel, which is only shown in sections, and on which various treatment stations are provided, which are indicated schematically by the numbers 14, 16, 18.
The spray tunnel is traversed by metallic workpieces which are sprayed or rinsed in the individual treatment stations 14, 16, 18 with liquids, which are collected underneath in baths 20, 22, 24. In Fig. 1 pumps 44, 45, 46 are indicated, through which the liquid is sucked out of the baths 22, 20, 24 and is pumped into the treatment stations 16, 14 and 18 above for spraying workpieces.
Inside the first bath 20, which is located below the first treatment station 14, an evaporator 26 is arranged, which can be closed in a pressure-tight manner via a cover 27, which is accessible from outside the bath 20.
The evaporator 26 has an inlet 30 which is connected to an intake line 31 via a valve 36. The suction line 31 can be connected to each of the baths 20, 22, 24 via a valve 34, 38, 40.
The steam generated in the evaporator 26 is discharged from above via a steam line 32 and condensed in a heat exchanger 48 which is arranged in one of the baths 24 and is finally subjected to a vacuum via a vacuum source 50.
The vacuum source 50 is designed as a water jet pump, the jet pipe of which opens into a collecting container 52. Liquid is drawn in from the collecting container 52 via a feed pump 54 and fed to the water jet pump via an inlet line 56. This results in a simple construction of the vacuum source and trouble-free operation in the circuit. The condensate accumulating in the collecting container 52 can be removed from time to time via a valve 58 and used for further use.
If the vacuum source 50 is activated and thus the evaporator 26 is under negative pressure, it can be filled from one or more of the baths 20, 22, 24 by opening the valve 36 and opening one or more of the valves 34, 38, 40 , so that liquid is drawn in from one or more of the baths 20, 22, 24 via the suction line 31, the valve 36 and the inlet 30 under the action of the negative pressure prevailing in the evaporator 26. The valves 34, 36, 38, 40 are then closed again and the liquid in the evaporator 26 is evaporated at a boiling temperature which is reduced as a result of the negative pressure generated. If there is an aqueous residue in the evaporator 26 and the water jet pump creates a vacuum of, for example, about 0.074 bar, the boiling temperature is reduced to about 40 ° C.
At such a temperature, the risk of residues settling from the inside or outside of the evaporator is considerably reduced. If the residue to be evaporated in the evaporator is, for example, a water-containing residue from a painting system, this residue is prevented from decomposing as a result of the greatly reduced evaporation temperature.
Depending on the type of medium to be evaporated in the evaporator 26, new liquid can be sucked in from time to time via the suction line 31, the valve 36 and the inlet 30 in order to thus dilute the residue which has already thickened in the evaporator 26, or else a strongly thickened residue can be removed from the bottom of the evaporator 26 via a valve 42 and optionally fed to a further utilization via a sludge pump 35 via a suction line 33.
Alternatively, from time to time after switching off the vacuum source 50 and after setting a normal pressure within the evaporator 26, the lid 27 of the evaporator 26 can be opened in order to be able to remove or remove residues from the evaporator 26.
The evaporator 26 is preferably arranged inside the bath 20 such that the cover 27 is accessible from outside the bath 20. In this way, the evaporator can be opened without the bath 20 having to be drained.
To heat the bath 20 and the evaporator 26, a heat exchanger 28 is provided in the bath 20, which can be connected to a hot steam source or heated in some other way from other system parts, if necessary.
In FIG. 2, a further system according to the invention which is slightly modified compared to FIG. 1 is designated overall by the number 60, which in turn is part of a pretreatment system 12.
Structure and function of the system essentially corresponds to the system described above. The same parts of the system are designated with the same reference numbers.
The difference from the prescribed system is that there is a cooler 62 in the steam line 32 between the evaporator 26 and the vacuum source 50, which is cooled with air via a fan 64 in order to condense the steam.
In this embodiment of the system according to the invention, the heat content of the steam generated is therefore no longer used, but is only released to the ambient air via the cooler 62.
In addition, an agitation device 66 e.g. provided in the form of a propeller wheel which is driven by a motor within the evaporator for 26 minutes or within the bath for 20 minutes in which the evaporator is arranged for 26 minutes.
Fig. 3 shows a further modification of the invention, wherein again the same system parts are designated with the same reference numerals.
The structure of the evaporator 26 corresponds completely to the structure of the evaporator according to FIG. 1. However, an agitation device 72 with a propeller wheel 71 for circulating the bath is additionally provided within the bath for 20 minutes, with the motor - as shown - outside the bath 20 min min or within the bath 20 min min.
The further difference from the previously described embodiments is that the steam generated in the evaporator 26 is conducted via the steam line 32 through a cooler 74, which is part of a supply air system for a painting system, designated overall by the number 72. The supply air system 72 has filters 80 and a fan 76 in order to generate the necessary pressure with which the filtered and preheated air is supplied via a supply air channel 86 to a downstream painting system (not shown).
In this system 70 for evaporating waste water from a pretreatment system, the heat content of the steam generated in the evaporator 26 is advantageously used to heat the supply air of a downstream painting system in the supply air system 72.
4, 5 and 6 show further exemplary embodiments of the invention, the same reference numerals again being used for the same parts. Here, the pretreatment system 12 is only partially shown, and the vacuum device and possibly the heat exchanger or cooler for the steam line 32 have been omitted.
4, the evaporator 26 is arranged in the second bath 22 min min min, while the heater 28 is in the first bath 20 min min min. A pump 94 supplies the evaporator 26 with heated bath liquid via an inlet line 96, which is returned to the first bath for 20 minutes via a return line 98. The evaporator 26 is in this case filled and emptied via a common inlet and outlet line 31 min via the valve 36 min, while the steam is discharged via the steam line 32, which is connected to a vacuum source in the manner described.
The system according to FIG. 5 differs from the system according to FIG. 4 essentially in that the evaporator 26 min min min min is also arranged directly in the bath 20 min min min min which is heated. A tube coil 104 is also arranged within the evaporator 26 min min min min, through which the heated bath liquid is pumped by means of a pump 102 in order to improve the heat transfer. This evaporator 26 min min min min is also filled and emptied via a common line 31 min, but there is no valve in the line 31 min which is directly connected to the valves 34, 38, 40 of the baths 20 min min min min, 22, 24 is connected and can be emptied for 42 min via a drain valve.
FIG. 6 shows a further embodiment, slightly modified compared to FIG. 4, which is designated overall by the number 110. In this case, the evaporator is arranged outside the bath for 20 minutes, which is heated by the heater 28, for 26 minutes. The evaporator 26 min min min has a thermal insulation 112 and is heated from the inside by a heating coil 114, which is supplied with hot bath liquid from the bath 20 min min via the feed line 96 by means of the pump 94 which flows through the heating coil 114 via the Return line 98 gets back into the bath 20 min min min.
It goes without saying that the exemplary embodiments shown here have only an exemplary character and that the evaporator can be fed with any other wastewater or residues which may originate, for example, from a chemical process.