DE102009034494A1 - Kontinuierliche Rußwasserbehandlung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Rußwasser, das bei einer Vergasung von schwermetallhaltigen flüssigen Kohlenwasserstoffen anfällt. Das Rußwasser wird ohne Zugabe von Hilfsstoffen in einer Vorentwässerungsstufe auf bis zu 10% Feststoffgehalt zentrifugiert, wobei ein pastöser, schwermetallreicher Rußschlamm erhalten wird und ein schwermetallarmes Zentrat anfällt, welches als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Rußwasser, das bei einer Vergasung von schwermetallhaltigen flüssigen Kohlenwasserstoffen entsteht.
  • Bis zu ca. 2% Ruß enthält das Rußwasser, das bei einer Vergasung von schwermetallhaltigen flüssigen Kohlenwasserstoffen entsteht. In dem Ruß sind Schwermetalle, vor allem Nickel und Vanadium enthalten. Daher ist es notwendig, das Rußwasser vor der Entsorgung entsprechend zu behandeln.
  • Um den Ruß aus dem Rußwasser abzutrennen, ist ein Verfahren aus DE 40 03 241 A1 bekannt, dabei wird das Rußwasser in einer Klärschlammbehandlungsanlage mit einem Klärschlamm vermischt, Entwässerungshilfsmittel wie organisches Flockungsmittel zugegeben, anschließend wird es einer Filtration unterworfen. Hierzu benötigt man große Mengen von Entwässerungshilfsmittel und großen Platzbedarf, was wirtschaftlich große Belastung bedeutet.
  • Die DD 10 63 35 beschreibt auch ein Verfahren zur Behandlung von Rußwasser, wobei eine kalkhaltige Suspension beigemischt und eine Sedimentation bewirkt wird. Hierzu wird das Rußwasser einem chemischen Prozess unterzogen, wobei das verunreinigte Abwasser nicht ohne weitere Behandlung zur Wiederverwendung zugeführt werden kann.
  • Das Rußwasser lässt sich auch diskontinuierlich filtriert werden. Dafür werden großvolumige Stapeltanks jeweils vor und nach der Filtration benötigt, dies führt allerdings zu mehr Kosten im Vergleich dem kontinuierlichen Prozess.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Rußwasser zu entwickeln, welches technisch einfacher und wirtschaftlich sparsamer gegenüber dem Stand der Technik ist.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Rußwasser ohne Zugabe von Hilfsstoffen in einer Vorentwässerungsstufe auf bis zu 10% Feststoffgehalt zentrifugiert wird, wobei ein pastöser, schwermetallreicher Rußschlamm erhalten wird und ein schwermetallarmes Zentrat anfällt, welches als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt wird.
  • Die Entwässerung des Rußwassers erfolgt zweistufig. In der Vorentwässerungsstufe wird das Rußwasser ohne Zusatz von Hilfsstoffen durch eine Zentrifuge geschleust, wobei ein dickflüssiger, schwermetallreicher Rußschlamm und ein schwermetallarmes Zentrat erhalten werden. Der Rußschlamm enthält bis zu 10% Feststoffgehalt. Das Zentrat, welches nicht durch irgendwelchen Zusatzstoff verunreinigt wurde, wird als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt.
  • In Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorentwässerung mit Hilfe einer Sedimentierzentrifuge durchgeführt wird. Es handelt sich hierbei um eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge oder eine Tellerzentrifuge.
  • In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird der schwermetallreiche Rußschlamm einer Nachentwässerung auf bis zu 20% Feststoffgehalt unterzogen. Dies geschieht entweder mit Hilfe einer kontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur wie zum Beispiel einer Bandfilterpresse, oder einer diskontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur wie einer Kammerfilterpresse. Die Nachentwässerung kann auch in einer Trocknungs-Anlage oder Sprühtrocknung durchgeführt werden. Natürlich kann der Rußschlamm nach der Vorentwässerung auch in einem Etagenofen weiter entwässert und anschließend verbrannt werden.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung 1 erläutert. Das anfallende Rußwasser vom Scrubber (1) wird zuerst in einem Luft- oder Wasserkühler (2) von ca. 130°C auf ca. 50°C abgekühlt. Nach der Abkühlung wird das Rußwasser durch eine Zentrifuge (3) vorentwässert, wobei ein pastöser, schwermetallreicher Rußschlamm (5) erhalten wird und ein schwermetallarmes Zentrat (4) anfällt, welches als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt wird. Der Luft- oder Wasserkühler (2) kann hier auch entfallen sein. Beim Wegfallen des Kühlers kann die Vorentwässerung trotzdem in einer Zentrifuge (3), allerdings unter Druck bei ca. 130°C durchgeführt werden. Der Rußschlamm (5) wird weiter in einer Nachentwässerung (6) auf bis zu 20% Feststoffgehalt entwässert. Die Nachentwässerung (6) kann auch optional mit Filterhilfsstoffen durchgeführt werden. Das anfallende Wasser (7) wird zur Aufbereitung weitergegeben. Der Filterkuchen (8) mit ca. 20% Feststoffgehalt steht nun zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorentwässerung rein mechanisch ohne Zusatz von Hilfsstoffen in einer Zentrifuge durchgeführt wird, wobei das anfallende Zentrat als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt wird. Dadurch entfallen die Kosten der zusätzlichen Hilfsstoffe, und der Wasser-Gebrauch im Prozess verringert sich, was ein großer wirtschaftlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist. Die Vor- und Nachentwässerung sind mittels einfacher Entwässerungsapparaturen durchführbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Scrubber
    2
    Kühler
    3
    Zentrifuge
    4
    Zentrat
    5
    Rußschlamm
    6
    Nachentwässerung
    7
    Wasser
    8
    Filterkuchen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4003241 A1 [0003]
    • DD 106335 [0004]

Claims (11)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Rußwasser, das bei einer Vergasung von schwermetallhaltigen flüssigen Kohlenwasserstoffen anfällt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rußwasser ohne Zugabe von Hilfsstoffen in einer Vorentwässerungsstufe auf bis zu 10% Feststoffgehalt zentrifugiert wird, wobei ein pastöser, schwermetallreicher Rußschlamm erhalten wird und ein schwermetallarmes Zentrat anfällt, welches als Nutzwasser wieder in den Vergasungsprozess zurückgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentwässerung mit Hilfe einer Sedimentierzentrifuge durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sedimentierzentrifuge um eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge oder eine Tellerzentrifuge handelt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der schwermetallhaltige Rußschlamm einer Nachentwässerung auf bis zu 20% Feststoffgehalt unterzogen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung mit Hilfe einer kontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der kontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur um eine Bandfilterpresse handelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung mit Hilfe einer diskontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der diskontinuierlich betriebenen Entwässerungsapparatur um eine Kammerfilterpresse handelt.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung in einer Trocknungs-Anlage durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung in einer Sprühtrocknung durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung in einem Etagenofen durchgeführt wird und anschließend eine Verbrennung erfolgt
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