DE102009039629A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufkonzentrierung von Emulsionen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Aufkonzentrierung von Emulsionen Download PDF

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/223In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen mit einem Gehäuse (1) bereit, das zumindest einen Emulsionszulauf (7), einen Konzentratablauf (8), einen Warmlufteinlass (9) und einen Gas-Dampf-Auslass (10) aufweist und das über eine Antriebswelle (3) verfügt, die sich von einer ersten Gehäusewand (1') zu einer dieser gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand (1'') erstreckt. Dabei ist ein erstes Ende (3') der Antriebswelle (3) mit einem außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Getriebemotor (4) operativ verbunden und ein zweites Ende (3'') der Antriebswelle (3) ist in einem an der zweiten Gehäusewand (1'') angeordneten Lager (5) um ihre Längsachse drehbar gelagert. Der Konzentratablauf (8) ist in einem Boden (13) und der Gas-Dampf-Auslass (10) ist an einer Oberseite (14) des Gehäuses angeordnet. Die Antriebswelle (3) ist horizontal positioniert und mit einer Mehrzahl von Verdunstungsscheiben (2) bestückt, die voneinander beabstandet sind und sich bis in einen unteren Abschnitt des Gehäuses (1) bodennah erstrecken. Dabei ist ein Warmluftpfad von dem Warmlufteinlass (9) entlang zumindest eines Flächenabschnitts der Verdunstungsscheiben (2) zu dem Gas-Dampf-Auslass (10) bereitgestellt, indem der Warmlufteinlass (9) an einer Seitenwand so vorgesehen ist, dass seine Öffnungsebene senkrecht zu den Flächen der Verdunstungsscheiben (2) steht. Ferner wird eine Anlage zur Aufkonzentrierung von Emulsionen bereitgestellt, in der eine Mehrzahl von ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, um Emulsionen, insbesondere im Kraftfahrzeugproduktionsprozess entstehende Emulsionen durch Aufkonzentrierung aufzuarbeiten, und das entsprechende Aufarbeitungsverfahren.
  • Die Aufarbeitung von Altemulsionen, wie sie bei der Ausführung einer Vielzahl von Technologien anfallen, wird gegenwärtig mittels unterschiedlichen Technologien ausgeführt, die sich hinsichtlich der Abscheidegrade, des Energieaufwands, der erforderlich ist, um das Verfahren auszuführen, oder des Durchsatzes unterscheiden.
  • So wird die Ultrafiltration mit hohem Energieaufwand eingesetzt und nach Abtrennung des Wassers, das durchaus noch salz- oder schadstoffbelastet sein kann, wird dieses dem Abwasserkreislauf zugeführt.
  • Ferner sind thermische Aufspalttechniken zur Abtrennung von Wasser aus Emulsionen bekannt: Diese umfassen die Beschickung eines Vakuumverdampfers mit der zu trennenden Emulsion, wobei Primärenergie die erforderliche Wärmeenergie bereitstellt, die über externe Wärmeaustauscher der zu behandelnden Flüssigkeit zur Aufwärmung zugeführt wird. Die gleichzeitige Schaffung eines Vakuums, ebenfalls unter Einsatz von Primärenergie, ermöglicht das Abziehen von Wasser aus der Emulsion bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen. Nachteilig ergibt sich, dass hohe Energiekosten für die Emulsionseindickung trotz des Einsatzes von Wärmerückgewinnungstechniken aufzubringen sind.
  • Eine weitere, multivalent einsetzbare Anlage zur thermischen Behandlung von Ausgangssubstanzen wird in der DE 1 96 14 689 A1 beschrieben. Diese Anlage soll eine Trennung auch von Emulsionen leisten, indem eine Förderschnecke in einem Gehäuse eine kontinuierliche Vorschub- und Umwälzbewegung bereitstellt, wobei zugleich das Gehäuse von einem Heizmedium durchströmt wird, was zum Verdampfen der von der Förderschnecke transportierten Flüssigkeit, beziehungsweise zum Verdampfen des Anteils der Flüssigkeit der Förderschnecke führt, dessen Verdampfungstemperatur erreicht ist. Der Reaktor verfügt weiter über eine Absaugeinrichtung, so dass die entstandenen Gase und Dämpfe abgesaugt und ihrer Weiterverwendung, respektive Entsorgung, zugeführt werden können.
  • Eine weitere Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen ist in der DE 10 2007 056 905 A1 offenbart, die ebenfalls eine in einer Umhausung rotierende Schnecke umfasst, wobei das Gehäuse über eine Zuführung der zu behandelnden Substanzen und über eine Abführung verfügt. Die Vorrichtung ist ferner mit einer Heizeinheit ausgestattet die vorgesehen ist, um die Aufgabe zu lösen, durch die Bereitstellung einer entsprechenden Heizenergie thermisch Substanzen aus den Ausgangsstoffen abzutrennen und diese über eine spezielle Gehäusegeometrie, die einen separaten Kopfraum vorsieht, durch einen Absaugbereich abzuführen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich vorliegend die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Aufarbeitung von Emulsionen zu schaffen, die es ermöglicht, Wasser mit einer solchen Qualität aus den Ausgangsemulsionen abzutrennen, dass das Wasser einem Nutzwasserkreislauf zugeführt werden kann. Ferner ist eine Optimierung des Energieaufwands für die Verdunstung anzustreben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
  • Die weitere Aufgabe, ein Verfahren zur ökonomischen und ökologischen Emulsionsaufarbeitung zu schaffen, wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
  • Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gegenstände sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • Eine erste Ausführungsform bezieht sich darauf, dass die Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen ein Gehäuse umfasst, das mit einem Emulsionszu- und mit einem Emulsionsablauf versehen ist, und das ferner über einen Warmlufteinlass und einen Gas-Dampf-Auslass verfügt. Eine Antriebswelle, die sich horizontal durch das Gehäuse erstreckt, kann durch einen Getriebemotor angetrieben werden, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Um eine geeignete Rotation der Antriebswelle um ihre Längsachse zu ermöglichen, ist das nicht mit dem Getriebemotor gekoppelte Ende der Antriebswelle in einem Lager in der zweiten Gehäusewand gelagert.
  • Auf der horizontal positionierten Antriebswelle sind mehrere Verdunstungsscheiben angeordnet, die in einen unteren Gehäuseabschnitt, in dem sich die Emulsion sammelt, ragen. Diese werden durch die Antriebswelle zum Rotieren gebracht. Wird das Gehäuse nunmehr mit Emulsion beschickt, so drehen sich die Verdunstungsscheiben durch die Emulsion und anhaftende Emulsion wird durch Rotieren der Verdunstungsscheiben nach oben gerissen. Vorteilhaft wird nun ein Warmluftpfad bereitgestellt, indem an einer Seitenwand des Gehäuses ein Warmlufteinlass vorgesehen ist, dessen Öffnungsebene senkrecht zu den Flächen der Verdunstungsscheiben (2) steht so dass die Warmluft zugleich auf alle Verdunstungsscheiben und entlang einer möglichst großen Fläche derselben streicht, ehe sie mit dem durch die Verdunstungswärme aus der Emulsion separierenden Wasser in Richtung des Gas-Dampf-Auslasses, der an einer Oberseite des Gehäuses bereitgestellt ist, geführt wird.
  • Ferner weist der Warmlufteinlass vorteilhaft einen Öffnungsquerschnitt auf, der so breit ist, dass er sich über die beiden am weitesten voneinander beabstandeten Verdunstungsscheiben auf der Antriebswelle hinaus erstreckt. Damit wird sichergestellt, dass alle Verdunstungsscheiben ideal mit Warmluft beaufschlagt werden, um ein optimales Verdunstungsergebnis zu erreichen. Der heiße Luftstrom hat idealerweise eine Temperatur von über 80°C, die gerade geeignet ist, das Wasser aus der Emulsion zu trennen.
  • Eine besonders geeignete Geometrie des Gehäuses ist die Zylinderform, angepasst auf die geeignetste, kreisförmige Gestalt der Verdunstungsscheiben. Indem die Warmluft an der runden Wandung zugeführt und auf kürzestem Wege in dem Zylinder allen Scheiben gleichzeitig zugeführt wird, wird jeder Wärmeverlust vermieden und die Verdunstung des Wassers aus der Emulsion effizient gestaltet.
  • Das verdunstende Wasser wird ebenfall auf kürzestem Wege aus dem Zylinder unmittelbar über den Gas-Dampf-Auslass abgeführt, ohne an einer Gehäuseinnenwand zu kondensieren.
  • Damit die Verdunstungsscheiben auf möglichst optimale Weise Emulsion mit sich ziehen, wenn sie sich rotierend durch die Emulsion bewegen, können sie Durchbruchsöffnungen aufweisen. Diese können beliebige Formen haben, in der Herstellung hat es sich jedoch als günstig erwiesen, Loch- oder Schlitzmuster oder Formen einzubringen. Ferner kann es günstig sein, die Löcher durch Stanzen einzubringen oder Prägemuster in die Verdunstungsscheibe zu prägen, um das Anhaften von Emulsion an der Oberfläche der Scheibe zu begünstigen.
  • Die Energie zur Bereitstellung der warmen oder heißen Luft, die in das Gehäuse eingeblasen wird, kann vorteilhaft so bereitgestellt werden, dass sie aus der Abwärme von Anlagen gewonnen wird, die die erfindungsgemäße Vorrichtung umgeben. So kann das Energiepotential aus Abwärmeprozessen, die in unmittelbarer Umgebung zu Prozessen ablaufen, bei denen die aufzuarbeitenden Emulsionen entstehen.
  • Um die Verdunstungsscheibenrotation außerdem energieautark zu gestalten, könnte der Antrieb für diese Scheiben, respektive für die Welle, auf der die Scheiben sitzen, durch thermoelektrische Generatoren bereitgestellt werden. Die Nutzung solcher thermoelektrischer Generatoren hat den Vorteil, dass immer dann, wenn Abwärme vorhanden ist, auch Strom bereitgestellt werden kann.
  • Das ausgetragene Gas-Dampf-Gemisch, das das Gehäuse über den Gas-Dampf-Auslass verlässt, wird in eine Kondensationsvorrichtung überführt, bei der es sich vorteilhaft um eine Absorbtionskühlvorrichtung handeln kann. Derartige Vorrichtungen, beispielsweise Absorbtionswärmepumpen, Absorbtionskältemaschinen oder dergleichen sind dem Fachmann bekannt. Das aus der Emulsion getrennte Wasser ist in hohem Maße entsalzt und kann somit vorteilhaft der weiteren Verwendung, etwa zum Ausgleich von Verdunstungsverlusten anderer Vorrichtungen und Apparate zugeführt werden.
  • Um die Prozessführung zu kontrollieren, ist ein Drehzahlmesser an der Antriebswelle angeordnet. Darüber hinaus kann ein Temperatursensor im Warmluftstrom oder zusätzlich auch in dem unteren Abschnitt des Gehäuses, in dem sich die Emulsion befindet, angeordnet sein um kontrollierte Temperaturführung zu erlauben.
  • In welchem Maße die Aufkonzentrierung der Emulsion erfolgt ist, kann über eine Analysevorrichtung wie etwa eine Leitfähigkeitsmessvorrichtung, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Brechungsindex oder eine Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte der Emulsion ermittelt werden. Entsprechende Messgeräte und Sensoren sind dem Fachmann bekannt. Die fest installierte Analysevorrichtung kann gehäuseaußenseitig eine Schnittstelle an eine entsprechende Vorrichtung zur Datenverarbeitung aufweisen, so dass die ermittelten Daten unmittelbar der Qualitätsbestimmung und -sicherung zugeführt werden können.
  • Die vorgenannte erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Anlage zur Aufkonzentrierung von Emulsionen bilden, indem mehrere der Vorrichtungen über eine Reihenschaltung derart miteinander verbunden sind, dass ein Konzentratablauf einer stromaufwärts angeordneten Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen mit einem Emulsionszulauf einer nachfolgenden stromabwärts angeordneten Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen fluidisch verbunden ist. Die Anlage erlaubt das Erreichen eines besonders guten Abscheidegrades durch die mehrstufige Prozeßführung: Das Vor-Konzentrat der Emulsion wird in einem zweiten und dritten Schritt wieder von Wasser befreit.
  • Erfindungsgemäß kann somit ein Verfahren zur Aufkonzentrierung von Emulsionen unter Verwendung einer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen oder einer Anlage ausgeführt werden, indem die Schritte des Beschickens des Gehäuses über den Emulsionszulauf mit einer aufzukonzentrierenden Emulsion und des Befüllens eines unteren Abschnitts des Gehäuses mit der Emulsion ausgeführt werden, gefolgt von in Gang Setzen der horizontal positionierten und mit einer Mehrzahl von Verdunstungsscheiben bestückten Antriebswelle durch Betätigen des mit der Antriebswelle operativ verbundenen Getriebemotors und rotieren Lassen der Verdunstungsscheiben. Dies führt zum Benetzen der rotierenden Verdunstungsscheiben mit der Emulsion, die wenn nun das Einlassen von Warmluft über den Warmlufteinlass und das Führen der Warmluft entlang dem Warmluftpfad erfolgt, aufkonzentriert wird, da die Warmluft eine Verdunstungswärme zur Verdunstung von mit der Emulsion an den Verdunstungsscheiben anhaftendem Wasser bereitstellt. Das abgetrennte Wasser wird über den Gas-Dampf-Auslass abgeführt.
  • Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Altölen aus einem Industriebetrieb verwendet, so sind die für den Industriebetrieb anfallenden Entsorgungskosten umso geringer, je niedriger der Wasseranteil an dem aufkonzentrierten Altöl ist. Die Aufkonzentration von Altölen ist somit sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich ein wichtiger Aspekt.
  • Diese und weitere Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren weiter verdeutlicht.
  • Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Dabei zeigt:
  • 1, eine Querschnittsansicht auf das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angeordnetem Getriebemotor,
  • 2 eine Seitenschnittansicht auf ein Gehäuse gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine perspektivische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • 4 eine perspektivische Draufsicht in ein erfindungsgemäßes Gehäuse.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen, um Altemulsionen auf energetisch günstige Weise aufarbeiten zu können. Dabei wird das Wasser aus der Emulsion abgetrennt und mit einer hochwertigen Qualität bereitgestellt, so dass es als vollentsalztes Wasser zur Ergänzung von Verdunstungsverlusten an Vorrichtungen, wie etwa Reiniger- oder Kühlschmiersysteme, weitergegeben werden kann.
  • Um die erfindungsgemäße Aufkonzentrierung von Emulsionen auszuführen, wird die Emulsion über einen Emulsionszulauf in ein Gehäuse gefüllt, das an seinem Boden mit einem Konzentratablauf ausgestattet ist, so dass nach Abtrennung des Wassers das Konzentrat der Emulsion über den Boden abgeführt werden kann. Ferner verfügt das Gehäuse über einen Warmlufteinlass und einen Gas-Dampf-Auslass, die so angeordnet sind, dass ein Warmluftpfad bereitgestellt wird: Die Warmluft überstreicht Teile der Flächen von Verdunstungsscheiben, die auf einer Antriebswelle angeordnet sind, die in horizontaler Ausrichtung in dem Gehäuse montiert ist. Dabei ist das eine Ende der Antriebswelle mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Getriebemotor gekoppelt und das andere Ende ist drehbar in einem Lager gelagert, das in der Wandung des Gehäuses platziert ist.
  • Die Antriebswelle dreht sich um ihre Längsachse und treibt die Verdunstungsscheiben an, die so angeordnet sind, dass sie sich tief in einen unteren Abschnitt des Gehäuses hinein erstrecken, in dem sich die in das Gehäuse eingefüllte Emulsion ansammelt. Sobald die Verdunstungsscheiben nun in Rotation versetzt werden, die eine benetzungsfreundlich optimierte Oberfläche aufweisen, tauchen ihre Unterseite in die eingebrachte Emulsion ein und werden benetzt. Durch die Ausführung der Rotationsbewegung werden die angefeuchteten Stellen durch den Luftstrom getragen. Es beginnt die Verdunstung des Wassers der an den Scheiben anhaftenden Emulsion und das Wasser wird über den Luftstrom abgeführt.
  • Der Warmluftpfad erstreckt sich weiter über einen Gas-Dampf-Auslass nach außerhalb des Gehäuses, so dass das von der warmen oder heißen Luft, die eine Temperatur von über 80°C aufweisen wird, um vorteilhaft das Wasser aus der Emulsion abzutrennen, in stromabwärts angeordnete Vorrichtungen überführt werden kann. Die stromabwärts angeordneten Vorrichtungen sind vorteilhaft Kondensationsvorrichtungen, die ein Auskondensieren des Wassers ermöglichen. Bei derartigen Vorrichtungen kann es sich etwa um Ad- oder Absorptionskühlvorrichtungen handeln, die unmittelbar an den Gas-Dampf-Auslass angeschlossen oder durch ein Leitungsstück überbrückt angeschlossen sein können.
  • Die in 1 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt das Gehäuse 1, zwischen dessen Seitenwänden 1' und 1'' die Antriebswelle 3 angeordnet ist, so dass das eine Ende 3' der Antriebswelle 3 in dem in der Seitenwand 1'' angeordneten Lager 5 zu liegen kommt, während das zweite Ende 3' der Antriebswelle 3 mit dem zugeordneten Getriebemotor 4 operativ gekoppelt ist. Wie zu sehen ist, ist auf der Antriebswelle 3 eine Vielzahl von Verdunstungsscheiben 2 angeordnet, die durch den Antrieb in Rotation versetzt werden.
  • Die Verdunstungsscheiben 2 tauchen im unteren Abschnitt des Gehäuses 1 in die Emulsion 6, so dass, sobald die Rotation der Verdunstungsscheiben 2 beginnt, die Emulsion durch die Verdunstungsscheiben 2 nach oben mitgerissen wird. Die Emulsion, die auf der Scheibe 2 verbleibt, wird nach dem Abtrennen des Wassers wieder an Ort und Stelle zurückgeführt. Das Abtrennen des Wassers erfolgt mit Hilfe eines Warm- oder Heißluftstroms, der durch den Warmlufteinlass 9 in das Gehäuse 1 geblasen wird. Dabei ist die Öffnungsebene des Warmlufteinlasses 9 so dimensioniert, dass zum einen die Breite des Warmlufteinlasses größer ist als der Abstand, der von den beiden äußersten, auf der Achse angeordneten Verdunstungsscheiben 2 eingenommen wird, zum anderen steht die Öffnungsebene des Warmlufteinlasses senkrecht auf den Flächen der Verdunstungsscheiben 2. Dies bewirkt, dass alle Scheiben 2 zugleich mit heißer Luft beaufschlagt werden, so dass die Verdunstung effizient und gleichmäßig durchgeführt wird.
  • Die Zufuhr der Emulsion kann über den Zuführstutzen 7, auch gezeigt in 2, erfolgen, während das Ablassen des von Wasser befreiten Öls beziehungsweise des Emulsionskonzentrats über den Ablaufstutzen 8 erfolgt. Der Warmluftpfad wird durch den Pfeil a, gezeigt in 2 verdeutlich, es ist zu beachten, dass aufgrund der Drehung der Scheibe die Luft, stilisiert dargestellt, einem Pfad a folgt, wobei sie den größten Teil der Flächen der Verdunstungsscheiben passiert und, aufgrund der Lufttemperatur, die bei über 80°C liegt, Wasser aus der Emulsion abtrennt. Wie gezeigt, verläuft der Warmluftpfad durch den Gas-Dampf-Auslass, so dass das Wasser über Kopf des Gehäuses nach außen geführt wird.
  • Durch die vorliegend in 1 und 2 gezeigte ideale Gehäuseform, die zylindrisch ist, gelangt die Luft direkt nach Passieren der Warmlufteinlassöffnungsebene zwischen die Verdunstungsscheiben 2 und wird unmittelbar nach dem Verlassen der Verdunstungsscheiben 2 zum Auslass 10 gedrängt.
  • Um das Mitreißen der Emulsion durch die Verdunstungsscheiben 2 ideal zu gestalten, haben diese vorliegend eine Kreisform und sind zudem mit Bohrlöchern 11 ausgestattet.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, statt der vier großen Bohrlöcher 11 eine Vielzahl kleinerer, in einem Muster angeordneten Löchern oder ein Schlitzmuster anzuordnen, so dass die Emulsion an den bereitgestellten Kanten haftet. Die Haftung der Emulsion an den Verdunstungsscheiben kann ferner durch das Bereitstellen einer Prägung auf den Scheibenoberflächen verbessert werden.
  • Vorliegend wird das Konzentrat über den Stutzen 8 aus dem Boden 13 des Gehäuses abgelassen, es ist jedoch auch denkbar, dass die Emulsion knapp über dem Boden 13 an einer Seitenwand abgelassen wird.
  • 3 zeigt ein alternativ gestaltetes Gehäuse, das trotz der kubischen Außenform über eine ausgerundete Wanneninnenform verfügt, die den Boden 13 bildet, wie 4 verdeutlicht. Die Wanneninnenform ist der Kreisform der Verdunstungsscheiben 2 angepasst. Vorteilhaft hat das Gehäuse, wie in 3 gezeigt, eine eigene Standfestigkeit und muss nicht, wie es bei dem Gehäuse, das in 2 und 1 gezeigt ist, mit einer Basis, respektive einem Fuß, um darauf aufgestellt zu werden, versehen werden. 3 verdeutlicht weiter, dass zur Kontrolle des Verfahrensablaufs die Anordnung eines Drehzahlmessers 15 vorteilhaft ist. Geeignete Drehzahlen können, in Abhängigkeit der Dimensionierung der Vorrichtung, bei 3 bis 5 Umdrehungen pro Minute liegen.
  • Um zu überprüfen, ob die Emulsion in gewünschtem Maße eingeengt wurde, kann eine sensorische Überprüfung ausgeführt werden. Dazu kann ein entsprechendes Messgerät, wie etwa eine Vorrichtung zur Bestimmung des Brechungsindex' oder eine Vorrichtung zur Messung des elektrischen Leitwertes, wie durch die Vorrichtung 12, in 2 gezeigt, vorgesehen sein.
  • Weitere Parameter, die die Beschaffenheit der Emulsion charakterisieren, etwa Dichtemessgeräte, können vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es möglich, die Analyse online zu verfolgen und die Daten unmittelbar nach der Aufnahme auszuwerten, indem die entsprechenden Messgeräte mit Schnittstellen an Datenverarbeitungsvorrichtungen, vorzugsweise mit Display, angekoppelt sind.
  • Vorteilhaft wird die über den Warmlufteinlass zugeführte warme Luft aus Betrieben bereitgestellt, die sich in ummittelbarer Umgebung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden. Damit soll ökonomisch die Weiterverwertung der dort freigewordenen Energie ermöglicht werden. Sofern die dort frei werdende Wärme höher liegt als gewünscht, ist es möglich, auf einfache Weise Frischluft in den Prozess einzuspeisen. Entsprechende Rohr- oder Schlauchzuführungen mit T-Stücken oder andere dem Fachmann bekannte Vorrichtungen ermöglichen dies. Die erforderliche Menge an heißer Luft, die in das System eingebracht werden soll, kann durch Temperatur und Luftfeuchtigkeitsmessungen kontrolliert werden, eine derartige Messung kann zum einen am Übergang der Warmluft in das Gehäuse und zum anderen am Übergang des Gasdampfgemischs in eine Kondensationsvorrichtung gemessen werden. Damit soll eine Überlastung des Kondensationssystems vermieden werden.
  • Die aus dem Gas-Dampf-Auslass austretende Gasdampfmischung kann kondensiert werden, wozu klassische Kühlsysteme eingesetzt werden können, vorteilhaft sind jedoch Absorptionskühlsysteme vorgesehen, die dem Fachmann bekannt sind. Damit kann aus der bereitgestellten Wärme Kühlleistung dargestellt werden.
  • Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetrennte Wasser ist von technisch sehr guter Qualität. Probenahmen bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben Werte von unter 20 mg pro Liter Kohlenwasserstoffe bei einem pH-Wert im Bereich von 8 bis 9 ergeben, so dass das Wasser ohne weitere Behandlung nachgeordneten Prozessen zugeführt werden kann. So könnte das gewonnene Wasser Verdunstungsverluste in Reinigungs- und Kühlschmierstoffzentralen ergänzen, da das Kondensat vollkommen salzfrei ist und somit das andernfalls kostenintensiv zu erzeugende entsalzte Wasser ersetzen.
  • Mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können über eine Reihenschaltung derart miteinander verbunden sein, dass eine Anlage zur mehrstufigen Aufkonzentrierung von Emulsionen geschaffen wird. Dazu wird ein Konzentratablauf einer stromaufwärts angeordneten Vorrichtung mit einem Emulsionszulauf einer nachfolgenden stromabwärts angeordneten Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen fluidisch verbunden. Hierdurch wird das Erzielen eines besonders guten Abscheidegrades ermöglicht.
  • 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 19614689 A1 [0005]
    • DE 102007056905 A1 [0006]

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen, umfassend ein Gehäuse (1) mit zumindest einem Emulsionszulauf (7), einem Konzentratablauf (8), einem Warmlufteinlass (9) und einem Gas-Dampf-Auslass (10), und mit einer Antriebswelle (3), die sich von einer ersten Gehäusewand (1') zu einer dieser gegenüber liegenden zweiten Gehäusewand (1'') erstreckt, wobei ein erstes Ende (3') der Antriebswelle (3) mit einem außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Getriebemotor (4) operativ verbunden und ein zweites Ende (3'') der Antriebswelle (3) in einem an der zweiten Gehäusewand (1'') angeordneten Lager (5) um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Konzentratablauf (8) in einem Boden (13), und der Gas-Dampf-Auslass (10) an einer Oberseite (14) des Gehäuses angeordnet sind, – die Antriebswelle (3) horizontal positioniert und mit einer Mehrzahl von Verdunstungsscheiben (2) bestückt ist, die voneinander beabstandet sind und sich bis in einen unteren Abschnitt des Gehäuses (1) bodennah erstrecken, wobei ein Warmluftpfad von dem Warmlufteinlass (9) entlang zumindest eines Flächenabschnitts der Verdunstungsscheiben (2) zu dem Gas-Dampf-Auslass (10) bereitgestellt ist, indem der Warmlufteinlass (9) an einer Seitenwand so vorgesehen ist, dass seine Öffnungsebene senkrecht zu den Flächen der Verdunstungsscheiben (2) steht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungsscheiben (2) eine Kreisform haben und das Gehäuse (1) eine zylindrische Form aufweist, die mit den Verdunstungsscheiben (2) korrespondiert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungsscheiben (2) eine Mehrzahl von Durchbruchsöffnungen (11), insbesondere in Form eines Loch- oder eines Schlitzmusters aufweisen.
  4. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungsscheiben (2) ein Prägemuster aufweisen.
  5. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmlufteinlass (9) einen Öffnungsquerschnitt mit einer Breite aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen den beiden äußersten der auf der Antriebswelle (3) angeordneten Verdunstungsscheiben (2).
  6. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebemotor (4) mit zumindest einem thermoelektrischen Generator operativ gekoppelt ist.
  7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem unteren Abschnitt des Gehäuses (1) eine Analysevorrichtung (12), insbesondere eine Vorrichtung zur Leitfähigkeitsmessung (12), eine Vorrichtung zur Bestimmung des Brechungsindex', eine Vorrichtung zur Dichtemessung zur Analyse von die Zusammensetzung der Emulsion (6) charakterisierenden Parametern angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysevorrichtung (12) eine Schnittstelle an eine Datenverarbeitungseinheit aufweist.
  9. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas-Dampf-Auslass (10) mit einer Kondensationsvorrichtung, insbesondere über eine Adsorptionskühlvorrichtung, über eine Leitung fluidisch verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (3) außerhalb des Gehäuses ein Drehzahlmesser (15) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Gehäuse (1) eine Temperaturmessvorrichtung, insbesondere ein Temperatursensor, angeordnet ist.
  12. Anlage zur Aufkonzentrierung von Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vorrichtungen nach zumindest einem der der Ansprüche 1 bis 11 über eine Reihenschaltung derart miteinander verbunden sind, dass ein Konzentratablauf (8) einer stromaufwärts angeordneten Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen mit einem Emulsionszulauf (7) einer nachfolgenden stromabwärts angeordneten Vorrichtung zur Aufkonzentrierung von Emulsionen fluidisch verbunden ist.
  13. Verfahren zur Aufkonzentrierung von Emulsionen unter Verwendung einer Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Schritte – Beschicken des Gehäuses (1) über den zumindest einen Emulsionszulauf (7) mit einer aufzukonzentrierenden Emulsion, und Befüllen eines unteren Abschnitts des Gehäuses (1) mit der Emulsion (6) – in Gang Setzen der horizontal positionierten und mit einer Mehrzahl von Verdunstungsscheiben (2) bestückten Antriebswelle (3) durch Betätigen des mit der Antriebswelle (3) operativ verbundenen Getriebemotors (4) und rotieren Lassen der Verdunstungsscheiben (2) und Benetzen der rotierenden Verdunstungsscheiben (2) mit der Emulsion (6), – Einlassen von Warmluft über den Warmlufteinlass (9) und Führen der Warmluft entlang dem Warmluftpfad (a), wobei die Warmluft eine Verdunstungswärme zur Verdunstung von mit der Emulsion (6) an den Verdunstungsscheiben (2) anhaftendem Wasser bereitstellt, – Abführen des verdampften Wassers über den Gas-Dampf-Auslass (10).
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