DE202007007149U1

DE202007007149U1 - Prozesswasser-Recycling-Anlage

Info

Publication number: DE202007007149U1
Application number: DE200720007149
Authority: DE
Original assignee: Baldwin Germany GmbH
Current assignee: Baldwin Germany GmbH
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2017-05-19

Abstract

Prozesswasser-Recycling-Anlage für Feuchtwasser von Druckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlelement oder Wärmetauscherelement (120) zur Temperierung, vorzugsweise zur Kühlung des Feuchtwassers vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozesswasser-Recycling-Anlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere für Prozesswasser von Druckmaschinen.
Unter dem Begriff "Prozesswasser" wird hier Flüssigkeit verstanden, welche für "Betriebsprozesse" in Maschinen oder Anlagen verwendet wird. Das Prozesswasser kann Leitungswasser oder eine Zusammensetzung aus Leitungswasser und Zusatzmitteln sein. Prozesswasser kann beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit sein. "Zusatzmittel" können in der Druckindustrie beispielsweise Alkohol Korrosionsinhibitoren und Algeninhibitoren sein. Prozesswasser kann beispielsweise zur Befeuchtung von Druckwerkswalzen und Zylindern oder zur Reinigung von Druckwerkswalzen und Zylindern verwendet werden. Ein wichtiges Prozesswasser bei Druckmaschinen ist sogenanntes "Feuchtwasser", welches Alkohol oder Alkoholersatzstoffe und weitere Zusätze enthält und in Druckmaschinen auf Druckwerkszylinder oder Druckwerkswalzen zur Erzielung bestimmter Druckwerkseigenschaften aufgebracht wird. Das Feuchtwasser wird durch eine Temperiereinrichtung temperiert. Das Feuchtwasser wird den Druckwerkszylindern und/oder einem Feuchtwerk zugeführt und überschüssiges Feuchtwasser wird von diesen Druckwerkszylindern oder dem Feuchtwerk über Durchflussfilter wieder in eine Feuchtwasser-Aufbereitungswanne zurückgeführt. Im Feuchtwasser reichern sich während der Benutzung insbesondere folgende Verschmutzungen an: Druckfarben, Fasern, Papierstaub, Mineralöle, Bakterien und Pilze. Durch Verbrauch und gegebenenfalls durch Verdunstung müssen das Leitungswasser und die Zusätze des Feuchtwassers mengenproportional nachdosiert werden.
Durch die Erfindung soll die Standzeit des Prozesswassers kostengünstig verlängert werden.
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine optimierte Temperierung des Prozesswassers.
Die Erfindung gestattet es, das Prozesswasser zu reinigen, ohne dass lösliche Substanzen in das Prozeßwasser gelangen. Ferner kann unbrauchbar gewordenes Prozesswasser zur Entsorgung aufbereitet werden. Die drucktechnisch wichtigen Eigenschaften des Prozesswassers oder Feuchtwassers, wie beispielsweise Oberflächenspannung, Benetzungsvermögen und pH-Wert bleiben erhalten. Ferner ermöglicht die Erfindung die Erhaltung von Puffersubstanzen, Alkohol, Bakteriziden und weiteren Hilfsstoffen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
1 schematisch einen Filterteil einer Prozesswasser-Recycling-Anlage nach der Erfindung zur Aufbereitung von Prozesswasser, insbesondere Feuchtwasser, einer Druckmaschine, insbesondere einer Offsetdruckmaschine,
2 schematisch einen Spaltmittelteil der Prozesswasser-Recycling-Anlage zur Behandlung von Filtrat, welches von dem in 1 dargestellten Filterteil aus dem Prozesswasser abgeschieden wurde,
3 eine weitere Ausführungsform einer Prozesswasser-Recycling-Anlage nach der Erfindung,
4 eine nochmals weitere Ausführungsform einer Prozesswasser-Recycling-Anlage nach der Erfindung,
5, 6, 7 und 8 verschiedene Varianten der genannten Ausführungsformen der Erfindung.
Die in den 1 und 2 schematisch dargestellte Prozesswasser-Recycling-Anlage enthält folgende wesentlichen Elemente:

B1.: Prozesswasser-Aggregat
B3.: Arbeitsbehälter
B10:: Reaktionsbehälter
B11:: Spaltmittel-Behälter
B12:: Filtrat-Sammelwanne
F1:: Filter, beispielsweise Siebfilter, als Vorfilter vor dem Arbeitsbehälter B3
F2:: Ultrafeiner Filter in Form eines Crossflow-Filters, welcher ein Membranfilter ist
F10:: Sediment-Filtersack
F11:: Klarphasen-Filtersack
P1:: Prozesswasser-Förderpumpe
P2:: Druckpumpe zur Erzeugung des Druckes im Crossflow-Filter F2
P10:: Filtrat-Pumpe
V2:: Rückspülventil zur Säuberung des Vorfilters F1 durch Rückspülung
V3:: Füllventil zum Füllen des Arbeitsbehälters B3 mit Prozesswasser
V5:: Konzentrat-Ablassventil zum Ablassen von Konzentrat aus dem Arbeitsbehälter B3
V7:: Konzentrat-Ventil zur Rückführung von Konzentrat vom Crossflow-Filter zum Arbeitsbehälter B3
V8:: Spülwasser-Einlassventil zur Ausspülung von Konzentrat aus dem Crossflow-Filter F2
V10:: Spülluft-Ventil zum Ausspülen des Crossflow-Filters F2 mit Druckluft
V15:: Spülwasser-Auslassventil zum Ablassen von Spülwasser aus dem Crossflow-Filter F2
V18:: Druckpumpen-Ventil im Strömungsweg zwischen Arbeitsbehälter B3 und Crossflow-Filter F2
V50:: Sediment-Ablassventil zum Ablassen von Sediment aus dem untersten Ende des Reaktionsbehälters B10
V51:: Klarphasen-Ablassventil zum Ablassen der Klarphase aus dem Reaktionsbehälter B10
V52:: Spaltmittel-Dosierventil zur Abgabe von Spaltmittel aus dem Spaltmittel-Behälter 11 in den Reaktionsbehälter
M:: Elektromotor zum Antrieb eines Rührwerkes im Reaktionsbehälter B10
PS2:: Differenzdruckmesser zur Messung des Differenzdruckes zwischen stromaufwärtiger Seite und stromabwärtiger Seite des Vorfilters Fi als Maß für den Verstopfungsgrad des Vorfilters F1
PI9:: Druckmessgerät stromaufwärts des Crossflow-Filters F2 zur Messung von seinem Eingangsdruck und damit zur Messung seines Konzentrat-Füllungsgrades
LS5:: Niveausensor am Arbeitsbehälter B5 zur Begrenzung seines obersten Füllungspegels
LS6:: Niveausensor am Arbeitsbehälter B3 zur Bestimmung seines normalen Füllungspegels bei Normalbetrieb
LS7:: Niveasensor am Arbeitsbehälter B3 zur Bestimmung seines niedrigsten Füllungspegels, bei dessen Erreichen auf den normalen Füllungspegel bei dem Niveausensor LS6 aufgefüllt wird.
LS50:: Niveausensor am Reaktionsbehälter 10 zur Begrenzung seines maximalen Füllungspegels
LS51:: Niveausensor am Spaltmittel-Behälter zur Begrenzung seines niedrigsten Füllungspegels.

Das Prozesswasser-Aggregat B1 ist schematisch als Wanne dargestellt, in welcher sich das Prozesswasser befindet. Das Prozesswasser besteht im Falle von Feuchtwasser für das Druckwerk einer Druckmaschine aus Wasser, Alkohol und bestimmten, in der Druckindustrie üblichen Zusätzen. Es wird auf einem im Wesentlichen konstanten Niveau in Abhängigkeit von Niveausonden gehalten. Im Falle von Feuchtwasser wird das Feuchtwasser einem Feuchtwerk 2 zugeführt, welches es auf ein Druckwerk einer Offsetdruckmaschine überträgt. Eine Zufuhrleitung 4 vom Prozesswasser-Aggregat Bi zu einem Feuchtwerk 2 enthält eine Pumpe 6. Überschüssiges Feuchtwasser wird vom Feuchtwerk 2 wieder zum Prozesswasser-Aggregat B1 zurückgeführt. Ein Beispiel für eine Rückführung zeigt 3. Ein Teil des Prozesswassers verdunstet. Dadurch muss dem Prozesswasser-Aggregat B1 ständig frisches Prozesswasser oder die zu seiner Bildung erforderlichen Bestandteile zugeführt werden. Prozesswasser kann auch in anderen Teilen einer Druckmaschine verwendet werden, beispielsweise zur Befeuchtung von Druckplattenzylindern oder zur Reinigung von Druckmaschinenzylindern. Die Prozesswasserpumpe P1, der Vorfilter F1 und das Füllventil V3 befinden sich in dieser Reihenfolge in einer Fluidleitung 8, welche das Prozesswasser-Aggregat B1 strömungsmäßig mit dem Arbeitsbehälter B3 verbindet. Die Druckpumpe P2, das Druckpumpen-Ventil V18 und das Druckmessgerät PI9 befinden sich in dieser Reihenfolge in einer Fluidleitung 12, welche den Arbeitsbehälter B3 nahe seines unteren Endes mit einem Prozesswasser-Einlass 14 des Crossflow-Filters F2 verbindet. Das Konzentratventil V7 und ein Durchflussmengenmesser 16 befinden sich in dieser Reihenfolge in einer Fluidleitung 18, welche einen Konzentratauslass 20 des Crossflow-Filters F2 mit dem Arbeitsbehälter B3 strömungsmäßig verbindet. Eine Prozesswasser-Rückführleitung 22, in welcher sich ein Durchflussmengenmesser 24 befindet, verbindet einen Filtratausgang 26 des Crossflow-Filters F2 mit dem Prozesswasser-Aggregat B1.
Das Rückspülventil V2 befindet sich in einer Rückspülleitung 30, welche die stromaufwärtige Seite 32 des Vorfilters F1 mit dem Reaktionsbehälter B10 strömungsmäßig verbindet. Dadurch kann, wenn der Differenzdruckmesser PS 2 einen bestimmten überhöhten Differenzdruck über dem Vorfilter F1 anzeigt, das Füllventil V3 geschlossen und das Rückspülventil V2 geöffnet werden und dann der Vorfilter F1 in entgegengesetzter Strömungsrichtung mit Prozesswasser durch das Rückspülventil V2 und die Rückspülleitung 30 hindurch in den Reaktionsbehälter B1 hinein gespült werden. Anschließend wird das Rückspülventil V2 wieder geschlossen und das Füllventil V3 kann wieder geöffnet werden.
Das Konzentrat-Ablassventil V5 befindet sich in einer Konzentrat-Ablassleitung 34, welche die unterste Stelle des Arbeitsbehälters B3 mit dem Reaktionsbehälter B10 strömungsmäßig verbindet.
Das Spülluft-Ventil V10 befindet sich in einer Druckluftleitung 36 und das Spülwasser-Einlassventil V8 befindet sich in einer Wasserleitung 38. Beide Leitungen 36 und 38 sind stromabwärts ihrer Ventile V10 und V8 an den Konzentratauslass 20 des Crossflow-Filters F2 strömungsmäßig angeschlossen.
In 1 ist der Strömungsweg des Filtrats 44 durch die Filtermembran 42 zur Prozesswasser-Rückführleitung 22 durch eine gestrichelte Pfeillinie 44 dargestellt.
Die Filtrat-Sammelwanne B12 wird in Abhängigkeit vom Pegel des sich in ihr sammelnden Filtrats durch die Filtratpumpe P10 chargenweise in den Arbeitsbehälter B3 entleert. Die Filtrat-Pumpe P10 befindet sich in einer Filtratrückleitung 50, welche die Filtrat-Sammelwanne B12 mit dem Arbeitsbehälter B3 strömungsmäßig verbindet.
Das Sediment-Ablassventil V50 befindet sich in einer Sediment-Ablassleitung 52, welche sich von einer untersten Stelle des Reaktionsbehälters B10 bis über oder in den Sediment-Filtersack F10 erstreckt, welcher sich in oder über der Filtrat-Sammelwanne B12 befindet. Das Klarphasen-Ablassventil 51 befindet sich in einer Klarphasen-Ablassleitung 54, welche den Reaktionsbehälter B10 von einer oberhalb seiner tiefsten Stelle gelegenen Stelle mit dem oberen Ende des Klarphasen-Filtersackes F11 strömungsmäßig verbindet, welcher sich in oder über der Filtrat-Sammelwanne B12 befindet. Dadurch wird aus dem Sediment-Filtersack F10 und/oder dem Klarphasen-Filtersack F11 austretende Flüssigkeit von der Filtrat-Sammelwanne B12 aufgefangen.
Die Erfindung beinhaltet insbesondere die im Folgenden aufgeführten Verfahrensschritte.
Verfahrensteil A:

A1. Das Füllventil V3 wird geöffnet und dadurch kann Prozesswasser vom Prozesswasser-Aggregat B1 solange in den Arbeitsbehälter B3 strömen, bis in ihm der Pegel bei dem mittleren Sensor LS6 erreicht ist.
A2. Füllventil V3 wird geschlossen; Prozesswasser wird aus dem Arbeitsbehälter B3 durch die Druckpumpe p2 bei geöffnetem Druckpumpen-Ventil V18 entnommen und durch den Crossflow-Filter F2 gefördert. Dabei ist das Konzentrat-Ventil V7 geöffnet und die Druckpumpe P2 erzeugt auf der Konzentratseite 40 der Membran 42 einen Fluiddruck, durch welchen Filtrat durch die Membran 42 hindurchgetrieben wird.
A3 Wenn der Prozesswasser-Pegel im Arbeitsbehälter B3 auf den Pegel seines unteren Niveausensors LS7 abgesunken ist, wird das Füllventil V3 wieder geöffnet und mittels der Prozesswasser-Förderpumpe P1 Prozesswasser aus dem Prozesswasser-Aggregat B1 in den Arbeitsbehälter B3 gemäß vorgenanntem Arbeitsschritt A1 gefördert, wobei während dieser Förderung das Druckpumpen-Ventil V18 geschlossen sein kann, jedoch vorzugsweise offengehalten wird, so dass gleichzeitig Prozesswasser vom Arbeitsbehälter B3 mittels der Druckpumpe P2 in den Crossflow-Filter F2 gefördert wird.

Hierbei wird der Arbeitsbehälter B3 durch Öffnen und Schließen des Füllventils V3 diskontinuierlich gefüllt, dann durch den Crossflow-Filter F2 entleert, wieder gefüllt, dann wieder entleert, dann wieder gefüllt usw., jeweils zwischen den beiden Niveausensoren LS 6 und LS7. Dabei strömt durch die Filtermembran 42 des Crossflow- Filters F2 entsprechend dem gestrichelten Pfeil 44 Filtrat, welches über die Prozesswasser-Rückführleitung 22 in das Prozesswasser-Aggregat B1 zurückströmt, und gleichzeitig sammelt sich auf der Konzentratseite 40 der Filtermembran 42 Konzentrat an, welches durch das Konzentratventil V7 infolge des Druckes der Druckpumpe P2 in den Arbeitsbehälter B3 zurückgefördert wird. Das Konzentratventil V7 kann kontinuierlich oder diskontinuierlich offen gehalten werden.
Nach einer bestimmten Betriebszeit, deren Dauer von der Verschmutzungsgeschwindigkeit des Prozesswassers im Prozesswasser-Aggregat B1 abhängig ist, kann im Arbeitsbehälter B3 nicht mehr weiter auf konzentriert werden, weil das Konzentrat im Rrbeitbehälter B3 zu dick geworden ist. "Aufkonzentriert" bedeutet hier "hinzufügen von Konzentrat". Wenn nicht mehr weiter auf konzentriert werden kann, werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

B1. Bei geschlossenem Konzentratventil V7 und geschlossenem Spülwasser-Auslassventil V15 wird das Spülluft-Ventil V10 geöffnet und dadurch mit Druckluft Konzentrat aus dem Crossflow-Filter F2 rückwärts durch das geöffnete Druckpumpen-Ventil 18 und durch die Druckpumpe P2 hindurch, welche ausgeschaltet wurde, in den Arbeitsbehälter B3 getrieben. Dieser Verfahrensschritt beginnt vorzugsweise dann, wenn im Arbeitsbehälter B3 der Pegel des Prozesswassers auf dem unteren Niveausensor LS7 steht.
B2 Das Spülluft-Ventil V10 wird geschlossen und das Konzentratventil V7 bleibt geschlossen, das Druckpumpen-Ventil V18 wird geschlossen und das Spülwasser-Auslassventil V15 wird geöffnet, und das Spülwasser-Einlassventil V8 wird ebenfalls geöffnet, so dass vom Spülwasser-Einlassventil V8 her Spülwasser durch den Konzentrat-Auslass 20 auf der Konzentratseite 40 der Filtermembran 42 in den Crossflow-Filter F2 strömt, über die Filtermembran 42 strömt, und dann durch den Prozesswasser-Einlass 14 aus dem Crossflow-Filter F2 strömt und Konzentratreste durch das Spülwasser-Auslassventil V15 aus dem System hinausspült.
B3. Gleichzeitig mit dem Verfahrensschritt B1 oder anschließend an ihn wird das Konzentrat-Ablassventil V5 geöffnet und dadurch Konzentrat aus dem Arbeitsbehälter B3 durch dieses Konzentrat-Ablassventil V5 und die Konzentrat-Ablassleitung 34 hindurch in den Reaktionsbehälter B10 abgelassen.
B4. Dann können wieder die Verfahrensschritt A1 bis A3 erfolgen, welche sich solange wiederholen können, bis dann wieder die Arbeitsschritte B1, B2 und B3 erforderlich werden.

Nach längerer Betriebszeit muss auch der Vorfilter F1 gereinigt werden. Dies ist dann der Fall, wenn sein Strömungswiderstand durch Verschmutzungen auf einen bestimmten Wert angestiegen ist, was durch den Differenzdruck messer PS2 festgestellt wird. Bei Erreichen eines bestimmten Differenzdruckwertes werden folgende Verfahrensschritte C durchgeführt:

C1. Schließen des Füllventils V3.
C2. Öffnen des Rückspülventils V2
C3. Pumpen von Prozeßwasser aus dem Prozesswasser-Aggregat B1 mittels der Prozesswasser-Förderpumpe P1 rückwärts durch den Vorfilter F1, durch das geöffnete Rückspülventil V2 und die Rückspülleitung 30 in den Reaktionsbehälter B10. Zur "Rückwärtsspülung" des Vorfilters F1 sind am Vorfilter F1 Strömungsumlenkmittel vorgesehen, welche nicht im Einzelnen dargestellt sind.
C4. Schließen des Rückspülventils V2, Öffnen des Füllventils V3 und Fördern von Prozeßwasser aus dem Prozesswasser-Aggregat B1 mittels der Prozesswasser-Förderpumpe P1 in den Arbeitsbehälter B3 gemäß den Verfahrensschritten A1, A2 und A3.

Im Reaktionsbehälter B10 befindet sich nunmehr über das Konzentrat-Ablassventil V5 zugeführtes Konzentrat und über das Rückspülventil V2 aus dem Vorfilter F1 zugeführtes verschmutztes Konzentratwasser. Wenn nach beispielsweise drei oder vier Füllungschargen der vorstehend beschriebenen Art aus dem Arbeitsbehälter B3 und dem Vorfilter F1 der Materialpegel im Reaktionsbehälter B10 auf den Pegel beim Niveausensor LS50 angestiegen ist, werden folgende Verfahrensschritte D durchgeführt:

D1 Einschalten des im Reaktionsbehälter B10 angeordneten Rührwerkes 60 durch Einschalten seines Motors M und Hinzufügen einer bestimmt dosierten Menge von Spaltmittel aus dem Spaltmittel-Behälter B11 über das Spaltmittel-Dosierventil V52 in den Reaktionsbehälter B10. "Spaltmittel" sind chemische Hilfsmittel, um Emulsionen des im Reaktionsbehälter B10 befindlichen Prozesswassers und Prozesswasser-Konzentrats zu brechen. Solche chemischen Hilfsmittel trennen die festen und flüssigen Bestandteile der Prozesswasser-Konzentrat-Mischung. Das Prozesswasser ist im Falle von Feuchtwasser eine Mischung aus Wasser, Alkohol und in der Druckindustrie üblichen Zusatzmitteln.
D2. Ausschalten des Rührwerkes 60; Abschalten der Spaltmittelzufuhr durch Schließen des Spaltmittel-Dosierventils V52 vor oder spätestens mit dem Abschalten des Rührwerkes 60.
D3. Abwarten einer bestimmten Sedimentationszeit, innerhalb welcher sich die festen Bestandteile im Reaktionsbehälter B10 setzen können.
D4. Ablassen des flüssigen Bestandteils, welcher auch als Klarphase bezeichnet wird, aus dem Reaktionsbehälter B10 durch Öffnen des Klarphasen-Ablassventils V51 über die Klarphasen-Ablassleitung 54 durch den Klarphasen-Filtersack F11 in die Filtrat-Sammelwanne B12. Die sich dabei in der Filtrat-Sammelwanne B12 ansammelnde Flüssigkeit wird in Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel, welcher durch einen an der Filtrat-Sammelwanne B12 vorgesehenen Niveausensor 62 überwacht wird, von der Filtrat-Pumpe P10 über die Filtratrückleitung 50 in den Arbeitsbehälter B3 zurückgefördert.
D5. Im Reaktionsbehälter B10 abgelagertes Sediment wird über das für den Ablassvorgang geöffnete Sediment-Ablassventil V50 der Sediment-Ablassleitung 52 in den Sediment-Filtersack F10 abgelassen, wobei aus dem Sediment-Filtersack F10 austretende Flüssigkeit von der Filtrat-Sammelwanne B12 aufgefangen wird und in der vorstehend bei Schritt D4. beschriebenen Weise niveaugesteuert von der Filtrat-Pumpe P10 über die Filtratrückleitung 50 in den Arbeitsbehälter B3 zurückgefördert wird.

Die Arbeitsschritte D4. und D5. können gleichzeitig beginnen und/oder enden oder nacheinander ablaufen. Der Anschluss der Klarphasen-Ablassleitung 54 am Reaktionsbehälter B10 liegt höher als der Anschluss der Sediment-Ablassleitung 52 am Reaktionsbehälter B10.
Die Verwendung eines ultrafeinen Filters wie beispielsweise die Verwendung eines Crossflow-Filters F2 zur Reinigung von Prozesswasser von Druckmaschinen hat den Vorteil, dass nicht nur feinste Feststoffpartikel, sondern auch Mikroorganismen zurückgehalten werden und aus dem Prozesswasser ausgeschieden werden können. Biozide können dem Feuchtwasser von Druckmaschinen hinzugefügt werden, um die unerwünschte Bildung und die unerwünschte Vermehrung von Mikroorganismen zu verhindern. Biozide können auch bei der Erfindung verwendet werden, bei welcher sie jedoch in wesentlich kleinerer Menge oder überhaupt nicht benötigt werden. Dadurch werden die Kosten und die Umweltbelastung wesentlich gesenkt. Der Ultrafilter oder Crossflow-Filter F2 hält auch Papierstaub und im Papier der Druckmaschine vorhandene Kreide, sogenannter Papierstrich und Papierfasern sowie Druckfarbe zurück. Der im Prozesswasser enthaltene Alkohol geht nicht mit verschmutztem Prozesswasser/Abwasser verloren, sondern wird ständig zurück gewonnen, da der Alkohol durch die Filtermembran 42 entsprechend dem gestrichelten Pfeil 44 hindurch dringt und über die Prozesswasserrückführleitung 22 in das Prozesswasser-Aggregat B1 zurückgelangt. Durch den in 2 dargestellten Spalt-Anlagenteil werden alle von der Filtermembran 42 des Crossflow-Filters F2 zurückgehaltenen Bestandteile mit einer nur sehr geringen Menge von Chemikalien als Spaltmittel behandelt, ohne dass der Druckprozess der Druckmaschine gestört wird. Die mit Spaltmitteln des Spaltmittelbehälters B11 im Reaktionsbehälter B10 behandelten Prozesswasserteile werden nochmals behandelt, indem sie in einen durch die Filtratpumpe P10 in den Arbeitsbehälter B3 von 1 zurückgeführten wieder verwendbaren Flüssigkeitsbestandteil und in einen durch den Klarphasen-Filtersack F11 und den Sediment-Filtersack F10 ausscheidbaren Feststoffbestandteil zerlegt werden. Durch die Filterwirkung der Filtermembran 42 im Crossflow-Filter F2 können keine Chemikalien vom Spalt-Anlagenteil der 2 in das Prozesswasser im Prozesswasser-Aggregat B1 gelangen. Dies bedeutet, dass der chemische Teil der Anlage vom Prozesswasser, welches im Prozesswasser-Aggregat B1 vorhanden ist, völlig getrennt ist.
Die gesamte Prozesswasser-Recycling-Anlage ist zum Prozesswasser des Prozesswasser-Aggregats B1 als Bypass angeordnet und das Prozesswasser wird nur in diesem in den 1 und 2 dargestellten Bypass aufbereitet. Damit ergeben sich unter anderem folgende Vorteile: wenn in der Prozesswasser-Recycling-Anlage Störungen auftreten oder die Anlage durch Störungen Betriebsunterbrechungen hat, wird davon der Druckprozess der Druckmaschine nicht beeinflusst. Da nicht das gesamte Prozesswasser, welches der Druckmaschine zugeführt wird, durch die Prozesswasser-Recycling-Anlage geleitet wird, sondern nur ein kleiner Teil davon in dem genannten Bypass-Verfahren, kann die Anlage wesentlich kleiner sein als eine Prozesswasser-Reinigungsanlage, welche sich im Prozesswasser-Strömungsweg zwischen dem Prozesswasser-Aggregat B1 und der Druckmaschine befindet. Selbstverständlich können im Vorlauf und/oder im Rücklauf des Prozesswassers oder Feuchtwassers zwischen dem Prozesswasser-Aggregat B1 und dem Druckwerk 2 wie beim Stand der Technik Vorlauffilter und Rücklauffilter enthalten sein.
Die von der Prozesswasser-Recycling-Anlage ausgeschiedenen Abfallstoffe sind keine verschmutzten Flüssigkeiten, sondern im Sediment-Filtersack F10 und im Klarphasen-Filtersack F11 gesammelter Feststoff. Dieser hat ein wesentlich kleineres Volumen und ist wesentlich einfacher transportierbar als eine entsprechende Menge verschmutzter Flüssigkeit. Dabei ist kein oder nur ein äußerst geringer Flüssigkeitsanteil zu entsorgen.
Durch die Verwendung einer Ultra-Filtration im Crossflow-Filter F2, welcher im Bypass zum Prozesswasser-Aggregat B1 diskontinuierlich reinigt, wird die Standzeit oder Brauchbarkeitszeit des Prozesswassers wesentlich verlängert. Bei dieser Ultrafiltration werden Öle, Kolloide und partikelförmige Verunreinigungen des Prozesswassers auf konzentriert oder herausgefiltert, während Alkohol, Komplexbildner und andere gelöste Stoffe durch die Filtermembran des Ultrafiltrationsfilters oder Crossflow-Filters F2 hindurch dringen und wieder in das Prozesswasser-Aggregat B1 zurückgeführt werden. Die gemäß der Erfindung verwendete Ultrafiltration kann auch als Molekül-Sieb ausgebildet sein.
Die Prozesswasser-Recycling-Anlage kann als kompakter Schrank ausgebildet sein. Die Anlage kann an neue und auch an bereits installierte Prozesswasser-Aggregate B1 angeschlossen werden. Die gesamte Prozesswasser-Recycling-Anlage arbeitet vorzugsweise vollautomatisch mit Hilfe einer Mikroprozessor-Steuerung. Diese steuert alle Ventile und Motoren.
Anstelle eines Crossflow-Filters F2 können auch andere Filtereinrichtungen verwendet werden, welche das Prozeßwasser durch Filterwirkung, ohne dass chemische Zusätze nötig sind, derart in ein Filtrat und ein Konzentrat trennen oder aufspalten, dass das Filtrat im wesentlichen nur die gewünschten Bestandteile des Prozesswassers enthält und das Konzentrat im wesentlichen alle unerwünschten Bestandteile und gegebenenfalls einen Teil von erwünschten Bestandteilen des Prozesswassers enthält. Das Filterelement 42 der Filtereinrichtung F2 ist vorzugsweise eine für sauberes Prozeßwasser permeable Membran 42 oder ein in ähnlicher Weise ultrafein-filterndes Element. Die Membran 42 wird von Prozesswasser überströmt. Der Druck der Druckpumpe P2 erzeugt auf der Konzentratseite 40 der Membran 42 einen Staudruck und drückt die gewünschten Prozesswasser-Bestandteile durch die Membran 42.
Zur Bildung des Staudruckes auf der Konzentratseite 40 der Membran 42 wird vorzugsweise das Konzentratventil V7 nicht geschlossen, sondern so eingestellt, dass es als Strömungsdrossel wirkt. Dadurch wird die Membran 42 kontinuierlich von Prozesswasser überströmt und sauber und permeabel gehalten.
In der Beschreibungseinleitung ist erwähnt, dass das Feuchtwasser durch eine Temperiereinrichtung temperiert wird. Die Temperierung des Feuchtwassers kann an einer oder mehreren Stellen erfolgen. Eine Temperierung besteht normalerweise darin, dass das während des Betriebes zur Erwärmung neigende Feuchtwasser gekühlt wird, um es auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Temperierung kann aber auch darin bestehen, dass zusätzlich zur Kühlmöglichkeit auch eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, um beim Anlaufen der Anlage, wenn sie in einem kalten Zustand ist, das Feuchtwasser schneller auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. In erster Linie besteht jedoch die Temperierung in einem Kühlvorgang.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform einer Prozesswasser-Recycling-Anlage zur Aufbereitung von Feuchtwasser zeigt zusätzlich zu den Elementen von 1 folgende Elemente: Einen Überlauf 102 in einer Feuchtwasserwanne 104; eine Feuchtwasser-Rücklaufleitung 106 mit einer Rücklaufpumpe 108 von der stromabwärtigen Seite des Überlaufes 102 zurück in den Prozesswasser-Behälter B1, im Folgenden Feuchtwasser-Behälter genannt; ein steuerbares oder schaltbares Absperrelement 110 in der Feuchtwasser-Zufuhrleitung 4 stromabwärts von deren Vorlaufpumpe 6; eine Rezirkulationsleitung 112, welche sich von der Feuchtmittel-Vorlaufleitung bzw. -Zufuhrleitung 4 von einer zwischen der Druckseite der Vorlaufpumpe 6 und dem Ventil 110 gelegenen Stelle zurück in den Feuchtwasser-Behälter B1 erstreckt, sowie eine Vielzahl von Kühlelementen 120. Die Rücklaufpumpe 108 kann entfallen, wenn das Feuchtwasser aus dem Überlauf 102 der Feuchtwasserwanne 104 durch Schwerkraft in den Prozesswasser-Behälter B1 zurücklaufen kann.
Die Kühlelemente können ein Kühlgebläse, ein von Kühlflüssigkeit wie beispielsweise Kühlwasser durchströmtes Wärmetauscherelement oder ein von Kältemittel durchströmtes Wärmetauscherelement sein, wobei unter Kältemittel ein solches verstanden wird, welches in Kälteerzeugern nach dem Kühlschrankprinzip durch Kompression und Expansion wechselweise in einen gasförmigen und in einen flüssigen Zustand versetzt wird.
Das Kühlelement 120 in Form eines Wärmetauscherelements kann jeweils benachbart zu einer Leitung der zu temperierenden Flüssigkeit oder in der Leitung der zu temperierenden Flüssigkeit oder in einem Behältnis der zu temperierenden Flüssigkeit angeordnet sein oder eine Leitung oder einen Behälter, in welchem sich die zu temperierende Flüssigkeit befindet, umgeben.
3 zeigt solche Kühlelemente 120, vorzugsweise in Form von Wärmetauscherelementen, im Wärmetausch mit der Flüssigkeit bzw. dem Feuchtwasser in der Feuchtwasser-Zufuhrleitung 4 stromaufwärts und/oder stromabwärts der Feuchtwasser-Vorlaufpumpe 6; der Feuchtwasser-Rezirkulationsleitung 112, der Feuchtwasser-Rücklaufleitung 106 stromaufwärts und/oder stromabwärts der Rücklaufpumpe 108; im Prozesswasser-Aggregat B1 bzw. Feuchtwasser-Behälter B1; in der Fluidleitung 8 stromaufwärts und/oder stromabwärts der Prozesswasserpumpe P1; im oder am Arbeitsbehälter B3, beispielsweise diesen umgebend oder darin eingetaucht; in der Fluidleitung 12 stromaufwärts und/oder stromabwärts der Druckpumpe P2 zwischen dem Arbeitsbehälter B3 und dem Crossflow-Filter F2; in oder am Crossflow-Filter F2, beispielsweise diesen umgebend, in oder auf der Retendatseite und/oder in oder auf der Permeatseite; der Fluidleitung 18 zwischen der Retendatseite 40 des Crossflow-Filters F2 und dem Arbeitsbehälter B3; und/oder der Prozesswasser-Rückführleitung 22 zwischen der Permeatseite 26 des Crossflow-Filters F2 und dem Prozesswasser-Aggregat bzw. Feuchtwasser-Behälter B1.
Bei den Ausführungsformen nach den 1, 2 und 3 findet die Aufbereitung des Feuchtwassers nicht im Feuchtwasser-Kreislauf zwischen dem Prozesswasser-Aggregat bzw. dem Feuchtwasser-Behälter B1 und dem Feuchtwerk 2 statt, sondern in einem getrennten Kreislauf, in welchem sich ebenfalls das Prozesswasser-Aggregat bzw. der Feuchtwasser-Behälter B1 befindet und welcher die Fluidleitung 8 als Vorlaufleitung und die Leitung 22 als Rückführleitung hat.
4 zeigt eine Prozesswasser-Recycling-Anlage für Feuchtwasser, bei welcher die Reinigung des Feuchtwassers im Feuchtwasser-Kreislauf selbst erfolgt.
4 zeigt wiederum das Feuchtwerk 2 mit einem Überlauf 102, einem Prozesswasser-Aggregat bzw. Feuchtwasser-Behälter B1 der Feuchtwasserrücklaufleitung 106 und der darin angeordneten Rücklaufpumpe 108, und einer Vorlaufleitung 130.
Die Vorlaufleitung 130 enthält einen ersten Vorlauf-Abschnitt 130-1 mit einer ersten Vorlaufpumpe 132 und einen zweiten Vorlaufabschnitt 130-2 mit einer zweiten Vorlaufpumpe 134.
Die Vorlaufpumpe 134 und/oder die Rücklaufpumpe 108 kann oder können entfallen, wenn das Feuchtwasser bei entsprechender Höhenpositionierung der Elemente durch Schwerkraft durch die betreffende Leitung 130 bzw. 106 fließen kann.
Der erste Vorlaufzweig 130-1 verbindet einen Auslass des Prozesswasser-Aggregats bzw. Feuchtwasser-Behälters B1 mit einem Einlass auf der Retendatseite eines Crossflow-Filters F2. Der zweite Vorlaufabschnitt 130-2 verbindet einen Permeat-Auslass des Crossflow-Filters F2 mit der Feuchtwasserwanne 104 stromaufwärts von deren Überlauf 102.
Eine Retendat-Rücklaufleitung 18 verbindet einen Retendat-Auslass des Crossflow-Filters F2 zurück mit dem Prozesswasser-Aggregat bzw. Feuchtwasser-Behälter B1.
In 4 sind 3 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Ähnlich wie in 3, können auch in 4 einer oder mehreren der Leitungen 130-1, 130-2, 106 und 18, gegebenenfalls jeweils vor oder nach der betreffenden Pumpe 132 bzw. 134 bzw. 108, ein Kühlelement, vorzugsweise ein Wärmetauscherelement 120 zugeordnet werden, und/oder ein solches Kühlelement oder Wärmetauscherelement 120 im oder am Prozesswasser-Aggregat bzw. Feuchtwasser-Behälter B1 und/oder am oder im Crossflow-Filter F2 angeordnet werden.
Bei allen Ausführungsformen ist die Darstellung des Feuchtwerkes 2 nur als Beispiel zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Ausführungsform beschränkt.
Die 5, 6, 7 und 8 zeigen verschiedene Möglichkeiten für die Positionierung eines Kühlelements bzw. Wärmetauscherelements 120. Als Ersatz für alle vorgenannten Leitungen ist zur Illustration als Beispiel eine Leitung 200 angegeben.
5 zeigt das Wärmetauscherelement 120 als Bestandteil eines Wärmetauschers 202, welch Letzterer auch einen Abschnitt, der Leitung 200 enthält. Das Wärmetauscherelement 120 ist an eine Kältequelle 204 strömungsmäßig angeschlossen, beispielsweise an einen weiteren Wärmetauscher oder vorzugsweise an einen Kälteerzeuger 204.
6 zeigt das Wärmetauscherelement 120 wiederum in einem Wärmetauscher 202 in einem Kühlflüssigkeitskreislauf 206. Der Kühlflüssigkeitskreislauf erstreckt sich durch einen weiteren Wärmetauscher 212, welch Letzterer auch einen Abschnitt eines Kältemittelkreislaufes 214 eines Kälteerzeugers 216 enthält.
Gemäß 7 kann das Kühlelement bzw. das Wärmetauscherelement 120 in dem Feuchtwasser eines Behälters, beispielsweise des Behälters B1, angeordnet werden, welcher von dem Feuchtwasser der Leitung 200 zwischen einem Leitungsabschnitt 200-1 und einem Leitungsabschnitt 200-2 durchflossen wird.
8 zeigt die Möglichkeit, das Wärmetauscherelement 120 benachbart zu oder durch einen Wärmetauscher 202 nicht an oder in der Leitung 200 selbst anzuordnen, sondern in einem Bypass 220, welcher parallel zu einem Abschnitt 200-3 der Leitung 200 geschaltet ist. Der Bypass 220 oder die Leitung 200 können ein Absperrelement oder ein Ventil 222 enthalten zur Einstellung der Hauptströmung oder der Bypassströmung.

Claims

Prozesswasser-Recycling-Anlage für Feuchtwasser von Druckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlelement oder Wärmetauscherelement (120) zur Temperierung, vorzugsweise zur Kühlung des Feuchtwassers vorgesehen ist.
Prozesswasser-Recycling-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein solches Kühlelement oder Wärmetauscherelement (120) im Feuchtwasserströmungsweg von einem Feuchtwasser-Behälter (B1) und/oder in einem Feuchtwasserweg von diesem Feuchtwasser-Behälter (B1) zu einem Feuchtwerk angeordnet ist.
Prozesswasser-Recycling-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement oder Wärmetauscherelement (120) in einem zum Feuchtwasserkreislauf parallelen Recyclingkreislauf angeordnet ist.
Prozesswasser-Recycling-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines des mindestens einen Kühlelements bzw. Wärmetauscherelements (120) in einem Retendat-Rückführabschnitt von einem Crossflow-Filter (F2) zurück in einen Arbeitsbehälter (B3) angeordnet ist.
Prozesswasser-Recycling-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines des mindestens einen Kühlelements bzw. Wärmetauscherelements (120) in einem Permeat-Rückführabschnitt von einem Crossflow-Filter (F2) zurück in einen Feuchtwasserbehälter (B1) angeordnet ist.