DE202018005212U1

DE202018005212U1 - Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten aus Heiz- und Industrieanlagen und gleichzeitiger Stromgewinnung

Info

Publication number: DE202018005212U1
Application number: DE202018005212.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-10
Filing date: 2018-11-10
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2028-11-11

Abstract

Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten, dadurch gekennzeichnet, dass Kondensate durch einen oder mehrere Behälter fließen und während des Durchströmens der Kondensate Strom über lonenaustausch zwischen den Kondensaten und Elektroden und erzeugt wird.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf die Neutralisation saurer Kondensate aus Industriellen- und Heizungstechnischen Anlagen bei gleichzeitiger Stromgewinnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG/ZU LÖSENDES PROBLEM
Bei der Rauchgaswäsche, aber auch in abgeschiedenem Wasser aus Kühl- und Druckluftanlagen, verbleiben Kondensate die wegen ihres hohen Säuregehalts nicht direkt in die Kanalisation entlassen werden dürfen.
STAND DER TECHNIK
Um saure Kondensate zu verringern, kann man auf der Seite des Entstehens, z.B. in Kraftwerken, den Einsatz von Kohle mir geringem Schwefelgehalt erwägen, die führt jedoch zu erhöhten Kosten. Zudem fällt umso mehr saures Kondensat an, je effizienter die Nutzung der thermischen Energie - und damit einhergehend niedrigerer Temperatur der Abgase - und je effektiver die Entschwefelung ist.
Auch bei Luft-Kompressionssystemen und Kühlanlagen fallen mehr Kondensate an, je effizienter diese sind, bzw. je höhere der Arbeitsdruck ist.
Konventionell werden Säuren durch Zuführung von Kalk oder Laugen neutralisiert. Hierbei fallen jedoch regelmäßig - meist giftige - Salze und Schlämme an, die abgeschieden und entsorgt werden müssen.
Daneben gibt es elektrische Neutralisatoren, die durch Stromfluss zwischen Kathode und Anode den inhärenten Elektronen-Überschuss beseitigen und so den Säuregehalt auf ein nach zulässiges Maß reduzieren. Jedoch sind diese Geräte relativ aufwendig und haben einigen Stromverbrauch.
DE 1994 442 2430 A1 stellt ein Verfahren zur Neutralisation saurer Lösungen mit einer elektrochemischen Behandlung dar, bei der Anode und Kathode durch ein Diaphragma getrennt sind und der Anodenraum zusätzlich mit einem festen Neutralisationsbildner versehen ist. Der hierbei zur Neutralisierung vorgesehene Betriebsstrom ist nicht unerheblich, spielt bei dem vorgesehenen Einsatz in Kraftwerken jedoch kaum eine Rolle; bei Luftkompressions- und Kühlanlagen wäre dies anders.
DE 43 28 569 A1 schlägt eine elektrokatalytische Neutralisierungsanlage in Mehrkammer-Aufbau vor, die aber sehr aufwendig erscheint und auch eher zur Neutralisierung von Gift- und Kampfstoffen vorgesehen ist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, die Neutralisation einfacher und kostengünstiger auszuführen und Stromverbrauch zu vermeiden.
LÖSUNG
Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass Kondensate durch ihren Säuregehalt als batterieelektrischen Zelle verwendet können, die dabei großenteils neutralisiert werden und gleichzeitig kleinere Strommengen generiert werden.
AUSFÜHRUNG
In einer naheliegenden Ausführung durchfließen Kondensate ein Säurefestes Behältnis, in das Elektroden aus Kupfer und Zink graduell in die Kondensatflüssigkeit einschiebbar sind. Der zwischen den Elektroden auftretende Stromfluss wird für andere Verbraucher verwendet oder in Batterien gespeichert und das zunehmend neutralisierte Wasser abgeführt.
ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGEN
Statt konventioneller Metallelektroden wären auch Flüssiganoden oder-Kathoden (wie etwa bei US 3,214,296 A ) denkbar, oder etwa Karbon-Aerogel-Materialien, wie von Farmer et al., [1], sowie Foo et al [2] und Pekala et al [3] beschrieben, oder Ionenselektive Menbranen nach Kim et al [4], die höheren Wirkungsgrade erzielen könnten.
Nur unter Kostengesichtspunkten scheiden diese jeweils aus: bei ersteren müssen dazu semipermeable Trennschichten eingesetzt werden, die nur begrenzte Haltbarkeit aufweisen; dadurch würde das Verfahren aufwendiger und in höheren Ausmaß wartungsbedürftig. Bei letzteren ist das Material an sich schon sehr teuer und die Standzeiten wären fraglich.
Zudem muss bei hier vorliegender Anwendung der Säuregehalt nur soweit abgesenkt werden, dass die Vorgaben zur Einleitung von Abwässern in die Kanalisation eingehalten werden. Ggf. wäre auch die Zumischung geringer Anteile von Leitungswasser für eine Restkorrektur ausreichend.
Figurenliste

1 zeigt in einer beispielhaften Ausführung einen Kondensatneutralisator (1), bestehend aus einem Steuergerät (4) und einem Chassis (2), das über ein Einlassventil mit Durchflussmessung (3a) und ein Auslassventil mit Durchflussmessung (3b) verfügt. Im Chassis (2) befinden sich die Elektrodenmodule (5), bestehend aus dem vorderen Gitter (6), der Rückwand (7), den Seitenverbindungen (8,9) sowie den Anoden (10) und den Kathoden (11). Anoden und Kathoden leiten den erzeugten elektrischen Strom über Energieleitungen (12, 13) an das Steuergerät (4). Am Einlassventil mit Durchflussmessung (3a) und am Auslassventil mit Durchflussmessung (3b), die beide über eine Steuerleitung (15) mit dem Steuergerät (4) verbunden sind, befinden sich je ein ph-Sensor (14), die mit einer Datenleitung (16) mit dem Steuergerät (4) verbunden sind.
2 zeigt in vereinfachter Darstellung den Weg des Kondensates (18) durch die beispielhafte Ausführung aus 1, bestehend aus dem Chassis (2), darin drei Elektrodenmodule (5), drei den Durchfluss steuernde Elemente (18) und daran das Einlassventil (3a) und das Auslassventil (3b).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19944422430 A1 [0007]
DE 4328569 A1 [0008]
US 3214296 A [0012]

Claims

Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten, dadurch gekennzeichnet, dass Kondensate durch einen oder mehrere Behälter fließen und während des Durchströmens der Kondensate Strom über lonenaustausch zwischen den Kondensaten und Elektroden und erzeugt wird.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge kontinuierlich anhand des ph-Wertes des einlaufenden und austretenden Kondensats über eine Steuereinheit, ph-Sensoren und regelbare Ventile geregelt wird.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter Anoden und Kathoden enthalten.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden und Kathoden in auswechselbaren Käfigelementen eingebaut sind, die parallel oder seriell verdrahtet sind und die entstandene Spannung an eine Steuereinheit liefern.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter strömungssteuernde Elemente aufweisen.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigelemente auf der der Strömungsrichtung abgewandten Seite eine nicht durchströmbare Wandung aufweisen.
Vorrichtung zur Neutralisation von Kondensaten nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinheit die gewonnene Spannung für den Hausbetrieb verwendet und als Gleichstrom oder Wechselstrom an einen Verbraucher, ein Versorgungsnetz oder einen Energiespeicher abgibt.