DE2311625A1

DE2311625A1 - Waste cutting oil emulsion separation - by heating above boiling point in five successive chambers

Info

Publication number: DE2311625A1
Application number: DE19732311625
Authority: DE
Inventors: Hans Schaefers
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE2311625B2

Abstract

Waste cutting oil emulsions from machine tools and automatics in mechanical engineering works can be separated into oil free water and oil with under 10% foreign matter. The emulsion is heated in several, pref. five, successive chambers to a temp. above the b.pt. of each chamber content. Each successive chamber has a higher overflow to the next chamber. A condenser condenses the water vapour and a separator frees the oil from impurities. No chemicals are needed for this process. Environmental pollution by effluents or by odours is elminated.

Description

Vcrfahren zum Trennen von Altemulsion in sauberes, ölfreies Wasser und Öl Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen von Altemulsionen in sauberes, ölfreies Wasser und Öl unter 10 96 Fremdstoffgehalt, bei dem die Altemulsion über ihren Siedepunkt erhitzt wird und der entstehende Wasserdampf sich in einem Kondensator niederschlägt.Process for separating old emulsion into clean, oil-free water and oil The invention relates to a method for separating waste emulsions in clean, oil-free water and oil below 10 96 foreign matter content, at which the old emulsion is heated above its boiling point and the resulting water vapor is in one Condenser precipitates.

Ein besonderes Problem stellt in größeren Betrieben die von Werkzeugmaschinen und Automaten anfallende Altemulsion dar. Zur Trennung bzw. Vernichtung dieser Altemulsion sind höchst komplizierte Anlagen bekannt.Machine tools pose a particular problem in larger companies and machines that accumulate old emulsion. For the separation or destruction of this old emulsion highly complicated systems are known.

So wird beim Direkt-Verdampfungsverfahren das durch einen Tauchbrenner erzeugte Heißgas durch die in einen Behälter einlaufende Emulsion geblasen, wodurch ein Teil des in der Emulsion enthaltenen Wassers verdampft und sich in einem Kondensator niederschlägt. Das an einem Auslauf austretende Öl enthält noch bis zu 40 ,~ Wasser und feinste Rußablagerungen aus dem Brenner.This is what happens with the direct evaporation process using an immersion burner generated hot gas is blown through the emulsion flowing into a container, whereby Part of the water contained in the emulsion evaporates and is stored in a condenser precipitates. The oil escaping at one outlet still contains up to 40 ~ water and the finest soot deposits from the burner.

Da ein Teil der verdampften Substanzen nicht mehr bis zum Taupunkt zurückgeführt wird, ist eine Bebinträchtigung der Umwelt bzw. Geruchsbelästigung nicht ausgeschlossen.Because some of the evaporated substances no longer reach the dew point is returned, is an impairment of the environment or odor nuisance not excluded.

Andere bekannte Verfahren sind das Dünnschichtverfahren und das Elektro-Flotationsverfahren.Other known processes are the thin-film process and the electro-flotation process.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein wirtschaftliches und bctriebssicheres Verfahren zum Trennen von Altemulsionen in sauberes, ölfreies Wasser und Öl unter 10 ,~ Fremdstoffgehalt ohne Verwendung von Chemikalien zu schaffen.It is the object of the invention to provide an economical and operationally safe one Process for separating old emulsions into clean, oil-free water and oil under 10, to create ~ foreign matter content without using chemicals.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Altemulsion in einem Verdampfer - der in mehrere Kammern derart unterteilt ist, daß der Überlauf zur jeweils nächsten Kammer sowie der Auslauf der Endkammer in Durchfließrichtung der Altemulsion jeweils höher ist- auf eine Temperatur über dem Siedepunkt des jeweiligen Kammer -inhaltes erhitzt wird, daß das verdampfende Wasser in einem Kondensator niedergeschlagen und durch eine nachgeschaltete Wasserfalle geleitet wird und daß das am Auslauf der Endkammer austretende Öl in einem für sich bekannten Seperator von Restwasser und Verunreinigungen getrennt wird.This object is achieved according to the invention in that the old emulsion in an evaporator - which is divided into several chambers in such a way that the overflow to the next chamber as well as the outlet of the end chamber in the flow direction the old emulsion is higher - to a temperature above the boiling point of the respective Chamber contents are heated that the evaporating water in a condenser is knocked down and passed through a downstream water trap and that the oil emerging at the outlet of the end chamber in a separator known per se is separated from residual water and impurities.

Um einc möglichst einfache Temperatursteuerung der einzelnen Kammern zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß in den Kammern des Verdampfers vorzugsweise an den Seitenwänden Iieizungsrohre derart angeordnet und verbunden sind, daß sie vom Ijeizwasser entgegengesetzt zur Durchfließrichtung der Altemulsion in Reihenfolge der Kammern durchstiömt werden. Damit ist gewährleistet, daß der durch die Ausdampfung des Wassers steigende Siedepunkt der Altemulsion ständig vorliegt.To make the temperature control of the individual chambers as simple as possible to achieve, it is proposed according to the invention that in the chambers of the evaporator preferably on the side walls Iieizungsrohre arranged and connected in such a way are that they are opposite to the direction of flow of the old emulsion from the Ijeizwasser be pierced in the order of the chambers. This ensures that the Due to the evaporation of the water, the boiling point of the old emulsion is constantly increasing.

Eine Erhöhung der Kapazität des Verdampfers wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Verdampfer eine Vorwärmvorrichtung vorgeschaltet ist.According to the invention, this increases the capacity of the evaporator achieves that a preheating device is connected upstream of the evaporator.

Um die Zusammensetzung der Altemulsion überwachen zu können und eine gleichmäßige Beschickung des Verdampfers zu sichern wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß in Durchfließrichtung der Altemulsion vor der Vorwärmvorrichtung ein Ablaufbehälter angeordnet ist.In order to be able to monitor the composition of the old emulsion and a to ensure uniform charging of the evaporator is proposed according to the invention, that in the flow direction of the old emulsion in front of the preheating device a drainage tank is arranged.

Dazu kann in vorteilhafter Weise dem Ablaufbehälter eine Pumpe vorgeschaltet sein, welche vorzugsweise von einer im Ablaufbehälter befindlichen Schwimmervorrichtung mit einer Einschaltstellung und einer Ausschaltsttllung gesteuert wird.For this purpose, a pump can advantageously be connected upstream of the drain container be, which is preferably from a float device located in the drainage tank is controlled with a switch-on position and a switch-off position.

Eine hervorragende Ausnutzung des Kühlwassers zur Nondeßlsierung des aus der Altemulsion verdampfenden Wassers wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß ein Kingkondensator, der aus zwischen sich Abständen bildenden, ineinandergeschobenen Rohren besteht, wobei jeder zweite sich dadurch bildende Ringraum an den Enden mittels einer Ringscheibe zugeschweißt und durch jeweils zwei diese Ringräume überbrückende Itolirbögen zu einem Kühlsystem verbunden sind, während die offenen Ringräume zur Kondensierung des Dampfes dienen, verwendet wird.An excellent use of the cooling water for Nondeßlsierung the water evaporating from the old emulsion is produced by the process according to the invention achieved by the fact that a King capacitor, which is formed from spaces between them, tubes inserted one inside the other, with every second annular space formed thereby welded at the ends by means of a washer and two of these Itolirbögen bridging annulus spaces are connected to a cooling system, while the open annular spaces are used to condense the steam.

Da gemäß der Erfindung der Ringkondensator von der Ansaugseite des Dampfes zur Ausflußseite des Kondensators nach unten geneigt ist, wird eine besonders intensive Kühlung des Dampfes insbesondere an den oberen Kühlflächen der einzelnen Ringräume erreicht.Since, according to the invention, the ring capacitor from the suction side of the Steam is inclined downward to the outlet side of the condenser, becomes a special one intensive cooling of the steam, especially on the upper cooling surfaces of the individual Reached annular spaces.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sbhen, daß die in der Wasserfalle im Bereich vor der ersten Scheidewand aufschwimmenden 01-partikelchen über eine Leitung zeitweilig abgesaugt und dem Seperator zugeführt werden.Another advantage of the method according to the invention is therein too Make sure that those floating up in the water trap in the area in front of the first partition 01 particles are temporarily sucked off via a line and fed to the separator will.

Da sich der Auslauf der Endkammer auf die gesamte Breite des Verdampfers erstreckt, strömt das vom Wassergehalt bereits stark reduzierte Öl in einer breiten, dünnen Spur ab. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine weitere Ausdampfung des Wassers aus dem inzwischen stark erhitzten 61 verwirklicht.Since the outlet of the end chamber extends over the entire width of the evaporator extends, the oil, which has already been greatly reduced in terms of water content, flows in a wide, thin track. This is advantageous in a further evaporation of the Water from the meanwhile strongly heated 61 realized.

Schließlich wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das durch den Seperator vom C1 getrennte Restwasser über eine Leitung wieder dem Ablaufbehälter~ zugeführt wird.Finally, it is proposed according to the invention that the through The residual water separated from the C1 by the separator is returned to the drainage tank ~ via a pipe is fed.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the method according to the invention is shown in Drawing shown.

Es zeigen: Figur 1: Ein Schaltschema gemäß der Erfindung Figur 2: Einen schematischen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Verdampfers Figur 3: Ein schematischer Längsschnitt des Ringkondensators gemäß der Erfindung Figur 4: Ein Schnitt gemäß Linie IV - 1V der Figur 3 Figur 5: Ein Schnitt gemaß Linie V - V der Figur 3 Figur 1: Die über die Leitung 1 durch eine Pumpe 2 angesaugte Altemulsion wird über die Leitung 3 in den Ablautbellaltcr 4 gepumpt. Dazu wird die Pumpe 2 von vorzugsweise einer Schwimmervorrichtung (nicht gezeigte mit einer Einschaltstellung 5 und einer Ausschaltsteilung 6 gesteuert. tbe das die Durchsatzmenge einstcllbar@ Ventil 7 und die Leitung 8 gelangt die Altemulsion in die Vorwarmkammer 9. They show: FIG. 1: A circuit diagram according to the invention. FIG. 2: A schematic longitudinal section of the evaporator according to the invention Figure 3: a schematic longitudinal section of the ring capacitor according to the invention Figure 4: a Section along line IV-1V of FIG. 3 FIG. 5: A section along line V-V of FIG Figure 3 Figure 1: The sucked in via the line 1 by a pump 2 Old emulsion is pumped via line 3 into the Ablautbellaltcr 4. This will be the pump 2 of preferably a float device (not shown with a Switch-on position 5 and a switch-off 6 controlled. tbe that the throughput rate adjustable @ valve 7 and line 8, the old emulsion reaches the preheating chamber 9.

Die auf ca. 80 0C vorgewärmte Altemulsion strömt in die erste Kammer 11 des Verdampfers 10 und erreicht eine Temperatur von ca. 110 OP. Entsprechend der erreichten Temperatur wird ein Teil des emulgierten Öles frei.The old emulsion, preheated to approx. 80 ° C., flows into the first chamber 11 of the evaporator 10 and reaches a temperature of approx. 110 OP. Corresponding When the temperature is reached, part of the emulsified oil is released.

Das aufschwimmende Öl wird durch die nachdrängende Altemulsion über die Uberlaufkante lla in die Kanuner 12 gedrückt, in der eine höhere Temperatur herrscht.The floating oil is overturned by the old emulsion that pushes in the overflow edge 11a pressed into the Kanuner 12, in which a higher temperature prevails.

Es verdampft ein Teil des Wassers, wodurch die Altemulsion weiter eingedickt wird. Da die nachdrängende Altemulsionsmenge größer ist als die Verdampfungsmenge, wird die Differenz über die Uberlaufkante 12a in die'Kammer 13 gedrückt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei ständig steigender Temperatur über die Kammer 14 bis zur Endkammer 15, in der eine Temperatur von ca. 150 0C herrscht. Die Auslaufkante 15a der Endkammer 15 läßt nur eine sbhr dünne, wenn auch breite ölschicht austreten.Some of the water evaporates, which means that the old emulsion continues is thickened. Since the amount of old emulsion that pushes in is greater than the amount of evaporation, the difference is pressed into die'Kammer 13 via the overflow edge 12a. This The process repeats itself over the chamber 14 bis as the temperature rises continuously to the end chamber 15, in which there is a temperature of approx. 150 ° C. The leading edge 15a of the end chamber 15 only allows a very thin, albeit broad, layer of oil to escape.

Dies bewirkt, daß der stark überhitzte Restwassergehalt zum größten 'leil ausdampft. über die Leitung 16 gelangt das Ül in den Seperatol 17. Dieser trennt das Restwasser, die Wassersalze und den gesamten im k>l konzentrierten Schmutz von dem Öl. Das ausseparierte Wasser' wird dem Ablaufbehälter 4 über die Leitung 18 wieder zugeführt. Das zur' Beheizu der Kammern (15, 14, 13, 12, 11) dienende Wasser wird mit einer Temperatur von ca. 160 0C bei 19 eingepumpt und verläßt den Verdanipfer 10 bei 20 mit einer Temperatur von ca. 110 OC.This has the effect that the strongly overheated residual water content is greatest 'leil evaporates. The oil reaches the Seperatol 17 via the line 16 separates the residual water, the water salts and the whole concentrated in the k> l Dirt from the oil. The separated water 'is the drain container 4 on the Line 18 is fed back. The one used to heat the chambers (15, 14, 13, 12, 11) Water is pumped in at a temperature of about 160 ° C. at 19 and leaves the Verdanipfer 10 at 20 with a temperature of about 110 OC.

Der im Verdampfer 10 entstandene Wasserdampf wird durch die Saugwirkung des kondensierenden Dampfes vom Ringkondensator 21 abgezogen. Das kondensierte Wasser wird über die Leitung 22 der Wasserfalle 23 zugeleitet. hier werden im Bereich vor der ersten Scheidewand 23a aufschwimmende Olpartikelchen über die Leitung 24 zeitweilig abgesaugt und dem Seperator 17 zugeführt.The water vapor generated in the evaporator 10 is caused by the suction effect of the condensing vapor is drawn off from the ring condenser 21. The condensed water is fed to the water trap 23 via the line 22. here are in the area before the first partition 23a floating oil particles via the line 24 temporarily sucked off and fed to the separator 17.

Uber die Leitung 25, den Behälter 26 und die Leitung 27 wird das nun ölfreie Kondensat mittels einer Pumpe 28 abgesaugt.This is now done via the line 25, the container 26 and the line 27 Oil-free condensate is sucked off by means of a pump 28.

Figur 2: Die zur Beheizung des Verdampfers 10 dienenden Rohre bestehen je hammer aus in den vier Ecken angeordneten senkrechten Rohren 29, die mit waagerecht an den Seitenwänden leib, 12b, 13b, 14b, 15b, angeordneten Rohren 30 verbunden sind. Während die an einer Längsseite des Verdampfers 10 angeordneten Verbindungsrohre 3i die waagereelrten Rohre 30 innerhalb einer jeden Kammer verbinden, werden die senkrechten Rohre 29 auf der entgegengesetzten Längsseite des Verdampfers 10 durch kohrbögen 32 mit der jeweils nächsten Kammer verbunden.Figure 2: The tubes used to heat the evaporator 10 are made each hammer from arranged in the four corners vertical tubes 29, which with horizontal to the Side walls body, 12b, 13b, 14b, 15b, arranged tubes 30 are connected. While those arranged on a longitudinal side of the evaporator 10 Connecting pipes 3i connect the horizontal pipes 30 within each chamber, the vertical tubes 29 are on the opposite longitudinal side of the evaporator 10 connected to the next chamber by Kohrbögen 32.

Das Heizwasser strömt bei 19 mit einer Temperatur' von 160 0C in die Ileizungsroiire der Endkammer 15 ein und verläßt bei 20 mit einer Temperatur von ca.110 0C die erste Kammer 14 des Verdampfers 10. Besonders wichtigt für die Funktion des Verdampfers ist die stüigende Anordnung des Uberlaufes 11a, 12a, 13a, 14a sowie des Auslaufes 15a der Kammern 11, 12, 13, 14, 15. Sie bewirkt, daß die Schicht der' höchsten Temperatur, welche von Kam mer zu Kammer verdrängt twird, immer dünner wird und einen möglichst geringen Wassergehalt in die lezte einer je nach Art del Altemulsion beliebigen langen kette von Kammern gelangen läßt.The heating water flows into the at 19 at a temperature of 160 ° C Ileizungsroiire of the end chamber 15 and leaves at 20 with a temperature of 110 0C the first chamber 14 of the evaporator 10. Particularly important for the function of the evaporator is the stepped arrangement of the overflow 11a, 12a, 13a, 14a and of the outlet 15a of the chambers 11, 12, 13, 14, 15. It causes the layer of ' the highest temperature, which is displaced from chamber to chamber, thinner and thinner and the lowest possible water content in the last one depending on the type of del Old emulsion can get any long chain of chambers.

Figur 3 - 5: Der Ringkondensator 21 besteht aus zwischen sich Abstände bildenden, im Durchmesser laufend kleiner werdenden, ineinandergeschobenen Rohren 21c-n, wobei jeder zweite sich dadurch bildende Ringraum 33 an den Enden mittels einer Ringscheibe 34 zugeschweißt und durch jeweils zwei diese Ringräume 33 überbrückende Rohrbögen 35 zu einem Kühlsystem verbunden sind, während die offenen Ringräume 36 zur Kondensierung des Dampfes dienen. An der Ansaugseite 21a strömt das Kühlwasser in das Rohr 21n ein, durchströmt den Ringkondensator 21 gemäß den Pfeilrichtungen und kann über den äußersten Ringraum 33 und das Rohr 37 an der Ausflußseite 21b abströmen. Der Ringkondensator 21 ist mit einem Blechgehäuse 38 ummantelt.Figure 3 - 5: The ring capacitor 21 consists of spaces between them forming tubes, which are continuously decreasing in diameter, pushed into one another 21c-n, with every second thereby forming annular space 33 welded to the ends by means of an annular disk 34 and through two of these Annular spaces 33 bridging pipe bends 35 are connected to a cooling system, while the open annular spaces 36 serve to condense the steam. On the suction side 21a, the cooling water flows into the pipe 21n, flows through the ring condenser 21 according to the directions of the arrows and can via the outermost annular space 33 and the pipe 37 flow off at the outflow side 21b. The ring capacitor 21 is provided with a sheet metal housing 38 coated.

und wird von zwei U-Trägern 39 in seiner von der Ansaugseite 21a zur Ausflußseite 21b ca. 15 ° nach unten geneigt en Lage über dem Verdampfer 10 gehalten.and is of two U-beams 39 in its from the suction side 21a to Outflow side 21b is held about 15 ° downwardly inclined above the evaporator 10.

Der entstehende Wasserdampf wird - begünstigt durch zum Ringkondensator 21 ansteigende, schräge Deckflächen über dem Verdampfer 10 - durch die Saugwirkung, die durch das zusammenbrechende Dampfvolumen im Ringkondensator 21 entsteht, abgezogen. Durch die Neigung des Ringkondensators 21 findet eine intensive Flächenberührung des Dampfes statt, so daß alle verdampften Substanzen kondensieren. Damit wird jede Beeinträchtigung der Umwelt durch verdampfte Kohlenwasserstoffe vermieden.The resulting water vapor is - favored by - to the ring condenser 21 rising, sloping top surfaces above the evaporator 10 - due to the suction effect, which is created by the collapsing volume of steam in the ring condenser 21 is deducted. Due to the inclination of the ring capacitor 21, there is intensive surface contact of the steam, so that all evaporated substances condense. So that everyone will Damage to the environment through vaporized hydrocarbons avoided.

Die Leistung der erfindungsgemäßen Anlage wird durch den Olgehalt der Altemulsion, die Größe der heizfläche und die Temperatur des Jleizwassers bestimmt. Die Vernichtung der Altemulsion wird umso billiger, je höher der Ölgehalt ist, da die iiauptwärme für die Verdampfung des Wassergehaltes aufgewendet werden muß.The performance of the system according to the invention is determined by the oil content the old emulsion, the size of the heating surface and the temperature of the Jleizwassers determined. The destruction of the old emulsion becomes cheaper the higher it is the oil content is because the main heat expended for the evaporation of the water content must become.

Die Standzeit des Verdampfers kann noch verlängert werden, indem die Altemulsion vor dem Verdampfen in einem Seperator grob gereinigt wird. Weiter könnte zui Beheizung des Ileizwassers das aus dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene 1 verwendet werden. Das kondensierte Wasser ist ölfrei, keimfrei und besitzt einen sehr niedrigen liärtegrad. Es eigenet sich bestens zum Wiederansetzen von Emulsionen.The service life of the vaporizer can be extended by the Old emulsion is roughly cleaned in a separator before evaporation. Could continue zui the heating of the Ileizwassers obtained from the method according to the invention 1 can be used. The condensed water is oil-free, germ-free and has a very low degree of hardness. It is ideal for making up emulsions again.

Claims

1. Method for separating old emulsions into clean, oil-free better and oil below 10 96 foreign matter content at which the waste emulsion is above its boiling point is heated and the resulting water vapor is deposited in a condenser, characterized in that the old emulsion in an evaporator (10) -der in several Chambers (11, 12, 13, 14, 15) are subdivided in such a way that the overflow (1 yes, 12+, 13a, 14a) to the next chamber as well as the outlet (15a) of the end chamber (15) is higher in the flow direction of the old emulsion - to a temperature above the boiling point of the respective chamber contents is heated that the evaporating Water is precipitated in a condenser (21) and through a downstream Water trap is passed and that the exiting at the outlet (15a) of the end chamber (15) Oil in a known separator (17) from residual water and impurities is separated.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the chambers (11, 12, 13, 14, 15) of the \ 'frsteamers (10) preferably on the side walls (alb, 12b, 13b, 14b, 14b) Ileizungsrohre (29, 30, 31, 32) arranged and connected in this way are that they are opposite to the flow direction of the old emulsion from the heating water flow through in the order of the chambers (15, 14, 13, 12, 11).

3. The method according to the preceding claims, characterized in, that the evaporator (10) is preceded by a preheating device (9).

4. The method according to claims 1 and 2, characterized dadulcll, that in the flow direction of the old emulsion upstream of the preheating device (9) a drainage container (4) is arranged.

5. The method according to the preceding claims, characterized in, that the drain container (4) is preceded by a pump (2), which is preferably by a float device located in the drain container (4) with a switch-on position (5) and a switch-off position (6) is controlled.

6. The method according to the preceding claims, characterized in that that a ring capacitor (21), which is formed from spaces between them, in diameter consistently decreasing nested tubes (21c-n), each second annular space (33) formed thereby at the ends by means of an annular disk (34) welded shut and each two these annular spaces (33) bridging Kohrbögen (35) are connected to a cooling system, while the open annular spaces (36) to Serve K> undensierung the steam is used.

7. The method according to the preceding claims, characterized in that that the ring capacitor (21) from the suction side (21a) to the outflow side (21b) is sloping down.

8. The method according to the preceding claims, characterized in that that the floating in the water trap (23) in the area in front of the first partition (23a) Oil particle ponds are temporarily sucked off via the line (24) and fed to the separator (17) will.

9. The method according to the preceding claims, characterized in that that the outlet (15a) of the end chamber (15) extends over the entire width of the evaporator (10) extends.

10. The method according to the preceding claims, characterized in, that the residual water separated from the bl by the Seperatol (17) via the line (18) is fed back to the drainage container (4).

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