DE2444159C2

DE2444159C2 - Method and system for processing emulsions, in particular oil emulsions

Info

Publication number: DE2444159C2
Application number: DE19742444159
Authority: DE
Inventors: Klaus 7251 Hemmingen Gäfgen
Original assignee: Fa. Otto Dürr, 7000 Stuttgart
Filing date: 1974-09-16
Publication date: 1976-05-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Emulsionen, insbesondere von aus einem Waschvorgang stammenden Öl-Emulsionen, bei dem die ausgewaschene Teilchen enthaltende Emulsion einer Filtration, vorzugsweise Ultrafiltration, unterzogen und unter Ausscheidung des Filtrats das gewonnene Konzentrat zur weiteren Konzentration einem Filtrationskreislauf zugeleitet wird. Ein solches Verfahren ist Gegenstand der älteren Anmeldung P 23 53 469.2 der Anmelderin.The invention relates to a method for processing emulsions, in particular from one Oil emulsions originating from the washing process, in which the emulsion containing the washed-out particles a filtration, preferably ultrafiltration, subjected and with separation of the filtrate the obtained Concentrate is fed to a filtration circuit for further concentration. One such The method is the subject of the applicant's earlier application P 23 53 469.2.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zu Grunde, die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens weiter zu erhöhen. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß die Emulsion in einem Emulsionskreislauf (ersten Kreislauf) dem Waschvorgang wieder zugeführt und ein Teil der Emulsion für den Filtrationskreislauf (zweiten Kreislauf) abgezweigt wird, bevor das im Filtrationskreislauf auf erhöhte Konzentration gebrachte Konzentrat zur Sammlung oder weiteren Verwendung aus dem Filtrationskreisiauf abgeleitet wird. Hierdurch ist einerseits eine sehr wirksame Filterung, insbesondere Ultrafiltration, erzielbar, und andererseits läßt sich eine sehr weitgehende Konzentration mit relativ geringem Aufwand erreichen. Auch hieir kann das Aufbereitungsverfahren mit Abfuhr des Konzentrats in kontinuierlichem Betrieb beschleunigt; werden. Insbesondere ist es auch möglich, das bei einem Waschvorgang verwendete, die Emulsion mitbildende Wasser den weiteren Waschvorgängen erneu; wieder zuzuführen.The main object of the invention is to further improve the economic viability of the process to increase. Accordingly, the invention essentially consists in that the emulsion is in an emulsion cycle (first cycle) fed back to the washing process and part of the emulsion for the Filtration circuit (second circuit) is branched off before the increased in the filtration circuit Concentration brought concentrate for collection or further use from the filtration circuit is derived. In this way, on the one hand, very effective filtering, in particular ultrafiltration, can be achieved, and on the other hand, a very extensive concentration can be achieved with relatively little effort reach. The processing procedure can also be used here accelerated with discharge of the concentrate in continuous operation; will. In particular, it is too possible, the water used in one washing process, which co-forms the emulsion, the other New washing processes; to feed again.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das gesammelte Konzentrat in einem Kon2;ntratkreislauf (dritten Kreislauf) nochmals unter Zurückführung zum Filtrationskreislauf einer nochmaligen Filtration unterzogen. Das bei der Filtration gewonnene Filtrat wird ferner vorzugsweise dem Waschvorgang erneut zugeführt.According to a further feature of the invention, the collected concentrate is in a Kon2; Intratkreislauf (third circuit) again with return to the filtration circuit for another filtration subjected. The filtrate obtained during the filtration is also preferably used for the washing process fed again.

Zur Erzielung einer möglichst wirtschaftlichen Aufbereitung der Emulsion hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß nur ein kleiner Bruchteil der im Emulsionskreislauf umlaufenden Emulsion, z.B. etwa 1 bis lO-Vo, zum Filtrationskreislauf abgezweigt und eine dieser abgezweigten Menge entsprechende Menge an Konzentrat zur Sammlung weitergeleitet wird, während die im Filtrationskreislauf umlaufende Emulsionsmenge das Vielfache, z. B. etwa 10- bis 20fache, der aus dem Emulsionskreislauf in den Filterkreislauf abgezweigten Emulsionsmenge beträgt.In order to achieve the most economical possible processing of the emulsion, it has proven to be special proved to be advantageous that only a small fraction of the emulsion circulating in the emulsion circuit, e.g. about 1 to 10 Vo, branched off to the filtration circuit and forwarded an amount of concentrate corresponding to this diverted amount for collection is, while the amount of emulsion circulating in the filtration circuit is a multiple, z. B. about 10 to 20 times the amount of emulsion diverted from the emulsion circuit into the filter circuit amounts to.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, die Konzentration im Filtrationskreislauf, insbesondere unter Anwendung der Ultrafiltration, so hoch wie möglich zu steigern, andererseits jedoch die Konzentration auf einen solchen Wert zu beschränken, daß eine wirtschaftlich tragbare Leistungsfähigkeit der Filter nicht überschritten wird. Demgemäß wird man nach Erreichen einer bestimmten Konzentration innerhalb des Filtrationskreislaufes, z. B. bei Überschreitung von etwa 10° ι oder gegebenenfalls von 15 ⁰Zo einer Öl-in-Wasser-Emulsion, die weitere Filtration unterbrechen und das Konzentrat zur weiteren Verarbeitung bzw. Vernichtung od. dgl. ableiten.A particular aim of the invention is to increase the concentration in the filtration circuit, in particular using ultrafiltration, as high as possible, but on the other hand to limit the concentration to such a value that an economically viable filter capacity is not exceeded. Accordingly, after reaching a certain concentration within the filtration circuit, for. B. when exceeding about 10 ° ι or optionally 15 ⁰ Zo of an oil-in-water emulsion, interrupt the further filtration and od the concentrate for further processing or destruction.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, insbesondere auch der Anlage zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sind der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung für ein darin schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eintr erfindungsgemüßen Anlage zu entnehmen.Further details of the invention, in particular the system for practicing the invention Procedure, the following description and the drawing are schematic for a therein The illustrated embodiment can be found in a system according to the invention.

In einer Spritz- oder Waschkammer 110, welche z. B. dem Waschen von Metallteilen zur Entfernung anhaftenden Öles und Schmutzes, gegebenenfalls auch in entsprechender Ausführung zum Lackieren, etwa einer Karosserie, dient, ist der Waschwasscrbehä!ter 111 bzw. tine oder mehrere entsprechende Waschkammern, etwa zur Aufnahme vom Werkstück abgespritzter Lackteilchen, angeordnet. Die im Behälter 111 gebildete Emulsion, z. B. öl in Wasser, wird durch eine Pumpe 118a über eine Leitung 113 in einem ersten Kreislauf (Emulsionskreislaui) zu den Spritzdüsen 134 bzw. zur Spritzkammer 110 zurückgeleitet. Eine Zweigleitung 114 führt über ein Absperrventil 117 in einen Ultrafiltrationskreislauf (zweiten Kreislauf), der aus einer die Pumpe 118 enthaltenden Leitung 119, dem Ultrafilter 120 und einer Rückleitung 122 mit Absperrventil 122 a besteht und auf einem dem Druck der Pumpe 118a entsprechenden Druckniveau arbeitet. Von der Leitung 114 bzw. 122 zweigt über ein Absperrventil 117 a eine zu einem Sammelbehälter 115 führende Leitung 114α ab. Das Ultrafilter 120 weist das — gegebenenfalls in mehrfachen Windungen — verlaufende semipermeable Membranrohr 121 für den Durchfluß des großmolekularen Konzentrats auf, während die mit dem Membranrohr 121 in Verbindung stehende Filtratkammer, die beim Durchfluß der Emulsion durch das Ultrafilter 120 ausgefilterten kleinmolekularen Bestandteile der Emulsion, insbesondere Wasser, als Filtrat aufnimmt und aus der dieses über eine Leitung 125 dem Waschvorgang in der Kammer 110 wieder zugeführt wird.In a spraying or washing chamber 110 which, for. B. washing metal parts for removal adhering oil and dirt, if necessary also in a corresponding version for painting, for example a body, is the washing water container 111 or tine or several corresponding ones Wash chambers, for example for receiving paint particles sprayed off the workpiece, are arranged. The in Emulsion formed in container 111, e.g. B. oil in water is fed by a pump 118a via a line 113 returned in a first circuit (emulsion circuit) to the spray nozzles 134 or to the spray chamber 110. A branch line 114 leads via a shut-off valve 117 into an ultrafiltration circuit (second circuit), which consists of a line 119 containing the pump 118, the ultrafilter 120 and a return line 122 with shut-off valve 122 a and on one of the pressure of the pump 118 a corresponding pressure level works. From the line 114 or 122 branches off via a shut-off valve 117 a from a line 114α leading to a collecting container 115. The ultrafilter 120 has that - if necessary in multiple turns - running semipermeable membrane tube 121 for the Flow of the large molecular concentrate, while with the membrane tube 121 in connection standing filtrate chamber, which filtered out when the emulsion flowed through the ultrafilter 120 Small molecular components of the emulsion, in particular water, takes up as a filtrate and from the this is fed back to the washing process in the chamber 110 via a line 125.

Vun der Leitung 122 zweigt des weiteren hinter dem Ultrafilter 120 eine Leitung 135 mit einem Absperrventil 136 ab, durch die Konzentrat der im Ultrafilter 120 gefilterten Emulsion in den Sammelbehälter 115 abfließen kann, derart, daß ein (dritter) Kreislauf als Konzentratkreislauf vom Sammelbehälter 115 über die Leitungen 114 a, 119 mit PumpeFrom the line 122, a line 135 with a shut-off valve branches off behind the ultrafilter 120 136 from, through the concentrate of the emulsion filtered in the ultrafilter 120 into the collecting container 115 can flow off, in such a way that a (third) circuit as a concentrate circuit from the collecting container 115 via lines 114 a, 119 with pump

ίο 118, Ultrafilter 120 und Leitung 135 gebildet wird bzw. gebildet werden kann.ίο 118, ultrafilter 120 and line 135 is formed or can be formed.

Eine Ablaßleitung 137 mit Absperrventil 138 dient dazu, die im Sammelbehälter 115 gesammelte Menge des Konzentrates nach außen abzuführen oder einem sonstigen Arbeitsvorgang zuzuleiten.A drain line 137 with a shut-off valve 138 serves to remove the amount collected in the collecting container 115 of the concentrate to the outside or to another work process.

Die z. B. aus öl und Wasser bestehende Emulsion wird durch die Pumpe 118λ über die Leitung 114 in ständigem Kreislauf über die Leitung 133 zur Waschkammer 110 zurückgeleitet. Während der größte Teil der Emulsion (z.B. 95 bis 99°/o) durch die Kreislaufleitung 133 zurückgeleitet wird, wird nur ein kleinerer Bruchteil (z. B. 1 bis 5 °/o) der Emulsion dem Filtrationski eislauf über den Ultrafilter 120 zugeführt. In diesem Kreislauf findet ein intensiver Umlauf der Emulsion über das Ultrafilter 121 statt, und zwar auf einem durch die Pumpe 118a bestimmten Vordruckniveau und in einer durch die Pumpe 118 bestimmten Menge, die ein Vielfaches (z. B. das etwa 201'ache) der jeweils über die Leitung 114 dem FiI-The z. B. consisting of oil and water emulsion is by the pump 118λ via line 114 in returned to the washing chamber 110 in a continuous cycle via the line 133. During the largest part of the emulsion (e.g. 95 to 99%) is returned through the circulation line 133, only a smaller one becomes Fraction (e.g. 1 to 5%) of the emulsion is fed to the filtration ski via the ultrafilter 120. In this cycle, the emulsion circulates intensively through the ultrafilter 121, and at a pre-pressure level determined by the pump 118a and at one by the pump 118 certain amount, which is a multiple (e.g. about 201 times) of the respective amount to the fiI-

3C- tra'tionskreislauf zugeführten Menge beträgt und einem durch Pumpe 118 bestimmten, erhöhten Druck um erliegt.3C- tra'tionskreislauf amount supplied and to an increased pressure determined by pump 118.

Während die kleinmolekulare Substanz der Emulsion als Filtrat über die Leitung 125 zur Waschkammer 110 zurückgelangt, wird über die Leitung 135 so viel großmolekularen Konzentrates zum Sammelbehälter 115 weitergeleitet, wie es dem Zustrom aus der Leitung 114 zum Filtrationskreislauf abzüglich Filtrat entspricht.While the small molecular substance of the emulsion as a filtrate via line 125 to the washing chamber 110 returned, so much large-molecular concentrate is transferred to the collecting container via line 135 115 forwarded as it is the inflow from line 114 to the filtration circuit minus the filtrate is equivalent to.

Die Menge des über Leitung 135 zum Behälter 115 stromenden Konzentrates wird so eingestellt, daß da Konzentrat eine bestimmte optimale Konzentration, d. h. einen so hohen Wert erreicht, wie dieser in Hinsicht auf die Leistung noch tragbar ist. Im allgemeinen hat sich eine Konzentration auf ungefähr 5 bis lO°/o als am günstigsten erwiesen; doch ist diese von dem Verhältnis des Zustromes über die Leitung 114 und der Filtratleistung des Ultrafilters 120 sowie vom Eintrag an Fremdöl in Waschkammer 111 abhängig.The amount of concentrate flowing through line 135 to container 115 is adjusted so that since concentrate has a certain optimal concentration, i. H. reaches such a high value as this one is still affordable in terms of performance. In general, it has a focus on approximately 5 to 10 per cent. Proved to be the most favorable; but this is of the ratio of the influx over the Line 114 and the filtrate output of the ultrafilter 120 as well as the entry of foreign oil into the washing chamber 111 dependent.

Besonders wirtschaftlich ist es, wenn außerhalb des eigentlichen Betriebes, beispielsweise über das Wochenende, das Konzentrat von niedriger Konzentralion auf höchstmögliche Konzentration verarbeitet wii d, damit eine kleine Restkonzentratmenge mit hohem Emulsionsgehalt, insbesondere ölgehalt, erreicht wird. Zu diesem Zweck kann das während des Betriebes gewonnene Konzentrat bei geschlossenen Ventilen 117 und 122a und geöffnetem Ventil 117a im Kreislauf (Konzentratkreislauf) durch die Pumpe 118 aus dem Sammelbehälter 115 über Leitung 114 a, 119, Ultrafilter 120 und Leitung 135 zum Sammelbehälter 115 zurück gefördert werden, wobei sich bei jedem Umlauf die Konzentration erhöht. Ist die optimale Konzentration erreicht, kann es aus dem Sammelbehälter 115 zwecks Vernichtung oder weiterer Verarbeitung über die Leitung 137 nach öffnung des Ventils 138 abgeleitet werden.It is particularly economical if outside of the actual operation, for example via the Weekend, the concentrate processed from low concentration to the highest possible concentration wii d, so that a small amount of residual concentrate with a high emulsion content, especially an oil content, is achieved will. For this purpose, the concentrate obtained during operation can be used with the valves closed 117 and 122a and open valve 117a in the circuit (concentrate circuit) by the pump 118 from the collecting container 115 via line 114 a, 119, ultrafilter 120 and line 135 to the collecting container 115 are fed back, with each cycle increasing the concentration. Is the optimal one When concentration is reached, it can be removed from the collecting container 115 for destruction or further Processing can be derived via line 137 after opening valve 138.

Ultrafilter 120 und Sammelbecken 115 sind zweckmäßig zusammen mit den zugehörigen Leitungen, insbesondere den den Kreislauf durch den Ultrafilter bestimmenden Leitungen 119, 122 und den Verbindungsleitungen 114 a und 135 zu einer Gehäuseeinheit vereinigt. Gegebenenfalls kann diese Gehäuseeinheit auch mit der Waschkamnier 110 und dem Behälter 111 zu einem Aggregait vereinigt sein, beispielsweise auch derart, daß das Ultrafilter 120 in die Waschkanimer 110 eingebaut ist. Hierdurch läßt sicr eine besonders gedrängte Gcsamtanlage erzielen.The ultrafilter 120 and collecting basin 115 are expediently combined with the associated lines, in particular the lines 119, 122 , which determine the circuit through the ultrafilter, and the connecting lines 114 a and 135, to form a housing unit. If necessary, this housing unit can also be combined with the washing chamber 110 and the container 111 to form a unit, for example also in such a way that the ultrafilter 120 is built into the washing chamber 110. This allows a particularly compact overall system to be achieved.

Da in der Regel das Ventil 117a geschlossen ist wenn das Ventil 117 geöffnet ist, oder umgekehrt können auch beide Ventile wechselweise gemeinsan derart betätigt werden, daß beim Schließen des ciriei Ventils das andere geöffncl wird. Auch können di< Ventile 2:11 einem gemeinsamen, entsprechend Steuer baren Ventil vereinigt werden.Since the valve 117a is usually closed when the valve 117 is open, or vice versa Both valves can be operated alternately together in such a way that when the ciriei is closed The other valve is opened. Also can di < Valves 2:11 are combined in a common, appropriately controllable valve.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the preparation of emulsions, in particular from a washing process derived oil emulsions, in which the washed-out particle-containing emulsion of a Filtration, preferably ultrafiltration, subjected and the filtrate obtained with separation of the filtrate Concentrate is fed to a filtration circuit for further concentration, characterized in that the emuliion fed back to the washing process in an emulsion cycle (first cycle) and part of the emulsion for the filtration circuit (second circuit) is diverted before the im Filtration circuit to increased concentration brought concentrate for collection or further Use is derived from the filtration cycle.

2. The method according to claim 1, characterized in that the collected concentrate in a concentrate cycle (third cycle) again with return to the filtration cycle is subjected to another filtration.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the obtained in the filtration Filtrate is fed back to the washing process.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that alternately either the Supply of the emulsion from the washing process to the filtration circuit is released while the supply of concentrate from the concentrate circuit to the filtration circuit is blocked is, or with release of the supply of the concentrate, the supply of the emulsion to the filtration circuit is blocked.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that only a small fraction of the emulsion circulating in the emulsion circuit, for. B. about 1 to 10 ⁰ zo, branched off to the filtration circuit and an amount corresponding to this branched off amount of concentrate minus filtrate is passed on for collection.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the filtration circuit circulating emulsion amount many times, z. B. about 10 to 20 times that of the Emulsion circuit in the filter circuit is branched emulsion amount.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the filtration of the emulsion in the filtration circuit up to a concentration of about 10 to 15 Vo oil (od. The like.) Is continued in water.

8. Plant for performing the method according to one of claims 1 to 7, characterized through one from the emulsion collecting container (111) to a device processing the emulsion, in particular washing chamber (110), leading a pump (118 a) containing circulation line (133) and a second Kieislaufleitung branching off from this (133) behind the pump (118 a) (119, 122) with a filter (120), in particular for ultrafiltration, of which one branch line (135 or 114 a) branches off to a collecting container (115).

9. Plant according to claim 8, characterized by one of the filter (120) to which the emulsion processing device, in particular washing chamber (110), leading line for the filtrate.

10. Plant according to claim 8 or 9, characterized in that the filtration circuit (119, 122) is connected to the concentrate collecting container (115) by two lines (135, 114 a), The filter, in particular the ultrafilter (120), is arranged between the branches thereof, so that via both lines (135, 114 a), the filter (120) and the collecting container (115) with the aid a pump (118) a concentrate circuit for further concentration of the concentrate in the Filter (120) consists.

11. Plant according to one of claims 8 to 10, characterized in that both in the feed line (114) to the filtration circuit (119, 122) as well as in the filter (120) opposite line part (122) of the filtration circuit each have a shut-off device (117, 122a) for blocking or throttling the passage cross-section, if necessary as a shuttle valve, is arranged.

12. Plant according to one of claims 1 to 11, characterized in that the filter (120) and Concentrate collecting tank (115) including filtration circuit (119, 122) and connecting lines (114 a, 135) at least essentially are combined into one structural unit.