DE2718751A1

DE2718751A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung von verbrauchten bearbeitungsfluessigkeiten

Info

Publication number: DE2718751A1
Application number: DE19772718751
Authority: DE
Inventors: Henri Nicol; Georges Thomas
Original assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Current assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1977-11-17
Also published as: BE894097Q; US4178202A; DE2718751C2; IT1073616B; GB1530100A

Description

F'ats-rtanwä'te Di pi.-1 ng. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 - Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 27 APR. 1977

Unser Zeichen: I5 864 - Pk/Νβ

Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur

Beseitigung von verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten

Anmelder: SKF COMPAGNIE D'APPLICATIONS

MECANIQUES
Clamart/Frankreich

Vertreter: Dipl.-Ing. C. Wallach

Dipl.-Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach
Dipl.-Ing. R. Feldkamp 8OOO München 2

Erfinder: Georges Thomas

Fontenay-le-Comte/Frankreich

Henri Nicol

Ga rancie*r es/Frankreich

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Beseitigung von verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten, die im allgemeinen die Form einer Emulsion von ölen und Wasser aufweisen und die einen beträchtlichen Teil von löslichen ölen zusammen mit verschiedenen festen Rückständen enthalten können. Im allgemeinen enthalten die zur Kühlung der Werkzeuge bei der Bearbeitung von Metallteilen verwendeten Bearbeitungsflüssigkeiten ungefähr 90 % Wasser und 10 % einer ölphase, die teilweise im Wasser löslich ist.

Die Beseitigung dieser Bearbeitungsflüssigkeiten nach ihrer Verwendung ergibt eine Vielzahl von Problemen, und zwar insbesondere dann, wenn das Volumen dieser verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten groß ist und wenn es erforderlich ist, soweit wie möglich die Verunreinigung des Abwassers sowie allgemein die Verschmutzung der Umwelt zu verringern.

Es wurde bereits eine Anzahl von Verfahren zur Beseitigung dieser verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten vorgeschlagen. Es wurde bereits daran gedacht, Ultrafiltrierungsverfahren zu verwenden oder eine chemische Dissoziierung der die verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten bildenden Elemente durchzuführen, um diese besser beseitigen zu können. Die chemischen Dissoziationsverfahren erfordern Änderungen der Dosierungen der Produkte oder gar die Verwendung verschiedener Produkte entsprechend der Zusammensetzung der verbrauchten zu behandelnden Bearbeitungsflüssigkeiten. Es wurde weiterhin daran gedacht, die verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten zu verbrennen, wobei teilweise die Verbrennungswärme mit Hilfe von Wärmetauschern wiedergewonnen werden könnte. Die Umweltverschmutzung und insbesondere die Verschmutzung der Luft, die sich hieraus ergibt, stellt Jedoch einen wesentlichen Nachteil bei diesen Verfahren dar.

Es wurde weiterhin versucht, mit hohen Temperaturen zu arbeiten, um das in den verbrauchten Bearbeitungsflüssig-

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keiten enthaltene Wasser in Dünnschichtverdampfern zu verdampfen, in denen die Flüssigkeit in Form einer Schicht mit geringer Dicke auf der Innenoberflache eines mit Dampf geheizten Rohres festgehalten wird. Dieses Verfahren, das eine Verdampfung bei hoher Temperatur mit einer teilweisen thermischen Dissoziation verwendet, weist den Nachteil auf, daß es nach einer Kondensation Wasser ergibt, das noch flüchtige Produkte, wie z.B. Kerosin enthält. V/eiterhin muß eine sehr große Energiequelle für die Erhöhung der zur Verdampfung erforderlichen Temperatur zur Verfügung stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen bzw. deren Anwendung beträchtlich geringere Kosten sowie einen geringeren Aufwand verursacht als dies bei den bekannten Verfahren der Fall ist, wobei jede Umweltverschmutzung vermieden werden soll.

Diene Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verbrauchte Bearbeitungsflüssigkeit verrieselt wird und die verrieselte Bearbeitungsflüssigkeit einer Heißluftströmung mit einer Temperatur zwischen ungefähr 80°C und 250°C und vorzugsweise zwischen 9C und 200°ΰ derart ausgesetzt wird, daß ein? Trocknung durch Verdampfen des in der zu behandelnden Eearbeitungsflüssigkeit enthaltenen Wassers hervorgerufen w ird .

Dieses Verfahren zur Beseitigung der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten ermöglicht die Behandlung von verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten in T^?orm einer Emulsion und teilweise löslichen Ölen und Wasser. Der Vorgang der Phasentrennung erfolgt beim Anmeldungsgegenstand im Gegensatz zum Stand der Technik nicht durch Verdampfung der wässrigen Phase sondern durch Verdampfung irr, eigentlichen Sinne dieses Wortes, d.h. durch Übertragung der Wasnermoleküle auf einen Heißluftstrom, der eine gewisse Menge Wasser in Form von Wasserdampf

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aufnehmen kann. Ks ist daher möglich, die Behandlung bei einer niedrigen Temperatur derart durchzuführen, daß sich keine thermische Dissoziation der ölphase ergibt und es ist keine Verdampfung der am stärksten flüssigen Bestandteile, wie z.B. Kerosin und der schwefel- und chlorhaltigen Bestandteile festzustellen. Der ausgestoßene Wasserdampf enthält damit kein flüchtiges Produkt und man erzielt eine vollständige Entfernung von Schadstoffen.

Die in den zu behandelnden verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten enthaltenen nicht löslichen öle können in vorteilhafter Weise vor dem Schritt der Verdampfung durch einen Dekantierungs- oder Abklär-Schritt entfernt werden.

Um die Anwendungskosten zu verringern, wird die nach dem Verdampfungs-Trocknungsvorgang wiedergewonnene ölphase vorzugsweise als thermische Energiequelle zur Gewinnung|der Heißluft verwendet, die zur Verdampfung dient.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird vor der Verdampfung mit Hilfe der Heißluft in dem Verdampfungsturm eine Dekantierung und eine Vorverdampfung durch Umwälzen einer Luftströmung mit normaler Temperatur in direkter Berührung mit der freien Oberfläche der verbrauchten Behandlungsflüssigkeiten durchgeführt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, nach der Verdampfung mit Hilfe der Heißluft eine Dekantierung der behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten gegebenenfalls nach einem v/eiteren Schritt der Zentrifugierung durchzuführen. Es ist in der Praxis festzustellen, daß das Hindurchlaufen der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten durch die Verdampfungsvorrichtung mit Heißluft eine physikalische Umwandlung der Emulsion hervorruft, die in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Trennung ausgenutzt werden kann.

Die durch die Verdampfung mit Hilfe der heißluftbehandelten

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verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten werden vorzugsweise teilweise erneut in der mit Heißluft betriebenen Verdampfungsvorrichtung zum Umlauf gebracht, so daß sie mehreren Verdampfungszyklen unterworfen werden.

Die Erfindung bezieht sich in gleicher V/eise auf eine Vorrichtung zur Beseitigung verbrauchter Bearbeitungsflüssigkeiten in Form einer Emulsion von öl und Wasser, die die Durchführung des beschriebenen Verfahrens ermöglicht. Diese Vorrichtung weist einen Verdampfungsturm mit einer Anzahl von leicht gegenüber der Horizontalen geneigten Platten mit abwechselnder Neigung auf, die eine zickzackförmige Verrieselung der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten ermöglichen, die im oberen Teil des Verdampfungsturmes eingespeist wird. Der Verdampfungsturm weist an seinem oberen Teil einen Einleitungsrohrstutzen für die Heißluft auf, die in einer Richtung eingeleitet wird, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Berrieselung der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit verläuft. Es sind Sammelkasten an den SeitenwMnden des Verdampfungsturms vorgesehen, um mehrere abwechselnde Durchgänge der Heißluft vor der Ableitung dieser Heißluft am unteren Teil des Verdampfungsturmes zu ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Reihe von Dekantierungs- oder Absetzbecken strömungsaufwärts vor dem Verdampfungsturm angeordnet. Tedes Becken weist am unteren Teil eine Entnahme leitung auf, die in das folgende Becken in einem Niveau unter dem Flüssigkeitsspiegel in diesem Becken mündet. Es sind Pumpeinrichtungen in jedem Becken in der gleichen Höhe mit der darin befindlichen Flüssigkeit angeordnet, um die nicht löslichen öle zu entfernen und wiederzugewinnen, die an die Oberfläche hochsteigen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die das Inbetriebsetzen der Vorrichtung erleichtert, ist eine Reihe von zu den vorstehend beschriebenen identischen Dekantierbeaken zusätzlich strömungsabwärts von dem Verdampfungsturm angeordnet.

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Nach dem Durchlaufen durch den Verdampfungsturm wird die Bearbeitungsflüssigkeit, die zu diesem Zeitpunkt hauptsächlich durch Öl gebildet ist, von einer Behandlungsvorrichtung aufgenommen, die eine Trennung der festen Rückstände und der Teerbestandteile durchführt und eine Aufbereitung der verbleibenden brennbaren Stoffe durchführt. Ein mit einem Heißluftgebläse versehener Brenner bewirkt die Verbrennung dieser Stoffe und Produkte und speist den Verdampfungsturm, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Auf diese Weise sind die Anwendungskosten des erfindungsgemäßen Verfahrens bemerkenswert niedrig, weil der Brenner vollständig oder in wesentlichem Ausmaß durch das brennbare öl gespeist wird, das sich bei der Verdampfungsbehandlung der verbrauchten Behandlungsflüssigkeiten ergibt, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beseitigt werden sollen, wobei der fehlende Teil der Energie gegebenenfalls durch Altöl verschiedener Triebwerke, Haschinen und Fahrzeuge geliefert werden kann, die in dem Werk oder außerhalb betrieben werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Speicher- und Dekantierungsgefäß auf, das der freien Luft ausgesetzt ist und das strömungsaufwärts vor dem mit Heißluft betriebenen Verdampfungsturm angeordnet ist. Diese Gefäß ist von einem Dach überdeckt und es 1st zumindest ein Gebläse über dem Gefäß angeordnet, das eine Luftströmung in Berührung mit der freien Oberfläche der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit in dem Gefäß hervorrufen kann.

Um diese Phase der Vorverdampfung noch weiter zu verbessern, weist die Vorrichtung vorzugsweise mehrere Rieselbecken auf, die zwischen dem Gefäß und dem Dach angeordnet sind und die mit der in dem Gefäß befindlichen Flüssigkeit derart gespeist sind, daß beim überlaufen dieser Bearbeitungsflüssigkeit aus den Rieselbecken ein Flüssigkeitsvorhang im wesentlichen senkrecht zur Luftströmung gebildet wird.

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Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Vorrichtung weist diese eine Dekantierungsvorrichtung auf, die durch den Ausgang des Verdampfungsturmes gespeist wird und die mit dem beschriebenen Speicher- und Dekantierungsgefäß verbunden ist. Auf diese Weise werden die zu behandelnden verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten teilweise erneut nach dem ersten Durchlaufen durch den Verdampfungsturm zum Umlauf gebracht.

Die Behandlungsvorrichtung zur Trennung der verbleibenden Feststoffe und der Teerbestandteile und zur Aufbereitung der verbleibenden brennbaren Stoffe zur Speisung des Brenners wird mit der behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit über einen Flüssigkeitsansaugstutzen gespeist, der an der Oberfläche des Speicher- und Dekantierungsgefäßes angeordnet ist und der vorzugsweise auf der dem Einspeisepunkt der nicht behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten gegenüberliegenden Seite des Gefäßes liegt. In gleicher Weise wird die Rücklaufleitung für die in dem Verdampfungsturm behandelte verbrauchte Bearbeitungsflüssigkeit in das Speichergefäß in der Nähe des genannten Flüssigkeitsansaugstutzens und an einer Stelle angeordnet, die der Einleitung der nicht behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit entgegengesetzt ist. Weiterhin ist die durch die genannten Gebläse hervorgerufene Luftströmung zur Vorverdampfung vorzugsweise so gerichtet, daß diese Luft von der Seite, an der die nicht behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten eingeleitet werden, zu der Seite des Gefäßes strömt, an der sich der Entnahmestützen für die behandelte Flüssigkeit und die Rücklaufleitung der behandelten Flüssigkeit befindet.

Auf diese Weise wird ein zusätzlicher physikalischer Verschiebungseffekt der Ülphase erzielt, die auf der Überfläche des Gefäßes schwimmt und die durch die Luftströmung für die Vorverdampfung in Bewegung versetzt wird.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der

Elemente einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II

nach Fig. 1, die den Innenaufbau des Verdampf ungs türme s zeigt;

Fig. j5 eine schematische Gesamtdarstellung der An

ordnung der wesentlichen Elemente einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Speicher- und Dekan

tiergefäßes nach Fig. jj;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Speicher- und De

kantiergefäß nach den Figuren 3 und 4, wobei das Abdeckdach fortgelassen ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung weist zunächst im Verlauf der Bahn der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten, die zu behandeln sind, ein Speichergefäß 1 auf, das durch eine Pumpe 2 gespeist wird, die die Bearbeitungsflüssigkeiten heranpumpt, die von einer gewissen Anzahl von Bearbeitungsvorgängen stammen, die schematisch durch die Stationen 3 dargestellt sind. Die verbrauchte Bearbeitungs fluss igke it ist an dieser Stelle durch eine emulgierte Mischung gebildet, die einen starken Anteil von Wasser einschließt, der bis zu 90 bis 95 % betragen kann, wobei der verbleibende Teil durch in großem Ausmaß lösliches öl gebilr

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det wird, das ein Mineralöl, ein synthetisches oder halbsynthetisches öl sein kann und schließlich besteht ein geringer Anteil aus nicht löslichen Schwerölen sowie einer gewissen Anzahl von festen Abfallstoffen, die bei dem Bearbeitungsvorgang selbst entstehen.

Das Speichergefäß 1 weist vorzugsweise eine geringe Tiefe und eine große Oberfläche auf und es befindet sich in der freien Luft, so daß eine erste Entfernung des Wassers durch natürliche Verdampfung ermöglicht wird. Die Hauptaufgabe dieses Speichergefäßes ist jedoch die Erzielung einer gleichförmigen Speisung der gesamten Vorrichtung selbst in dem Fall, in dem die Durchflußmenge der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten unregelmäßig ist und von den Arbeitsbedingungen vor der Vorrichtung abhängt.

Eine Pumpe h saugt die in dem Speichergefäß 1 befindlichen verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten an und leitet sie in eine insgesamt mit 5 bezeichnete Dekantierungs- oder Absetzvorrichtung, diefmehrere hintereinander angeordnete Becken umfaßt, von denen lediglich 3 in Fig. 1 dargestellt sind. Jedes Becken weist an seinem unteren Teil eine Auslaßleitung 6 auf, die in das Innere des folgenden Beckens mündet, wobei das obere mit 6a bezeichnete Ende der Auslaßleitung 6 unter dem Niveau 7 der Flüssigkeit in dem betrachteten Becken bleibt. Eine durch eine einzige Leitung 8 in der Fig. 1 dargestellte Ansaugleitung ist gerade im Niveau der Flüssigkeit in jedem Becken angeordnet und ermöglicht die Ableitung der nicht gelösten öle, die an die Oberfläche jedes Dekantierungsbeckens hochsteigen. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ansaugvorrichtung fördert diese nicht löslichen öle in ein Speisebecken 9. Nach dem Durchlaufen der Gesamtheit der Dekantterungsbecken, die insgesamt mit 5 bezeichnet sind, wird die Bearbeitungsflüssigkeit, die am unteren Ende des letzten Dekantierbeckens abgenommen wird, in den oberen Teil eines Speise-

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beckens 10 eingeleitet von dem aus die Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe 11 in eine Speiserinne 12 geleitet wird, die mit einem Überlauf und einer Rücklauf leitung Ij5 zum Speisebecken 10 hin versehen ist. Die Speiserinne 12, die insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist über eine Anzahl von an ihrem unteren Ende angeordneten Leitungen 13 mit einer Einlaufrinne 14 verbunden, die sich über die gesamte Breite eines insgesamt mit 15 bezeichneten Verdampfungsturms erstreckt. Die Einlaufrinne 14 weist über ihre gesamte Länge und an der den Speiseleitungen 13 gegenüberliegenden Seite eine Vielzahl von Ausschnitten 16 auf, die das Überströmen der zu behandelnden verbrauchten EearbeitungsflUssigkeit ermöglichen. Diese Bearbeitungsflüssigkeit fällt zunächst auf eine erste geneigte Platte 17» deren Neigung gering ist und auf der sich die Flüssigkeit nach Art eines Rieselvorhanges ergießt.

Wenn die Flüssigkeit auf diese Weise über die gesamte Oberr fläche der oberen Platte I7 gelaufen 1st, und zur äußersten, der Einlaufrinne 14 entgegengesetzten Kante gelangt ist, fallt sie auf eine zweite Platte 18, die ebenfalls leicht geneigt ist, jedoch in einer zu der Neigung der Platte I7 entgegengesetzten Richtung. Die Platte 18 weist in vorteilhafter V/eise auf ihrer vorderen Kante einen umgebogenen Rand l8a auf, der jedes Überströmen der von der ersten Platte I7 kommenden Bearbeitungsflüssigkeit vermeidet und eine geeignete Rieselströmung der zu behandelnden Bearbeitungsflüssigkeit sicherstellt.

Wie es aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Verdampfungsturrn I5 auf diese Weise eine Vielzahl von geneigten Platten mit abwechselnder Neigung auf, so daß die zu behandelnde Bearbeitungsflüssigkeit zickzackförmig rieselnd von dem oberen Teil des Turms bis zu seinem unteren Teil strömt. Die verschiedenen geneigten Platten l8 sind in geeigneter Weise an den Wänden des Verdampfungsturmes I5 befestigt und durch Abstandsstücke, wie z.B. I9 im Bereich ihrer Enden

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sowie 20 im Bereich ihrer Kittelteile abgestützt. Abstandselemente 21 halten einen geeigneten Abstand zwischen den äußersten Kanten der verschiedenen geneigten Platten 18 auf, wobei gleichzeitig das Hindurchströmen der Flüssigkeit ermöglicht wird. Es sei bemerkt, daß die Neigung der Platten gering ist und nur so groß sein muß, daß sie ausreicht, um ein|geeignetes Ausströmen der Flüssigkeit zu ermöglichen. In der Praxis liegt diese Neigung zwischen 2 und 6 %. Die Neigung der verschiedenen Platten kann gleich oder unterschiedlich in Abhängigkeit von ihrer Position im Inneren des Verdampfungsturmes 15 sein, und zwar unter Berücksichtigung der Temperatur der Heißluft, die sich entlang der Höhe des Verdampfungsturmes ändert, wie dies noch näher erläutert wird.

Die Bearbeitungsflüssigkeit wird nach dem Durchlaufen der verschiedenen Platten 18 des Verdampfungsturmes 15 von oben nach unten durch eine Entnahmerinne 22 aufgefangen, die am unteren Teil des Verdampfungsturmes 15 angeordnet ist. Eine Rohrleitung 23 leitet die behandelte BearbeitungsflUssigkeit in das Speisebecken 9 des Brenners. Zu diesem Zeitpunkt ist die behandelte Bearbeitungsflüssigkeit, die in dem Speisebecken 9 enthalten ist, ausschließlich durch öl gebildet und das in der anfänglichen Mischung enthaltene Wasser ist in dem Verdampfungsturm 15 entfernt worden, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. Zur Erleichterung des Inbetriebsetzens der Vorrichtung, währenddessen der Temperaturanstieg des Verdampfungsturmes fortschreitend ist, ist es vorzuziehen, das Speisebecken 9 durch eine in dieser Figur nicht dargestellte Dekantiervorrichtung zu ersetzen, die mehrere Becken aufweist, die über unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende leitungen miteinander verbunden sind, v.'ie dies für die Dekantiervorrichtung 5 beschrieben wurde. Das Speisebecken 9 ist über eine Leitung 24 mit einer an sich bekannten Vorrichtung 25 verbunden, die die Behandlung von gebrauchten ülen oder von Altöl ermöglicht, die eine Zusammensetzung aui'v;elsen, die der ies Üls in dem Speise-

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becken 9 entspricht. Diese Ülarten werden in der Vorrichtung 25 derart bearbeitet, daß die verbleibenden Feststoffe und die Teerbestandteile von den brennbaren Bestandteilen getrennt werden, die dann einem Brenner 26 zugeführt werden, der mit einen Luftgebläse 27 zusammenwirkt. Die auf diese Weise gewonnene Heißluft strömt durch eine Leitung 28, die mit einer der Seitenwände des Verdampfungsturmes 15 über einen Sammelkasten 28a verbunden ist, der sich über die ge samte Breite des Turmes erstreckt. Die Einspeisung des Rohres 28 und des Sammelkastens 28a ist in Fig. 2 ebenfalls mit Hilfe von dünnen Linien dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Einspeisung der Heißluft in den oberen Teil des Verdampfungsturmes 15 über die gesamte Breite des Turmes und in einer Riehtung im wesentlichen senkrecht zur Rieselrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit erfolgt, die von der Einlaufrinne kommt und sich über die obere Platte 17 und die unmittelbar unter dieser Platte 17 angeordneten Platten 18 fließt. Die Heißluftströmung, deren Temperatur vom Zeitpunkt des Eintretens in den Verdampfungsturm ungefähr 250 bis 18O°C betragen kann, durchläuft die gesamte Breitendes Verdampfungsturmes 15 von links nach rechts gemäß Fig. 1, d.h. senkrecht zur Ebene der Fig. 2. Der Heißluftstrom wird von einem Sammelkasten 29 aufgefangen, der sich über die gesamte Breite des Turms 15 auf der dem Sammelkasten 28a gegenüberliegenden Seite erstreckt, so daß die Heißluft erneut das Innere des Verdampfungsturmes in entgegengesetzter Richtung durchläuft. Die Sammelkasten J>0 und j51, die auf jeder Seite des Verdampfungsturmes 15 angeordnet sind und die gleiche Gestalt wie der Sammelkasten 29 aufweisen, ermöglichen jeweils die gleiche Umkehrung der Richtung der Heißluftströmung. Nach einer gewissen Anzahl von Durchläufen durch das Innere des Verdampfungsturmes in einer Richtung senkrecht zu der Rieselrichtung der zu behandelnden verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit wird die Heißluft, die durch die Berührung mit dieser Flüssigkeit abgekühlt wurde und die Wasserdampf aufgenommen hat, über den Sammelkasten 32a abgeleitet, der identisch

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zum Sammelkasten 28a ist und mit einem Rohr 32 verbunden ist, das seinerseits mit dem Kamin 33 verbunden ist, der mit einem Absaugventilator 34 versehen ist.

Entsprechend der Lage der verschiedenen Platten 18 in dem Verdampfungsturm 15 ist zu erkennen, daß die zu behandelnde Bearbeitungsflüssigkeit der Heißluft nicht mit der gleichen Temperatur ausgesetzt wird und es kann daher in Betracht gezogen werden, die Neigung der Platten entsprechend ihrer Lage zu verändern, um den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu verbessern.

Am Ausgang des Verdampfungsturmes 15 kann die Heißluft, deren Temperatur nur noch ungefähr 80 bis 9O⁰C beträgt, in die Atmosphäre ausgestoßen werden, weil sie lediglich Wasserdampf auf Grund des Durchlaufens durch den Verdampfungsturm 15 mit sich führt. Es sei bemerkt, daß auf Grund der geringen Temperatur der Heißluft in dem Verdampfungsturm 15 und auf Grund des einfachen Oberflächenkontaktes der Temperaturanstieg der zu behandelnden öligen Flüssigkeit gering bleibt und daß die maximale Temperatur unter der Verdampfungstemperatür der am stärksten flüchtigen Bestandteile dieser Bearbeitungsflüssigkeit liegt. Daraus ergibt sich, daß die in die Atmosphäre ausgestoßene Luft effektiv frei von jedem gefährlichen oder verunreinigenden Bestandteil ist.

Die Verwendung des am Ausgang des Verdampfungsturmes 15 wiedergewonnenen Öls für die Speisung des Brenners 26 ermöglicht weiterhin eine beträchtliche Verringerung der Betriebskosten einer derartigen Behandlungsvorrichtung.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform stellt eine besonders vorteilhafte Abänderung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung dar. Gleiche Bauteile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Es ist aus Fig. 3 zu erkennen, daß die hier dargestellte Vorrichtung zunächst im Verlauf des Weges der zu behandelnden ver-

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brauchten Bearbeitungsflüssigkeiten ein Speicher- und Dekantierungsgefäß 35 aufweist, dessen Speisung über eine Leitung 36 erfolgt, die die BearbeitungsflUssigkeit von einer gewissen Anzahl von in dieser Zeichnung nicht dargestellten Bearbeitungsstationen heranführt. Es ist zu erkennen, daß die Einspeisung der Leitung 36 an der Oberfläche der Bearbeitungsflüssigkeit 37 und in der Nähe der Seite 35a des Gefäßes 35 erfolgt. Die über die Leitung 36 eingespeiste Bearbeitungsflüssigkeit ist durch eine emulgierte Mischung gebildet, die einen starken Anteil von Wasser einschließt, der bis zu 90 bis 95 % reichen kann, wobei der restliche Anteil durch zum großen Teil lösliches öl, das ein Mineralöl, ein synthetisches öl oder ein halbsynthetisches öl sein kann, und durch einen geringen Anteil von nicht löslichem schweren öl sowie einer gewissen Menge von festen Abfallstoffen gebildet ist, die bei dem Bearbeitungsvorgang selbst entstehen.

Das Speichergefäß 35 weist vorzugsweise eine geringe Tiefe und eine große Oberfläche auf und es befindet sich in der freien Luft derart, daß eine erste Entfernung des Wassers durch natürliche Verdampfung ermöglicht wird. Um diese Vorverdampfung zu verbessern, ist das Gefäß von einem Dach 38 überdeckt, das vorzugsweise aus einem Sonnenstrahlen absorbierenden Material hergestellt ist, beispielsweise aus geschwärztem Blech, so daß die Atmosphäre erwärmt wird, die sich zwischen dem Dach 38 und der Oberfläche der Flüssigkeit 37 befindet. Zur Verbesserung dieser Wirkung des Einfangens der Sonnenenergie ist das Dach 38 vorzugsweise durch zwei Oberflächen 38a und 38b gebildet, die leicht gegeneinander geneigt sind und die an einer Seite über eine Schwenkachse 39 parallel zur Längsachse des Gefäßes 35 miteinander verbunden sind, wie dies aus Fig. 4 zu erkennen ist. Es können Einrichtungen zur Änderung der Neigung der beiden Oberflächen 38a und 38b gegenüber der Horizontalen derart vorgesehen sein, daß es möglich ist, der Inklination der Sonne über dem Horizont zu folgen, so daß die maximale Strahlung eingefangen wird. Zwei Gebläse 40 sind zwischen dem Dach 38 und dem Gefäß 35 Seite^n Seite derart angeordnet, daß eine Luftströmung entlang der Pfeile 41 in

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Richtung der Längsachse des Gefäßes 35 hervorgerufen wird. Wie dies aus den Figuren 3 und 5 zu erkennen ist, erfolgt diese Luftströmung damit ausgehend von der Seite 35a des Gefäßes 35 zur gegenüberliegenden Seite 35b hin. Daraus ergibt sich, daß die auf diese Weise hervorgerufene Luftströmung eine mechanische Antriebswirkung auf die sich auf der freien Oberfläche der Flüssigkeit 37 befindende ölphase in Richtung auf die Seite 35b des Gefäßes 35 ausübt. Diese Verschiebungswirkung der ülphase unterstützt die Dekantierungscder Absetzwirkung derart, daß die Grenzschicht zwischen einer stärker öligen "hase und einer stärker wässrigen oder emulgierten Phase so ausgebildet wird, wie dies in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie 42 dargestellt ist. Diese Grenzfläche

42 unterteilt das Gefäß 35, wie dies im Querschnitt nach Fig. zu erkennen ist, in einen zur Seite 35a hin gelegenen Teil, der hauptsächlich die wässrige und emulgierte Phase einschließt, sowie in einen in der Nähe der gegenüberliegenden Seite 35b befindlichen Teil, der hauptsächlich eine ölphase einschließt.

Um die Vorverdampfung zu verbessern, weist die Vorrichtung in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform vier Riese!becken 43 und 44 in Form von Kinnen auf, die mit der verbrauchten EearbeitungsflUssigkeit aus dem Gefäß 35 über eine. Pumpe 45 und Rohre 46 derart gespeist "werden, daß diese Flüssigkeit überläuft und jeweils zwei Flüssigkeitsvorhänge 47 bildet, die durch Ausschnitte 46 ausströmen, die unter gleichförmigen Abständen in den Seitenwänden der Rieselbecken

43 und 44 angeordnet jind. 'Wie dies in den Figuren zu erkennen ist, sind die Becken 43 und 44 derart angeordnet, daß die Fluss i*'ke itsvorhänge 47 im wesentlichen senkrecht zu durch die Pfeile- 41 dargestellten Luftströmung verlaufen. Wie dies aus Fig. 5 zu erkennen ist, sind ,jewtils zwei Rieselbecken jedem Gebläse zugeordnet. Die einem Gebläse zugeordneten I-iieselLe :ken 43 sind ν -.rzugowe 'ir. e veri:«-tzt gegenüber den dem anderen Gebläse zugeordneter Ricselbecken 44 derart an-

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BAD ORIGINAL

_;-ρ ordnet, _cj_aß $_er Abzug der zwischen dem lacr. ~'jb und dem Gefäß 35 strömenden Luft begünstigt wird. Wie dies aus: Fig. zu erkennen ist, saugt eine Pumpe 49 die verbrauchte l^:.farb(: itungsflüssigkeit am Beden des Gefäßes 35 im wesentlichen in der Kitte dieses Gefäßes ab und leitet dJese Flüssigkeit in das Speisebecken 50, das die Aufgabe einer Regelung der gesamten Vorrichtung übernimmt. Eine Pumpe ^l saugt d^:.e Flüssigkeit aus dem Speisebecken 50 an und leitet sie in eine Heizschlange 52, die in dem Kamin 33 angeordnet ist. Nach dieser Heizschlange wird die Bearbeitungsflüssigkeit in die Speiserinne 12 eingeleitet, die mit einem Überlauf und einer Rücklaufleitung 13 zum Speisebecken 50 hin versehen ist. Die Speiserinne 12 ist über eine Vielzahl von arr. unteren Ende angeordneten Leitungen 13 mit einer Einlaufrinne 14 verbunden, die sich über die gesamte Breite des Verdampfungsturmes 15 erstreckt. Die Einlaufrinne 14 weist über die gesamte Breite und an der den Speiseleitungen I3 gegenüberliegenden Seite eine Vielzahl von Ausschnitten oder Kerben 16 auf, die das Überströmen der zu behandelnden verbrauchten Eearbeitungsflüssigkeit ermöglichen.

Die verbrauchte Bearbeitungsflüssigkeit rieselt dann über die verschiedenen geneigten Platten des Verdampfungsturmes 15, der gleich dem unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und beschriebenen Verdampfungsturm ist. Am Ausgang des Verdampfungsturmes 15 wird die behandelte Bearbeitungsflüssigkeit über die Leitung 53 einer Zentrifuge 54 zugeführt, die es ermöglicht, eine teilweise Trennung der Elemente der Emulsion durchzuführen. Es ist in der Praxis festzustellen, daß das Hindurchlaufen der Emulsion durch den Verdampfungsturm I5 bei Berührung mit der Heißluft eine Änderung des physikalischen Zustandes eines Teils der Emulsion hervorruft, so daß eine teilweise Trennung in einer Zentrifuge möglich ist. Das herauszentr i fug i er te Wasser wird über die Leitung 55 abgeleitet, während die verbleibende ölphase in den unteren Teil der Dekantiervorrichtung 5 eingeleitet wird. Diese Vorrichtung

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entspricht der weiter oben anhand der Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung und weist mehrere hintereinander angeordnete und

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miteinander verbundene Becken^. Die Ansaugvorrichtung 8, die gerade im Bereich der Flüssigkeit in jedem der Becken angeordnet ist, saugt die nicht löslichen an die Oberfläche der Becken aufsteigenden ölarten ab und leitet sie über die Leitung 56 in das Speicher- und Dekantierungsgefäß 35» und zwar etwas unter die freie Oberfläche der Flüssigkeit und in unmittelbarer Nähe der Seite 35b des Gefäßes 35.

Die Flüssigkeit von dem unteren Teil des letzten Dekantierbeckens der Dekantiervorrichtung 5 wird wieder in das Speisebecken 50 eingeleitet. Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise die zu behandelnde BearbeitungsflUssigkeit teilweise Im Inneren des Verdampfungsturmes 15 in Umlauf versetzt wird, so daß sie mehrere aufeinanderfolgende Behänd lungsvorgänge durchläuft.

Eine durch die Leitung 57 dargestellte Ansaugvorrichtung ist gerade an der freien Oberfläche der Flüssigkeit 37 in dem Speicher- und Dekantiergefäß 35 in der Nähe der Seite 35b dieses Gefäßes angeordnet, d.h. auf der der Einspeisung der nicht behandelten Flüssigkeit bei 36 gegenüberliegenden Seite. Diese Ansaugleitung 37 speist über die Leitung 58 ein Aufbewahrungsbecken 59, das zur Regelung der Vorrichtung dient. Das Aufbewahrungsbecken 59 ist über eine Leitung 24 mit der Vorrichtung 25 verbunden, die die Behandlung der verbrauchten öle oder von Altöl ermöglicht, das eine Zusammensetzung aufweist, die der Zusammensetzung des Öls entspricht, das durch die erfindungsgemäße Behandlung des verbrauchten Bearbeitungsöls gewonnen wird. Der Brenner 26 arbeitet in der vorstehend anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise mit einem Luftgebläse 27 zusammen, das über die Leitung 28 Heißluft in den Verdampfungsturm 15 einleitet.

Es ist zu erkennen, daß der pronzentuale Anteil des brennbaren Öls in der Flüssigkeit, die am oberen Teil des Ver-

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dampfungsturms 15 eingeführt wird, dadurch geändert werden kann, indem auf den Schritt der Vorverdampfung der Flüssigkeit in dem 3peichergefäß 35 eingewirkt wird. In der Praxis ist festzustellen, daß es möglich ist, einen begrenzten prozentualen Anteil des brennbaren Öls in der Flüssigkeit zu bestimmen, die in den oberen Teil des Verdampfungsturms 15 eingeführt wird, um eine vollständige Autarkie der Vorrichtung zu erzielen, wobei das brennbare wiedergewonnene Ül dann ausreicht, um die für die Behandlung in dem Verdampfungsturm erforderliche Heißluft zu gewinnen, ohne daß es erforderlich ist, einen zusätzlichen Brennstoff von außen dem Brenner zuzuführen. Unter diesen Bedingungen kann die Vorrichtung in vorteilhafter Weise so aufgebaut sein, daß eine Regelung der Drehgeschwindigkeit der Gebläse 4c und/oder der Neigung der Wände des Daches 38 derart möglich ist, daß die Vorverdampfung der Flüssigkeit 37 in dem Speichergefäß 35 verstärkt oder verringert wird, so daß der Anteil des brennbaren Öls im wesentlichen konstant gehalten wird.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Beseitigung von verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten, die die Form einer Emulsion von im wesentlichen löslichen ölen und Wasser aufweisen, dadurch ge kennze lehne t , daß die Bearbeitungsflüssigkeit verrieselt wird und die verrieselte Bearbeitungsflüsslgkeit einer Heißluftströmung mit einer Temperatur zwischen ungefähr 8o° und 250⁰C derart ausgesetzt wird, daß eine Trocknung durch Verdampfen des in der Bearbeitungsflüssigkeit enthaltenen Wassers hervorgerufen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht lösbaren öle zunächst durch Dekantierung entfernt werden.

j5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Trocknung wiedergewonnene öl vollständig oder teilweise die thermische Energiequelle zur Gewinnung der Heißluft bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,daß vor der Verdampfung mit Hilfe der Heißluft eine Dekantierung und eine Vorverdampfung mit Heißluft durchgeführt wird und daß eine Dekantierung und eine Vorverdampfung durch eine Luftströmung mit normaler Temperatur in direkter Berührung mit der freien Oberfläche der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit durchgeführt wjrd.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennze lehnet, daß nach der Verdampfung mit Hilfe der Heißluft eine Dekantierung der behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit durchgeführt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine teilweise erneute Umwälzung der behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten derart durchgeführt wird, daß diese mehreren Verdampfungsvorgängen mit Hilfe der Heißluft ausgesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennze ichn e t , daß die behandelten verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten vor ihrer Dekantierung einer Zentrifugetion unterworfen werden.

8. Vorrichtung zur Beseitigung von verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeiten in Form einer Emulsion von im wesentlichen löslichen ölen und Wasser zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Verdampfungsturm (15) mit einer Anzahl von leicht gegenüber der horizontal-" Platten (17, l8) mit abwechselnder Neigung aufweist, die eine zickzackförmige Berrieselung mit der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit ermöglichen, die im oberen Teil des Verdampfungstürmes (15) eingespeist wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennze ichn e t , daß die Heißluft in den oberen Teil des Verdampfungsturms (15) in einer Richtung eingeblasen wird, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Berrieselung der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit verläuft, und daß Sammelkasten (29, j50, 31) an den Seitenwänden des Verdampfungsturms (15) vorgesehen sind, die mehrere abwechselnde Durchgänge der Heißluft vor der Ableitung dieser Heißluft am unteren Teil des Verdampfungsturms ermöglichen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung der verbrauchten BearbeitungsuLüssigkeit auf die obere Platte (I7) des Verdampfungsturmes (18) mit Hilfe einer Einlaufrinne (14) erfolgt, die sich über die gesamte Breite des Verdampfungs-

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turmes (15) erstreckt und mit einer Vielzahl von Ausschnitten versehen ist, über die die Eearbeitungsflüssigkeit ausströmen kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennze ichn e t , daß die Einlaufrinne (12) mit der Bearbeitungsflüssigkeit über eine Speiserinne (12) gespeist wird, die einen Überlauf aufweist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Vorrichtung eine Dekantierungseinrichtung (5) mit mehreren hintereinander geschalteten Becken aufweist, daß jedes Becken am unteren Teil eine Entnahme leitung (6) aufweist, die in das folgende Becken in einem Niveau unter dem Flüssigkeitsspiegel in diesem Becken mündet und daß Pumpeinrichtungen in jedem Becken im Bereich des Flüssigkeitsspiegels angeordnet sind, um die an die Oberfläche steigenden nichtlösbaren öle zu entfernen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Verdampfungsturm (15) austretende Bearbeitungsflüssigkeit gegebenenfalls nach Durchlaufen einer weiteren Dekantierungseinrichtung (9) einer Behandlungseinrichtung (25) zugeführt wird, die eine Trennung der festen Rückstände und von Teer sowie eine Zubereitung der verbleibenden brennbaren Stoffe vor ihrer Verbrennung in einem Brenner (26) durchführt, der mit einem Heißluftgebläse (27) für den Verdampfungsturm (15) verbunden 1st.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor der Vorrichtung ein Speichergefäß (35) mit geringer Tiefe und großer Oberfläche angeordnet ist, das die Speisung des Verdampfungsturms (I5) stabilisiert und eine erste

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Verdampfung in freier Luft ergibt.

15.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 und I3, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher- und Dekantierungsgefäß (35)» das der freien Luft ausgesetzt ist, vor dem der Heißluft ausgesetzten Verdampfungsturm (15) angeordnet ist und daß das Speicher- und Dekantierungsgefäß von einem Dach (38) und zumindest einem Gebläse (40) überdeckt ist, das eine Luftströmung hervorruft, die in Berührung mit der freien Oberfläche der verbrauchten Bearbeitungsflüssigkeit in dem Speicher- und Dekantierungsgefäß (35) steht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennze ich net, daß mehrere Rieselbecken (43, 44) zwischen dem Speicher- und Dekantierungsgefäß (35) und dem Dach (38) angeordnet sind, die mit der Flüssigkeit aus dem Gefäß

(35) derart gespeist werden, daß das Überströmen der Flüssigkeit mehrere Flüssigkeitsvorhänge im wesentlichen senkrecht zur Luftströmung bildet.

17. Vorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeich net, daß zwei Seite an Seite angeordnete Gebläse vorgesehen sind, die jeweils zwei Rieselbecken (43, 44) zugeordnet sind, die gegeneinander versetzt angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis YJ, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach (38) durch wärmeabsorbierende und ausrichtbare Oberflächen (38a, 38b) gebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennze i chne t , daß eine vom Ausgang des Verdampfungsturms (15) gespeiste Dekantlerungseinrichtung (5) vorgesehen ist, die mit dem Speicher- und Dekantierungsgefäß (35) verbunden ist.

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20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennze ichne t , daß ein Flüssigkeitsansaugstutzen (57) an der Oberfläche des Speicher- und Dekantierungsgefäßes (35) an einer der Einlaßstelle für die verbrauchte Bearbeitungsflüssigkeit entgegengesetzten Stelle vorgesehen ist und eine Behandlungsvorrichtung (59» 25) speist, die eine Abtrennung der festen Rückstände und der Teerbestandteile bewirkt und die verbleibenden brennbaren Bestandteile vor ihrer Verbrennung in dem Brenner (26) aufbereitet, der mit einem Heißluftgebläse (27) für den Verdampfungsturm (15) verbunden ist und daß der Ansaugstutzen (57) strömungsabwärts hinsichtlich der Strömungsrichtung der Vorverdampfungsluft oberhalb des Gefäßes angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung für die behandelte verbrauchte BearbeitungsflUssigkeit am Ausgang der Dekantierungs-

einrlchtung (6) in dem Speicher- und Dekantierungsgefäß (35) in der Nähe des Ansaugstutzens (57) angeordnet ist.

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