DE2735300C2

DE2735300C2 - Verfahren zum Behandeln von flüssigen Abfällen

Info

Publication number: DE2735300C2
Application number: DE19772735300
Authority: DE
Inventors: Carl-Heinz 5760 Arnsberg Lühr; Konrad 6380 Bad Homburg Mattern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE2735300A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von flüssigen Abfällen durch Eindampfen zum Erzeugen von Dicklauge und Brüden, wobei die Brüden kondensiert werden (Brüdenkondensat) und die Dicklauge mittels Wasserdampf zerstäubt und verbrannt wird.

Durch das Eindampfen von flüssigen Abfällen und das Verbrennen der Konzentrate gelingt es, die Verschmutzung der Gewässer wesentlich zu reduzieren. Z. B. werden in den Zellstoffabriken die beim Holzaufschluß anfallenden Ablaugen mit ca. 10% Trockensubstanz in mehrstufigen Eindampfanlagen auf ein Konzentrat mit ca. 50% Trockensubstanz eingedampft und auf diese Weise vom Vorfluter ferngehalten. Das Konzentrat kann für viele Zwecke verwendet werden, wird aber wegen der großen Mengen in der Regel in Dampfkesseln verbrannt. Die Einführung des Konzentrates in die Brennkammern der Dampfkessel erfolgt bevorzugt mittels Dampfzerstäubungsbrennern, z. B. nach DE-PS 9 68 652.

Es gelingt auf diese Weise ca. 90% der bei der Zellstofferzeugung aus dem Holz herausgelösten Substanzen wirtschaftlich zu erfassen und zu verwerten. Entsprechend der Erfassung wird der Vorfluter von Sauerstoff verzehrenden Substanzen entlastet.

Ein Teil der im Holz vorhandenen oder beim Kochprozeß erzeugten Substanzen ist jedoch wasserdampfflüchtig und findet sich im Brüdenkondensat. Diese Substanzen, z. B. Ameisensäure, Furfurol und beim Eindampfen mitgerissene Laugentröpfchen, verursachen beim Ableiten des Brüdenkondensates in den Vorfluter immer noch einen hohen biologischen Sauerstoffverbrauch. So kann der KMnCVVerbrauch von Brüdenkondensat aus einer Eindampfanlage für saure Buchenzellstoffabiauge ca. 20 000 mg/1 und mehr betragen.

Es ist möglich, in einer Strippkolonne den Wert von z. B. 20 000 mg/1 KMnO₄-Verbrauch im Brüdenkondensat auf ca. 7000 mg/1 zu reduzieren, wenn mit Dampf gestrippt wird. Die Rektifizierung des Kopfproduktes ist jedoch nur unvollkommen und nur mit großem Aufwand möglich.

Aus der Zeitschrift »Wärme« Band 78, Heft 1/2, Seite 50 ist es auch bekannt, den beim Eindampfen der Ablauge erzeugten Abdampf zum Zerstäuben der Dicklauge in der Brennkammer zu benutzen und zusammen mit den Rauchgasen in die Atmosphäre abzuführen. Bei dieser Verfahrensweise kann nur einstufig eingedampft werden, wenn der Anfall von Brüdenkondensat vermieden werden solL Da außerdem der gesamte Wasserbaiast in die Brennkammer gelangt, ist der Energiebedarf sehr hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte wesentlich wirtschaftlichere Verfahren so zu führen, daß ein gereinigtes Brüdenkondensat entsteht, das ohne

ίο Schwierigkeiten in den Vorfluter geleitet werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß Brüdenkondensat unter Oberdruck mit dem Wasserdampf gestrippt und dabei von brennbaren Substanzen mindestens teilweise befreit wird, und daß der beladene Strippdampf zum Zerstäuben der zu verbrennenden Dicklauge verwendet wird. Bei dieser Verfahrensweise werden die im Strippdampf aufgenommenen Substanzen mit dem Brennstoff, z. B. konzentrierte Sulfitablauge, im Dampfkessel bei über 1000⁰C verbrannt, so daß eine problemlose Verwertung der wasserdampfflüchtigen Anteile gegeben ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird dem zum Strippen verwendeten Wasserdampf Sauerstoff oder Luft zugesetzt und beim Strippen eine Oxydation brennbarer Substanzen des Brüdenkondensates hervorgerufen. Es können hierdurch auch nicht wasserdamDfflüchtige, Sauerstoff verzehrende Substanzen aus dem Brüdenkondensat entfernt werden.
Die djrch die Oxydation entstehende Wärme erzeugt unmittelbar Dampf aus dem Brüdenkondensat, so daß entsprechend weniger Strippdampf der Kolonne zugeführt werden muß.

Nachstehend sei die Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

In einer Zellstoffabrik mit einer Tageserzeugung von 100 t Zellstoff fallen ca. 1000 t/Tag Zellstoffablauge an mit ca. 100 t/Tag gelöster Holztrockensubstanz. Beim Eindampfen dieser Ablauge werden ca. 200 t/Tag Dicklauge mit 50% Trockensubstanz erzeugt. Aus der Eindampfanlage fallen ca. 800 mVTag Brüdenkondensat mit ca. 3,5 gr/l wasserdampfflächigen organischen Substanzen an, welche im Vorfluter Sauerstoff entsprechend einem Verbrauch von 20 000 mg/1 KMnO4 entziehen würden.

Beispiel l(Fig.l)

33 300 l/h Brüdenkondensat werden mit ca. 60⁰C und einer Fracht organischer Substanzen entsprechend einem KMnO4-Verbrauch von 20 000 mg/1 durch die Leitung 1 der Pumpe 2 zugeführt und mittels dieser durch die Leitung 3, den Mengenmesser 4, die Leitung 5 dem Wärmeaustauscher 6 zugeleitet und dort auf 130° C aufgewärmt und durch die Leitung 7 dem Kopf einer Abtriebssäule 8 zugeleitet. Während das Brüdenkondensat über Glockenböden oder Füllkörper 9 nach unten fließt, wird ihm soviel Dampf mit 3,5 atü entgegengeführt, als für die Aufwärmung des Brüdenkondensates auf 138°C und die Zerstäubung von 8,3 t/h Dicklauge in den Dicklaugenbrennern 12 erforderlich ist. Es werden durch die Leitung 10 in die Abtriebssäule 8 1670 kg/h Dampf mit 3,5 atü eingeleitet. Durch die Leitung 11 strömen, durch Düsen in den Laugenbrennern 12 in der Menge begrenzt, 1150 kg/h Dampf mit den brennbaren wasserdampfflüchtigen Substanzen ab.

Gleichzeitig werden den in der Wand einer Brennkammer 14 eingebauten Dicklaugenbrennern 12 ca. 8,3 t/h Dicklauge als Brennmaterial zugeführt. Die Verbrennung erfolgt in der Brennkammer 14 mit außerhalb der

Dicklaugenbrenner 12 zugeführter vorerhitzter Luft bei Temperaturen über 1000°C in oxydierender Atmosphäre, so daß eine restlose Verbrennung aller organischen Stoffe sicher ist Durch die Verbrennung der aus dem Brüdenkondensat abgestrippten Substanzen können zusätzlich ca. 400 kg Dampf/h im zur Brennkammer 14 gehörenden Dampfkessel erzeugt werden. Das gestrippte Brüdenkondensat verläßt die Kolonne 8 durch die Leitung 16 mit einer Temperatur von 138° C und einem Gehalt an nicht wasserdampfflüchtigen Substanzen entsprechend einem KMnO^Verbrauch von ca. 7000 mg/L In dem Wärmeaustauscher 6 wird das behandelte Brüdenkondensat auf 70° C abgekühlt, so daß es schließlich, in der Menge durch den Niveauregler 15 kontrolliert, mit wesentlich verringerter Belastung zu anderer Verwendung, oder in den Vorfluter abgegeben werden kann.

Beispiel 2(Fig.2)

In dem Beispiel 2 wird die weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 beschrieben, wonach die nicht wasserdampfflächigen oxydierbaren Substanzen im Brüdenkondensat unschädlich gemacht und genützt werden können. Dem Beispiel sind dieselben Ausgangsdaten zugrunde gelegt

Durch die Rohrleitung 1 werden mittels der Pumpe 2, durch die Leitung 3, den Mengenmesser 4, die Leitung 5, den Wärmetauscher 6, in welchem eine Aufwärmung von 60° C auf 154° C erfolgt, und die Leitung 7 der Abtreibekolonne 8, 33 300 l/h Brüdenkondensat mit einem Gehalt an oxydierbaren Substanzen entsprechend einem KMnOv Verbrauch von 20 000 mg/1 zugeführt. Durch die Rohrleitung 10 werden 1000 kg Dampf mit 6 atü und durch die Leitung 20 250 kg Luft mit 6 atü in der Rohrleitung 19 gesammelt in das Unterteil der Kolonne 8 gleichzeitig eingeführt. Das Gemisch aus Dampf und Luft strömt in der Kolonnenfüllung 9 dem Brüdenkondensat entgegen. Im oberen Teil der Kolonntnfüllung 9 erfolgt dabei zunächst eine Aufwärmung des Brüdenkondensates auf 164° C, sodann in einer mittleren Zone die Abtreibung der wasserdampfflächigen Bestandteile. Im unteren Teil der Kolonnenfüllung 9 wird das von den flüchtigen Anteilen befreite Brüdenkondensat bei der Temperatur von 164° C dem oxydierenden Gemisch von Dampf und Luft ausgesetzt, so daß eine nasse Verbrennung der nicht flüchtigen oxydierbaren Anteile erfolgt Die bei der Oxydation frei werdende Wärme führt mittelbar zu Dampfentwicklung, so lange, bis die oxydierbaren Stoffe verbraucht sind. Das beim oxydieren entstehende Gemisch aus Wasserdampf, flüchtigen Stoffen und Gasen, insgesamt 1150 kg/h, verläßt die Stripp- und Reaktionskolonne 8 durch die Rohrleitung 11 und dient den in die Brennkammerwand 14 eines Dampfkessels eingebauten Dicklaugenbrennern 12 als Treibmittel. Die zu verbrennende Dicklauge, ca. 83 t/h, wird den Dicklaugenbrennern 12 durch die Rohrleitung 13 zugeführt Das im Sumpf der Kolonne 8 anfallende von oxydierbaren Stoffen befreite Brüdenkondensat verläßt die Apparatur geregelt mittels des Niveaureglers 15, durch die Rohrleitung 16, den Wärmeaustauscher 6, in welchem ein Teil der Wärme an das unbehandelte Brüdenkondensat übertragen wird, durch die Rohrleitung 17.

Die am Beispiel 1 erläuterte Verfahrensweise zeigt, daß dort mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand ca. ²/j der Belastung des Brüdenkondensates ohne eine Verlagerung der Umweltverschmutzung beseitigt werden, indem der Treibdampf, der für die Dicklaugenzerstäubung benötigt wird, vorher für das Strippen des Brüdenkondensates verwendet wird. Mit dieser Maßnahme ist gleichzeitig eine vollkommene Verbrennung der abgestrippten Anteile verbunden.
Am Beispiel 2 ist zu erkennen, wie in einfacher Weise das Brüdenkondensat von oxydierbaren Bestandteilen, sowohl den wasserdampfflüchtigen als auch den nicht wasserdampfflüchtigen, befreit wird. Darüber hinaus ist gezeigt, wie die im Brüdenkondensat vorhandenen störenden und schädlichen Bestandteile in verwertbare

J5 Wärme umgesetzt werden, ohne eine andersartige Umweltverschmutzung zu bewirken.

Die beschriebenen Verfahrensweisen lassen sich vorteilhaft für die Behandlung von Abwässern anderer Herkunft als in den Beispielen angenommen, jedoch ähnlicher Zusammensetzung und Konzentralion, anwenden, z. B. den Abfällen aus Brennereien, wenn die Schlempe verbrannt und flüchtige Substanzen in geringer Konzentration schadlos beseitigt werden müssen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Behandeln von flüssigen Abfällen durch Eindampfen zum Erzeugen von Dicklauge und Brüden, wobei die Brüden kondensiert werden (Brüdenkondensat) und die Dicklauge mittels Wasserdampf zerstäubt und verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdenkondensat unter Oberdruck mit dem Wasserdampf gestrippt und dabei von brennbaren Substanzen mindestens teilweise befreit wird und daß der beladene Strippdampf zum Zerstäuben der zu verbrennenden Dicklauge verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zum Strippen verwendeten Wasserdampf Sauerstoff oder Luft zugesetzt und beim Strippen eine Oxydation brennbarer Substanzen des Brüdenkondensates hervorgerufen wird.