-
-
Verfahren zur Beseitigung von verbrennbare Schadstoffe
-
enthaltenden Abwässern durch Verbrennung in Verbrennungsöfen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beseitigung von verbrennbare Schadstoffe
enthaltenden Abwässern durch Verbrennung in Verbrennungsöfen, deren Abgaswärme durch
Wärmetausch genutzt wird.
-
Die Erfindung geht davon aus, daß in verschiedenen Industrieabwässern,
beispielsweise Kokerei-Abwässer, Schwelabwässer u. dgl. Schadstoffe, beispielsweise
Phenole o. dgl.
-
enthalten sind. Diese Industrieabwässer dürfen nicht unmittelbar in
den Abwasserkanal oder in die Flüsse abgeleitet werden. Zur Beseitigung der Schadstoffe
sind verschiedene chemische Verfahren bekannt, die jedoch in ihrer Anwendung sehr
umständlich und teuer sind. Daher ist es üblich, solche mit Schadstoffen belastete
Industrieabwässer in Verbrennungsöfen zu verbrennen. Hierfür werden in die mit einem
Ölbrenner ausgestatteten Verbrennungsöfen die Abwässer durch Düsen eingespritzt,
so daß das Wasser verdampft und die darin enthaltenen Schadstoffe verbrennen.
-
Der Verbrennungsofen ist dabei so ausgebildet, daß die Brenntemperatur
die Schadstoffe vollständig verbrennt.
-
Die Abgase der Brennkammer liegen dann bei einer Temperatur von etwa
800 00. Zur Ausnutzung der Abwärne dieser Brennkammer ist es üblich, Abhitzedampfkessel
oder andere Wärmetauscher nachzuschalten. Diese Abwärmeausnutzung ist jedoch nur
dann möglich, wenn auch eine Abhitzeverwertung stattfinden kann, also beispielsweise
erzeugter Abhitzedampf für irgendwelche industriellen oder Heizzwecke verwendet
werden kann. In allen anderen Fällen, wo eine solche Abhitzeverwertung nicht möglich
ist, verursacht die Industrieabwasserbeseitigung und -vernichtung durch Verbrennung
einen sehr hohen Wärmeverlust.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bessere
Wärmeausnutzung auch dann zu ermöglichen, wenn die Abhitzewärme der Verbrennungskammer
nicht sonstigen Wärmeverbrauchstellen zugeführt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abwasser
durch Abgaswärmeaustausch teilweise verdampft, das aus verdampften Schadstoffen
und Wasserdampf bestehende Dampfgemisch unmittelbar in den Verbrennungsofen eingeführt
und der nicht verdampfte, flüssige und feste Schadstoffe enthaltende Wasserrest
in den Verbrennungsofen eingespritzt wird.
-
Durch diese Verfahrensweise wird in vorteilhafter Weise die Abgaswärme
zur Teilverdampfung des Abwassers ausgenutzt. Dieser verdampfte Anteil des Abwassers
wird unmittelbar dem Verbrennungsofen zugeführt, so daß dort nicht mehr die zur
Verdampfung der entsprechenden Wassermenge erforderliche Wärmeenergie aufgebracht
zu werden braucht.
-
Die zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß vorgesehene Einrichtung
besteht aus einem Verbrennungsofen,
dessen Brennkammer mit einer
Einspritzvorrichtung für das Abwasser versehen ist, und dem ein vom heißen Abgas
durchströmter Dampferzeuger nachgeschaltet ist, wobei die erfindungsgemäß vorgesehene
Verdampfung mit Hilfe eines Ausdampfbehälters erzielt wird, der mit einem an dem
Dampferzeuger angeschlossenen Wärmetauscher und einer Speiseleitung für das Abwasser
versehen ist, dessen Dampfraum durch eine Dampfleitung mit der Brennkammer und dessen
Wasserraum über eine Schlammleitung an die Einspritzeinrichtung angeschlossen ist.
-
Mit einer derartigen Einrichtung kann das Abwasser dem Ausdampfbehälter
in einer solchen Menge zugeführt werden, daß etwa 90 Yo verdampft und unmittelbar
der Brennkammer zugeführt wird, während die restlichen 10 -;/o in fliissiger und
fester Form anfallen und in die Brennkammer eingespritzt werden. Dabei wird die
Abgaswarme, die nach Verlassen der Brennkammer beispielsweise eine Temperatur von
800 C aufweist, in dem Dampferzeuger auf etwa 250 °C abgekühlt. Diese Wärmemenge
wird über den Wärmetauscher im Ausdampfbehälter dem Abwasser zugeführt.
-
Vorzugsweise ist der Ausdampfbehälter mit zwei Schlammleitungen versehen,
von denen die eine am Behälterboden angeschlossen und die andere mit ihrem Einlaufende
in Höhe des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Beide Schlammleitungen münden in
einen Abschlammbehälter, der iiber eine mit einer Pumpe versehene Leitung mit der
Einspritzeinrichtung verbunden ist. Diese Ausführung berücksichtigt, daß ein Teil
der in dem Abwasser enthaltenen Schadstoffe bei den im Ausdampfbehälter herrschenden
Temperatur- und Druckverhältnissen nicht verdampfen, sondern teilweise in Lösung
bleiben und teilweise als Feststoffe abscheiden. Der abgeschiedene Feststoffanteil,
dessen spezifisches Gewicht kleiner als das des Wassers ist wirtl. auf dem Flüssigkeitsspiegel
schwimmen lßnS wirl
daher mittels der einen Schlammleitung in Höhe
des Flüssigkeitsspiegels abgeführt.
-
Die der Brennkammer zuzuführende Dampfmenge läßt sich in einfacher
Weise dadurch regulieren, daß in der zwischen Ausdampfbehälter und Brennkammer angeordneten
Dampfleitung ein Uberdruckventil angeordnet ist. Ebenso kann auch der Zufluß des
Abwassers in den Ausdampfbehälter gesteuert werden, wobei beispielsweise die Speiseleitung
für das Abwasser mit einer Speisepumpe und einem in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel
im Ausdampfbehälter geregelten Regelventil versehen ist.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise in der /<#ic,}inun#
dar#este1lt; es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Blocksschaltbild vom Grundprinzip
der Erfindung und Fig. 2 ein anderes Blockschaltbild, in dem weitere Hilfsorgane
eingezeichnet sind.
-
Die Einrichtung zur Beseitigung von verbrennbare Schadstoffe enthaltenden
Abwässern besteht im wesentlichen aus einem Brennofen, dessen Brennkammer mit 1
bezeichnet ist. Die Abwärme dieser Brennkammer 1, die beispielsweise eine Temperatur
von 800 C aufweist, durchströmt einen Dampferzeuger 2, wobei sich das Abgas auf
etwa 250 C abloahlt. Der in dem Dampferzeuger 2 erzeugte Dampf wird im Kreislauf
einem Wärmetauscher 4 zugeführt, der in einem Ausdampfbehälter 3 angeordnet ist.
Dieser Ausdampfbehälter 3 wird über eine Speiseleitung 6 aus einem Abwasserbehälter
5 mit Abwasser beschickt. Dabei verdampft der größte Teil des Abwassers, beispielsweise
90 %. Dieser verdampfte Abwasseranteil wird über eine Dampfleitung 7 unmittelbar
der Brennkammer 1 zugeführt. Der nicht verdampfte
Abwasserrest
wird über eine Schlammleitung 8 einer Einspritzeinrichtung 9 zugeführt, welche das
Schlammwasser in die Brennkammer 1 einspritzt.
-
W.ihrend Fig. 1 das Grundprinzip der Erfindung aufzeigt, läßt die
Fig. 2 verschiedene Hilfseinrichtungen erkennen.
-
Bei der dort dargestellten Ausführung wird das Abwasser aus dem Abwasserbehälter
5 durch die Speiseleitung 6 ueber eine Speisepumpe 16 und ein Regelventil 17 in
den Ausdampfbehälter 3 geleitet. Dieser Ausdampfbehälter ist beispielsweise so eingestellt,
daß in ihm ein Druck von 3 bar herrscht. Durch die über den Wärmetauscher 4 zugeführte
Wärme verdampft etwa 90 % des Abwassers. Dabei verdampfen teilweise auch entsprechend
niedrig siedende Schadstoffe. Dieses Dampfgemisch wird aus dem Dampfraum In des
Ausda@@fbehälters 3 über eine Dampfleiltung 7 und ein Überdruckventil 15 unmittelbir
der Brennkammer 1 zugeführt. Der nicht verdampfte Abwasserrest, der Schadstoff sowohl
in gelöster als auch in fester Phase enthält, wird über zwei Schlammleitungen 10,11
in einen Abschlammbehälter 12 geleitet. Dabei ist das Einlaufende der einen Schlammleitung
10 etwa im Bereich des Behälterbodens angeschlossen, während das Einlaufende der
anderen Schlammleitung 11 etwa in Höhe des Flu#ssigkeitsspiegels angeordnet ist.
Das Einlaufende der Schlammleitung 11 führt im wesentlichen die auf dem Flüssigkeitsspiegel
des i?estwassers schwimmenden Reststoffteilchen ab. Aus dem Abschlammbehälter 12
wird das Schlammwasser über eine Schlammleitung 13 von einer i>wnpe 14 zur Einspritzeinrichtung
9 hingefördert. Es wird dann ebenfalls in der Brennkammer 1 verdampft und verbrannt.
-
In Fig. 2 ist weiterhin angedeutet, daß der nicht verdampft Abwasseranteil
im Ausdampfbehälter 3 einen Wasserraum 19 einnimmt und daß sowohl der Ausdampfbehälter
3 als auch der Dampferzeuger 2 mit üblichen Überdruc#wentilen ausgestattet sind.
Die Speisung des Ausdampfbehilters 3 kann beispielsweise mit Hilfe eines Regelventils
17
erfolgen, welches in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Ausdampfbehälters
geregelt wird.
-
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Einrichtung kann auch dadurch
abgewandelt werden, daß der Wärmetauscher 4 nicht unmittelbar im Ausdampfbehälter
3 angeordnet ist, sondern Teil eines besonderen Wärmetauschers ist, der.
-
einerseits vom Dampf des Dampferzeugers 2 und andererseits über ein
besonderes Leitungssystem im Kreislauf von dem Abwaserrest durchströmt wird. In
diesem Fall muß dem Abwasserkreislauf eine Umwälzpumpe zugeordnet werden.