DE4005520A1

DE4005520A1 - Verdampfer mit integriertem elektrokoagulator, elektroflotator und bruedenkompression zur gewinnung von reinem wasser

Info

Publication number: DE4005520A1
Application number: DE19904005520
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Renzler Edgar Dipl-Ing 5000 Koeln De
Current assignee: Renzler Edgar Dipl-Ing 5000 Koeln De
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-08-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von reinem Wasser und der eventuell im Wasser gelösten Wertstoffe durch Abscheidung von Öl und anderen suspendierten Teilchen in einem Elektrokoagulator (5) und Verdampfung der entölten und vorgereinigten Flüssigkeit in einem vertikal angeordneten Rohrbündelwärmeaustauscher (2), (3), wobei sich am Fuß des Verdampfers ein Konzentrat ansammelt, während das gereinigte Wasser aus dem Kondensatraum um die Verdampferrohre abläuft.

Die metallverarbeitende Industrie, wie Automobilzulieferindustrie, Gerätehersteller, Oberflächenbeschichtungsindustrie usw. haben auf Grund von verstärkten Umweltschutzanforderungen einen großen Bedarf an Kreislaufwasser um den Frischwasserbedarf zu reduzieren. Gleichzeitig möchte man auch wertvolle Badinhaltstoffe wie zum Beispiel Chrom aus Chromspülen zurückgewinnen. Beide Konzeptionen sind mit diesem Verfahren zu erreichen. Während auf der einen Seite ein entsalztes Wasser zur Auffrischung von Spülbädern erzielt wird, wird das entölte Konzentrat um den Faktor 10 bis 20 konzentriert und kann, wie im Beispiel der Chromspüle ggf. wieder eingesetzt werden.

Dazu geht die zu reinigende Flüssigkeit zunächst über eine Pumpe in einen Elektrokoagulator (5). Dieser besteht aus mindestens zwei gegeneinander ausgerichteten Elektroden (8) aus beständigem Material wie Edelstahl, Platin, platiniertem Titan usw. An diesen Elektroden ist Gleichstrom angelegt mit einer Spannung von 6 bis 100 V je nach Leitfähigkeit der Lösung. Die Spannung wird dabei in einem Zeitraum von 2 Sekunden bis 3 Stunden umgepolt, um eine Passivierung der Elektroden durch Öl oder andere Stoffe zu verhindern. Die in der Regel negativ geladenen Kolloide scheiden sich so, bei einer Verweilzeit von 5 Minuten bis 8 Stunden von der Flüssigkeit ab und werden flotiert und aus einem Ölsammelbehälter abgeführt.

Die entölte Flüssigkeit wird gleichzeitig durch die Elektroden auf die notwendige Temperatur gebracht, um später in den Rohrbündeln verdampfen zu können. Aus dem Elektrokoagulator wird die Flüssigkeit (7) nur abgesaugt und am Kopf des Verdampfers versprüht. Die entölte Lösung fließt an der Innenseite einer Anzahl dünnwandiger Rohre (3) herunter, welche zu einem Rohrbündel (2) zusammengefaßt sind. Das Material des Rohrbündels muß gegen einen Angriff der eingesetzten Lösung beständig sein. Es bieten sich Graphit oder Duroplaste an. Innerhalb der Rohre läuft die Lösung als Film herunter und verdampft. Eine Mischung aus Dampf und Flüssigkeit tritt unten aus dem Rohrbündel (2) aus. Der Dampf geht über einen Tropfenabscheider (10) zu einem Verdichter (9). Infolge der Kompression kondensiert der Dampf bei einer höheren Temperatur als bei Normaldruck.

Der komprimierte Brüden wird nun zur Mantelseite des Verdampfers (2) geführt, wo er an den Rohren kondensiert und so seine Verdampfungswärme freigibt, um die Flüssigkeitsfilmverdampfung in den Rohren zu gewährleisten. Das Kondensat sammelt sich im Mantelraum des Wärmeaustauschers an und wird über einen Vorwärmeaustauscher abgeführt. Das Konzentrat wird am Fuß des Wärmeaustauschers abgenommen. Der Prozeß kann sowohl unter Atmosphärendruck, als auch unter Vakuum ablaufen.

Claims

1. Ein Verdampfer (1), welcher die Bündel (2) von vertikal angeordneten Wärmeaustauschrohren (3) enthält, wobei die an der inneren Oberfläche der Rohre herablaufende Flüssigkeit verdampft wird und an die Außenwände der Rohre ein Wärmetauschmedium herangeführt wird, welches die Verdampfungsenergie bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre aus Plastik oder einer Metallegierung oder Graphit oder einem sonst geeigneten Material hergestellt sind und die Verdampfunsenergie aus einem Elektrokoagulator (5) bezogen wird, der aus einem mindestens 2 beständigen Elektroden enthaltendem Elektrodenpaket besteht, und der so angebracht ist, daß zunächst das Öl (6) aus der Flüssigkeit herauskoaguliert wird, bevor die Flüssigkeit (7) zur Verdampfungszone (8) gebracht wird.

2. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohre von Mitte zu Mitte einen Abstand von 8 bis 20 mm zueinander haben.

3. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohre einen Innendurchmesser von 6 bis 12 mm haben.

4. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken der Verdampferrohre im Bereich von 0,05 bis 2,5 mm liegen.

5. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel der Wärmeaustauschrohre eine Wärmeaustauschfläche pro Volumeneinheit von mindestens 100 m²/m³ enthält.

6. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrokoagulator eine Elektrodenoberfläche zur Wärmeaustauschfläche des Verdampfers im Verhältnis 0,01 : 100 bis 10 : 100 bevorzugt 0,1 : 100 enthält.

7. Ein Verdampfer entsprechend Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (9) geeignet ist, die von oben nach unten in den Rohren ablaufende Flüssigkeit des Verdampfers zu verdampfen und den Dampf um die Rohre entsprechend zu kondensieren und zurückzugewinnen.