DE4141004A1

DE4141004A1 - Evaporation in a scraped surface path - partic. used for concentrating high fouling aq. effluents

Info

Publication number: DE4141004A1
Application number: DE19914141004
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-17

Abstract

Reducing maintenance in evaporators and associated equipment, utilised for the evaporation of effluent and/or wash water in wet chemical processing or preliminary purificn. processes, with the novel feature that a scraper and/or other mechanical device is incorporated in the evaporator which removes encrustation deposited during operation, even when the evaporator is operational. USE/ADVANTAGE - Evaporator, particularly for concentration of aq. effluents, prior to combustion or other means of disposal, which has scraped heat transfer surface to improve efficiency and reduce maintenance and/or corrosion. The use of the evaporator for effluent liquors arising from a zinc chromating plant is specifically mentioned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wartungserleichterung von Verdampfern und zusätzlichen Anlagenteilen, die mit dem Verdampfer in Verbindung stehen, deren Einsatzgebiet darin liegt, Abwasser und/oder Spülwässer aus naßchemischen Reinigungsanlagen und/oder Vorbehandlungsanlagen, die zur Reinigung und/oder Vorbehandlung von Gegenständen dienen, zu verdampfen. Mit Hilfe dieses Ver fahrens lassen sich die Betriebskosten von Verdampfern erheblich reduzieren. Gleichzeitig ist es auch möglich, durch nachgeschaltete Einrichtungen, die Abwässer soweit aufzukonzentrieren, daß nur noch wenig oder überhaupt kein Abwasser anfällt. Wobei das wenige Abwasser hochaufkonzentriert oder pastös ist.The invention relates to a method for facilitating maintenance of evaporators and additional system parts that are connected to the evaporator, whose field of application is waste water and / or rinsing water from wet chemical Cleaning systems and / or pretreatment systems for cleaning and / or Pretreatment of objects are used to evaporate. With the help of this ver driving, the operating costs of evaporators can be significantly reduced. At the same time, it is also possible, through downstream facilities that Concentrate waste water to such an extent that little or none at all Wastewater is generated. The little waste water is highly concentrated or pasty.

In den letzten Jahren wurden immer mehr Abwasser- und Spülwasserverdampfer in der Industrie eingesetzt. Hauptsächlich im Galvanikbereich und im Bereich von Reinigungsanlagen, die Gegenstände naßchemisch reinigen. Diese Verdampfer haben die Eigenschaft, während des Betriebes zu verkrusten und/oder die Abwässer bzw. Spülwasser dicken während des Betriebes so ein, daß sich die Verdampfer schlecht reinigen lassen und/oder das Abwasser bzw. Spülwasser steigt in den Konzentra tionen so an, daß Korrosion entsteht.In recent years, more and more waste water and rinse water evaporators have been used used in industry. Mainly in the electroplating area and in the area of Cleaning systems that wet-clean objects. Have these vaporizers the property of crusting during operation and / or the waste water or Flushing water thickens during operation so that the evaporators are bad Have it cleaned and / or the wastewater or rinsing water rises into the concentra tions so that corrosion occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfer zu konzipieren, der nicht mit diesen Nachteilen behaftet ist. Dazu wird die Geometrie des Verdampfers stark vereinfacht, so daß ein oder mehrere Schaber bzw. mechanische Einrichtungen eingebaut werden können, um die während des Verdampfungsprozesses anwachsende Verkrustung abzukratzen bzw. abzuschaben und dies, obwohl der Verdampfer in der Betriebsphase ist.The invention has for its object to design an evaporator does not suffer from these disadvantages. The geometry of the Evaporator greatly simplified, so that one or more scrapers or mechanical Means can be built in during the evaporation process scrape or scrape off growing incrustation, even though the Evaporator is in the operating phase.

Anspruch 2 soll dokumentieren, daß der Abkratz- bzw. Abschabeprozess auch außerhalb der Betriebsphase liegen kann. Claim 2 is intended to document that the scraping or scraping process also may lie outside the operating phase.

Anspruch 3 soll dokumentieren, daß zur Reduzierung von Schmutz, Öl, Verunreini gungen bzw. Schlamm im Verdampfer und/oder hohen Aufkonzentrationswerten von Spülwasser bzw. Abwasser im Verdampfer und/oder wegen eventuellen Korrosions problemen nunmehr Flüssigkeit während der Verdampfung aus dem Verdampfer ent nommen wird und mit Hilfe von physikalischen und/oder chemischen Behandlungs methoden und/oder Membranfiltration behandelt wird, um im Anschluß an die Be handlung diese Flüssigkeit bzw. Teile der Flüssigkeit erneut dem Verdampfer zuzuführen.Claim 3 is intended to document that to reduce dirt, oil, pollution or sludge in the evaporator and / or high concentration values of Rinse water or waste water in the evaporator and / or due to possible corrosion problems now ent ent liquid during evaporation from the evaporator is taken and with the help of physical and / or chemical treatment methods and / or membrane filtration is treated to follow the Be act this liquid or parts of the liquid again the evaporator feed.

Anspruch 4 soll das gleiche dokumentieren wie Anspruch 3, mit dem Unterschied, daß die Entnahme der Flüssigkeit nach dem Betrieb vorgenommen wird.Claim 4 is intended to document the same as Claim 3, with the difference that that the liquid is removed after operation.

Anspruch 5 soll dokumentieren, daß die Flüssigkeit aus dem Verdampfer entnommen wird, um dies einem zweiten Verdampfer bzw. einem Verdunster zuzuführen, so daß entweder trockene und/oder postöse Produkte entstehen und/oder stärker einge dickte Flüssigkeiten.Claim 5 is intended to document that the liquid is removed from the evaporator is to supply this to a second evaporator or an evaporator, so that either dry and / or post-like products are created and / or more concentrated thick liquids.

Anspruch 6 soll dokumentieren, daß die Flüssigkeiten, bevor sie in den zweiten Verdampfer bzw, einen Verdunster eingebracht werden, vorher chemisch und/oder physikalisch und/oder mit Hilfe von Membrantechnik behandelt werden bzw. verän dert werden, so daß z. B. die Korrosion vermindert wird und/oder die Produkte, die der zweite Verdampfer bzw. Verdunster erzeugt, leichter deponierfähig sind etc.Claim 6 is intended to document that the liquids before they are in the second Evaporator or an evaporator are introduced, previously chemically and / or be treated or modified physically and / or with the help of membrane technology be changed so that z. B. the corrosion is reduced and / or the products, which the second evaporator or evaporator produces are easier to deposit Etc.

Anspruch 7 soll dokumentieren, daß, sofern die Flüssigkeit aus dem Verdampfer nach Anspruch 3 und 4 mit Hilfe von Membrantechnik behandelt wurde (z. B. durch Ultrafiltration), die dabei entstandenen Retentate einem zweiten Verdamfer und/ oder Verdunster zugeführt werden, der geeignet ist, Retentate zu verdampfen bzw. zu verdunsten. Dabei kann vor der Einbringung der Retentate in den zweiten Verdampfer bzw. Verdunster eine chemische und/oder physikalische Behandlung erfolgen oder auch nicht. Claim 7 is intended to document that, provided that the liquid from the evaporator was treated according to claims 3 and 4 with the aid of membrane technology (z. B. by Ultrafiltration), the resulting retentates a second evaporator and / or evaporators which are suitable for evaporating retentates or to evaporate. This can be done before introducing the retentate into the second Evaporator or evaporator a chemical and / or physical treatment done or not.

Anspruch 8 soll dokumentieren, daß zur Verdampfung bzw. Verdunstung der zweite Verdampfer bzw. Verdunster Abfallenergie von Lackier- bzw. Pulverbeschichtungs anlagen verwendet wird. Teilweise entstehen bei Lackier- bzw. Pulverbeschich tungsanlagen erheblich Abfallenergiemengen, z. B. kann heiße Trocknerabluft und/oder Abluft von Abluftreinigungsanlagen, z. B. Thermischen Nachverbrennungen und/oder Katalythischen Nachverbrennungen, verwendet werden und/oder besteht die Möglichkeit Abfallenergie aus Abdunstzonen, Spritzkabinen, Sondertrockner etc. zu verwenden.Claim 8 is intended to document that the second for evaporation or evaporation Evaporator or evaporator Waste energy from paint or powder coating plants is used. Partly arise with paint or powder coating processing plants considerable waste energy amounts, e.g. B. can hot dryer exhaust air and / or exhaust air from exhaust air purification systems, e.g. B. Thermal afterburns and / or catalytic afterburning, are used and / or exists Possibility of waste energy from evaporation zones, spray booths, special dryers etc. to use.

Anspruch 9 soll dokumentieren, daß in der Dampfleitung nach dem Verdampfer ein Wärmetauscher eingebaut wird. Dieser Wärmetauscher dient als Umformerstation der Heizmedien von Dampf auf z. B. Warmwasser. Mit Hilfe dieses Sekundär-Heizkreis laufes werden Anlagenteile beheizt, die überhaupt nicht oder nur schlecht mit dampfbeheizten Wärmetauschern beheizt werden können, da Verkrustungsprobleme auftreten. Dies ist besonders bei Zinkphosphatieranlagen notwendig, diese er hebliche Verkrustungs-Probleme mit dampfbeheizten Wärmetauschern haben.Claim 9 is intended to document that in the steam line after the evaporator Heat exchanger is installed. This heat exchanger serves as the converter station Heating media from steam to z. B. hot water. With the help of this secondary heating circuit System parts that are not or only poorly heated are currently heated steam-heated heat exchangers can be heated because of incrustation problems occur. This is particularly necessary with zinc phosphating systems, he have significant incrustation problems with steam-heated heat exchangers.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend aufgeführten Beispielen der Fig. 1 und 2.Further advantages and details of the invention result from the examples of FIGS. 1 and 2 listed below.

In der Fig. 1 ist ein Spülwasser- bzw. Abwasserverdampfer 1 mit Beheizung 5 dar gestellt. 1n der Dampfleitung 1a wird der Dampf abgeführt, z. B. um Bäder oder andere Anlagenteile zu heizen oder direkt über Dach abgeleitet zu werden. Ein mechanischer rotierender Schaber 4 wird mit Hilfe eines Antriebes 2 angetrieben. Dabei wird die Welle zwischen Antrieb 2 und dem mechnanischen Schaber 4 mit Hilfe von Dichtungen 3 am Verdampfer abgedichtet, so daß kein Dampf an dieser Durchführung austreten kann. Somit ist es möglich, während der Verdampfung von Abwasser bzw. Spülwasser die Wandungen des Verdampfers abzuschaben und diese sauber zu halten. In Fig. 1, a rinse water or waste water evaporator 1 with heating 5 is provided. In the steam line 1 a, the steam is discharged, for. B. to heat baths or other system parts or to be derived directly from the roof. A mechanical rotating scraper 4 is driven by means of a drive 2 . The shaft between the drive 2 and the mechanical scraper 4 is sealed with the aid of seals 3 on the evaporator, so that no steam can escape at this passage. It is thus possible to scrape off the walls of the evaporator and to keep them clean during the evaporation of waste water or rinsing water.

Zur Entölung der Flüssigkeit im Verdampfer 1 wird zusätzlich eine Ultrafiltra tionsanlage eingebaut. Dazu saugt eine Pumpe 6 die Flüssigkeit aus dem Ver dampfer 1 heraus und bringt diese in den isolierten Arbeitsbehälter 7. Eine spe zielle Umwälzpumpe 8 versorgt den Ultrafiltrationsmodul (Membrane) 9 mit Flüs sigkeit aus dem Arbeitsbehälter 7. Der Hauptstrom 10 wird wieder in das Becken 7 zurückgepumpt. Ein Teilstrom (Permeat bzw. Filtrat) 11 wird als reines Filtrat (Permeat) in den Verdampfer 1 zurückgeführt. Zur Reduzierung der Aufsalzung wird (um einem Eindickungsprozess der Spülwasser bzw. Abwasser entgegenzutreten) mit Hilfe einer Pumpe 12 und einer Abführleitung 13 das Retentat der Ultrafiltra tionsanlage in einen Verdunster 14 eingeleitet.An ultrafiltration system is also installed to deoil the liquid in the evaporator 1 . For this purpose, a pump 6 sucks the liquid out of the evaporator 1 and brings it into the insulated working container 7 . A spe cial circulation pump 8 supplies the ultrafiltration module (membrane) 9 with liquid from the working tank 7 . The main stream 10 is pumped back into the basin 7 . A partial stream (permeate or filtrate) 11 is returned to the evaporator 1 as a pure filtrate (permeate). To reduce the salting (to counteract a thickening process of the rinse water or waste water), the retentate of the ultrafiltration system is introduced into an evaporator 14 with the aid of a pump 12 and a discharge line 13 .

Dieser Verdunster 14 wird mit Zu- und Abluft betrieben, so daß die trockene Zu luft die Feuchtigkeit im Verdunster 14 aufnimmt und ein Ventilator die ange feuchtete Luft wieder absaugt. Die Verdunstung wird in diesem Fall mit Abwärme von einer Pulverbeschichtungsanlage (Pulvertrockner) vorgenommen. Dadurch kann ohne großen Aufwand ein vollkommenes Eindicken oder Trocknen des Retentates erfolgen.This evaporator 14 is operated with supply and exhaust air, so that the dry air absorbs the moisture in the evaporator 14 and a fan sucks the moist air again. In this case, the evaporation is carried out with waste heat from a powder coating system (powder dryer). This allows the retentate to be completely thickened or dried without great effort.

In Fig. 2 ist ebenfalls ein Verdampfer 1 dargestellt, der mit einem rotierenden Schaber 4, wie in Fig. 1 schon dargestellt, ausgerüstet wurde. FIG. 2 also shows an evaporator 1 which has been equipped with a rotating scraper 4 , as already shown in FIG. 1.

Dabei saugt eine Pumpe 19 Flüssigkeit aus dem Verdampfer 1 heraus und drückt diese in eine Flockulationsanlage 22, die mit Rührwerk 20 versehen ist, um die Flockungsmittel, die mit einer Dosiereinrichtung 21 eingebracht werden, einzu mischen. Ein Überlauf vom Flockulationsbehälter 22 in den Sedimentationsbehälter 23 bringt die mit sedimentierbaren Flocken angereichte, aufkonzentrierte Ab wässer bzw. Spülwasser des Verdampfers in den Sedimentationsbehälter 23 ein und gibt den gebildeten Flocken genügend Zeit, sich dort abzusetzen. Eine Pumpe 26 fördert dann das Klarwasser der Sedimentationsstufe 23 in den Verdampfer 1 zu rück. Zur Entschlammung des Sedimentationsbehälters wird eine Schlammpumpe 24 mit nachgeschalteter Kammerfilterpresse 25 eingesetzt. Das Filtrat der Kammer filterpresse läuft dabei in den Behälter 28 ein und wird mit Hilfe einer Pumpe 29 und der Filtratablaufleitung 30 in den Sedimentationsbehälter 23 zurück geführt. A pump 19 sucks liquid out of the evaporator 1 and presses it into a flocculation system 22 which is provided with an agitator 20 in order to mix in the flocculants which are introduced with a metering device 21 . An overflow from the flocculation container 22 into the sedimentation container 23 brings the enriched with sedimentable flakes, concentrated water or rinsing water from the evaporator into the sedimentation container 23 and gives the flakes formed sufficient time to settle there. A pump 26 then conveys the clear water from the sedimentation stage 23 back into the evaporator 1 . A sludge pump 24 with a downstream chamber filter press 25 is used to desludge the sedimentation container. The filtrate of the chamber filter press runs into the container 28 and is returned to the sedimentation container 23 with the aid of a pump 29 and the filtrate drain line 30 .

Ein Teilstrom des Filtrates wird mit Hilfe der Pumpe 31 in den Verdunster 14 eingeleitet, um dort zu verdunsten. Der Verdunstungsvorgang im Verdunster 14 wird so wie in Fig. 1 beschrieben vorgenommen.A partial flow of the filtrate is introduced into the evaporator 14 with the aid of the pump 31 in order to evaporate there. The evaporation process in the evaporator 14 is carried out as described in FIG. 1.

Auch durch diese Behandlungsart ist es möglich, die Verkrustungsgefahr auf ein Minimum zu reduzieren. Weiterhin wird die Korrosionsgefahr dadurch vermindert, in dem ein Teilstrom, der Flüssigkeit aus dem Verdampfer herausgenommen wird.This type of treatment also makes it possible to reduce the risk of incrustation Reduce minimum. Furthermore, the risk of corrosion is reduced in which a partial flow of liquid is taken out of the evaporator.

1m übrigen können die Verdunster 14 sehr klein ausgeführt werden, da meist nur geringe Teilströme erforderlich sind, um diese aus dem System zu entnehmen, um die Korrosionsgefahr bzw. das Eindickverhalten zu minimieren.In addition, the evaporators 14 can be made very small, since usually only small partial flows are required to remove them from the system in order to minimize the risk of corrosion or the thickening behavior.

Der produzierte Dampf im Verdampfer 1 wird in die Dampfleitung 1a eingeleitet. Eine Umformerstation 40 läßt dabei den Dampf kondensieren und leitet das Kon densat über die Kondensatleitung 41 z. B. zu Spülzwecken ab. Bei dem Umformer 40 handelt es sich um ein Dampf-/Warmwasserumformer, der z. B. aus Sattdampf mit 100°C nunmehr Warmwasser 80/70°C produziert. Dadurch ist es möglich, einen Sekundär-Heizkreislauf aufzubauen, der ein beheiztes Bad 47 indirekt mit Warm wasser beheizt. Der Sekundär-Heizkreislauf besteht aus einer Umwälzpumpe 42, einer Rohrleitung 43 zum Umformer, einer Ableitung 44 zu einem Badwärmetauscher 46 und einem Ausdehnungsgefäß 45. Im Heizkreislauf kann gegebenenfalls Regelungstechnik z. B. in Form von Temperaturreglern etc. eingebaut werden. Vorstellbar ist auch, daß der Wärmetauscher 46 außerhalb vor dem beheizten Bad 47 angebracht wird, wobei dieser z. B. mit einer zusätzlichen Umwälzpumpe mit Badflüssigkeit versorgt wird.The steam produced in the evaporator 1 is introduced into the steam line 1 a. A converter station 40 allows the steam to condense and condenses the condensate via the condensate line 41 z. B. for rinsing purposes. The converter 40 is a steam / hot water converter which, for. B. from saturated steam at 100 ° C now hot water 80/70 ° C produced. This makes it possible to build a secondary heating circuit that indirectly heats a heated bath 47 with warm water. The secondary heating circuit consists of a circulation pump 42 , a pipe 43 to the converter, a discharge 44 to a bath heat exchanger 46 and an expansion vessel 45 . In the heating circuit, control technology z. B. in the form of temperature controllers, etc. are installed. It is also conceivable that the heat exchanger 46 is mounted outside in front of the heated bath 47 , this z. B. is supplied with an additional circulation pump with bath liquid.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellt Ausführungsform beschränkt. Der Fachmann hat vielmehr die Möglichkeit, weitere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche zu erstellen.The invention is not limited to the illustrated embodiment. The Rather, a person skilled in the art has the option of further embodiments within the scope of To create claims.

Claims

1. Procedure for facilitating the maintenance of evaporators and additional system parts which are connected to the evaporator and whose area of application is to evaporate waste water and / or rinsing water from wet-chemical cleaning systems and / or pretreatment systems which are used for cleaning and / or pretreating objects , characterized in that a scraper and / or a mechanical device is installed in the evaporator which scrapes or scrapes off the incrustations formed during the evaporation process, although the evaporator is in the operating phase.

2. The method according to claim 1, characterized in that the evaporator is not is in the operating phase.

3. The method according to one or more of the above claims, characterized records that liquid from the evaporator during the operating phase is taken out and this liquid chemically and / or physically and / or treated and / or modified with the help of membrane technology, e.g. B. in the form of detoxification, neutralization, metal precipitation, sludge separation, oil removal, filtration etc., and afterwards after this treatment the treated liquid directly or indirectly into the evaporator is returned, even if no scraper or mechanical device in the evaporator is installed.

4. The method according to one or more of the above claims, characterized records that after the operating phase liquid out of the evaporator is taken and this liquid chemically and / or physically and / or is treated and / or modified using membrane technology, e.g. B. in Form of detoxification, neutralization, metal precipitation, sludge separation, Oil removal, filtration etc., and afterwards the treatment after the treatment traded liquid directly or indirectly returned to the evaporator will, even if there is no scraper or mechanical device in the evaporator is installed.

5. The method according to one or more of the above claims, characterized records that liquid is withdrawn from the evaporator to do this supply second evaporator and / or evaporator, which is built for evaporate concentrated rinsing water and / or waste water and / or evaporate.

6. The method according to claim 5, characterized in that this liquid beforehand chemically and / or physically and / or with the help of membrane technology was treated or changed.

7. The method according to claim 3 and 4, characterized in that the retentates fed from the membrane filtration to an evaporator and / or evaporator that is built for these retentions and is suitable for this purpose retentates and / or concentrated wastewater and / or concentrated evaporated rinse water to evaporate and / or evaporate, before the Introduce a chemical into the second evaporator or evaporator beforehand and / or physical treatment of the retentates takes place or not.

8. The method according to one or more of the above claims, characterized records that waste energy in the second evaporators or evaporators from paint or powder coating systems is used to the Verduns tion or evaporation process.

9. The method according to one or more of the above claims, characterized records that a heat exchanger in the steam line after the evaporator installed as a converter station (e.g. steam / water heat exchanger) serves so that a heating circuit on the secondary side of the converter station, e.g. B. is operated with hot water that heats other system parts that not or only poorly heated with steam-heated heat exchangers because of steam heating problems with incrustations occur.