DE4142629C2 - Verfahren zum Verdampfen von Abwasser und/oder Spülwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, die aus naßchemischen Reinigungsanlagen oder Vorbehandlungsanlagen stammenden Abwässer oder Spülwässer in einem als Hohlkörper ausgebildeten Verdampfungsraum zu ver­ dampfen. Hauptsächlich im Galvanikbereich und im Bereich von Reinigungsanlagen, die Gegenstände naßchemisch reinigen, wurden in den letzten Jahren immer mehr Abwasser- und Spülwasserver­ dampfer eingesetzt.

Diese Verdampfer werden hauptsächlich mit Wärmeträgeröl, mit Heißdampf oder elektrisch beheizt. Meist werden Brüden-Verdampfer eingesetzt. Diese Verrdampferform ist äußerst kompliziert aufgebaut, bringt aber auf kleinem Raum eine hohe Verdampfungs­ leistung. Die Reinigung von Brüden-Verdampfern ist äußerst schwierig.

Es wurde auch versucht, Verdampfer von außen zu beflammen, was jedoch hauptsächlich auf den Laboreinsatz beschränkt war. Hierbei wurden z. B. Glaskolben mit Hilfe von Bunsenbrennern von außen erhitzt. Solche Verfahren werden jedoch nur in kleinem Maßstab, z. B. im Rahmen von Versuchen durchgeführt.

Durch die DE 16 21 648 A1 ist ferner ein Aufbereitungsverfahren für bei Metallbehandlungsprozessen anfallende Spülabwässer bekannt geworden, bei dem die beim Spülvorgang in das Spülwasser eingeschleppten Bestandteile mittels Verdampfung vom Wasser abgetrennt und aufkonzentriert werden, wobei die sich in einem Pumpensumpf sammelnden Spülabwässer in einen Verdampfer befördert werden, der sich im Verdampfer bildende Brüdendampf einem Wärmeaustauscher zugeführt wird, in dem der Brüdendampf unter Wärmeabgabe an eine den Wärmeaustauscher durchströmende Flüssig­ keit kondensiert und wobei der kondensierte Brüdendampf als Reinwasser dem Spülwasser in einer Spülvorrichtung wieder zugesetzt wird.

Mit einem derartigen Verdampfungsverfahren läßt sich zwar eine wirkungsvolle Verdampfung mit einer Wiederverwendung des kondensierten Brüdendampfes kombinieren, jedoch ist der Brüden- Verdampfer schwer zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sich ein möglichst hoher Wirkungsgrad ergibt und dabei gleichzeitig eine Reinigung des Verdampfers leicht möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Verdampfungsraum von außen durch einen Öl- und/oder Gasbrenner beflammt wird, und daß die Abwärme der entstehenden heißen Verbrennungsgase dazu benutzt wird, eine oder mehrere Einrichtungen einer oder mehrerer Oberflächen­ behandlungsanlagen direkt oder indirekt zu beheizen.

Dadurch, daß die Abwärme der heißen Verbrennungsgase dazu benutzt wird, andere Anlagenteile einer Oberflächenbehandlungsanlage zu beheizen, wird der Gesamtwirkungsgrad des Verdampfers erheblich verbessert, so daß die Nachteile, die hinsichtlich des Wirkungsgrades dadurch entstehen, daß der Verdampfer als einfacher, innen glatter Hohlkörper ausgebildet ist, kompensiert werden. Der einfache Hohlkörper hat den Vorteil, daß im Innern keine Heizflächen angeordnet sind und somit glatte Wandungen entstehen, die leicht zu reinigen sind.

Die Beheizung der anderen Anlageteile mit Abwärme kann dabei direkt oder indirekt erfolgen. Es ist denkbar, daß am Abgasaustrittsstutzen des Verdampfers ein Wärmetauscher angebracht wird, der z. B. mit Hilfe der heißen Verbrennungsabgase Luft aufwärmt oder vorwärmt z. B. von einer Abdunstzone. Es ist dabei auch denkbar, daß eine direkte Beheizung der Abdunstzone erfolgt, indem die Verbrennungsgase z. B. in eine Abdunstzone eingeleitet werden, um diese direkt ohne Wärmetauscher zu beheizen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens kann zur Erhöhung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades der Verdampfer auch von innen beflammt werden.

Die Abwärme der Verbrennungsgase, die durch den Beflammungsvor­ gang entstehen, können in vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens dazu benutzt werden, eine Spülwasser- bzw. Abwasser­ erwärmung vorzunehmen.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abwärme der Verbrennungsgase, die beim Beflammen entsteht, dazu benutzt werden, andere technische Einrichtungen zu beheizen, wobei die Beheizung direkt oder indirekt erfolgen kann.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Energie, die der Dampf beinhaltet, noch in Bädern und/oder anderen Anlagenteilen zurückzugewinnen. Die Beheizung kann dabei direkt durch Dampf vorgenommen werden oder auch indirekt, indem z. B. eine Umformer­ station dazwischen geschaltet ist. Dabei wird z. B. Dampf in Warmwasser umgewandelt. Der Warmwasserkreislauf beheizt dann ein Bad und/oder einen anderen Anlagenteil. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn die Oberflächentemperatur des Wärmetauschers niedrig sein muß, wie etwa bei Zinkphosphatieranlagen.

Das entstandene Kondensat kann vorzugsweise zu Spülzwecken und/oder zum Ansatz von Behandlungsbädern und/oder Spülbädern verwendet werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Verdampfung unter Vakuum.

Hierdurch wird die Verdampfungstemperatur erniedrigt.

Ferner kann das Kondensat des Dampfes mit einem Ionenaustauscher und/oder einer Umkehrosmoseanlage und/oder einem Aktivkohlefilter und/oder einer Entchlorungseinrichtung und/oder einer Ent­ fluorungseinrichtung nachbehandelt werden.

So läßt sich eine weitere Qualitätsverbesserung des Kondensates erreichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann der kondensierte Dampf nach Verdampfung durch einen Kühler und/oder eine lange Kühlstrecke technisch gekühlt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gibt der Öl/Gasbrenner in Abhängigkeit der Badtemperatur von einem oder mehreren beheizten Bädern und/oder Anlagenteilen seine Wärme an den Verdampfer ab, so daß die Dampfabgabemenge in Abhängigkeit der Solltemperatur der Bäder und/oder Anlagenteile geregelt bzw. gesteuert wird.

Schließlich kann es vorgesehen sein, die Abstrahlwärme aus dem Beflammungsraum über einen Wasser- bzw. Flüssigkeitsmantel um den Beflammungsraum direkt einem zu beheizenden Bad zuzuführen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben aus einem nachfolgend aufgeführten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die einzige Figur (Fig. 1) zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Hier wird ein Öl-/Gasbrenner 1 dazu verwendet, den Verdampferhohlkörper 3 zu beflammen. Die Brennerflammen 2 sind dabei direkt auf den Verdampfer 3 gerichtet. Der Verdampfer 3 selbst wird mit Heizrippen 4 so berippt, daß ein guter Wärmeübergang zwischen dem Verbrennungsgas und dem Verdampfer stattfindet.

Der Beflammungsraum 7 wird mit einem Wassermantel 5 umgeben. Dieser Wassermantel gibt z. B. seine Wärme an ein anderes zu beheizendes Anlagenteil ab (dies wurde in der Figur nicht dargestellt, da dies Stand der Technik ist). Der Wassermantel 5 selbst wird mit einer Isolationsschicht 6 versehen, so daß die Wärmeabgabe aus dem System minimiert wird. Die Verbrennungsgase im Abgasrohr 8 werden z. B. direkt in eine Abdunstzone einer Lackieranlage eingeleitet, so daß mit Hilfe dieser noch heißen Verbrennungsgase eine Beheizung dieser Abdunstzone vorgenommen werden kann. Die Abdunstzone wurde auch nicht dargestellt bzw. beschrieben, da diese Stand der Technik ist.

Der nun produzierte Dampf mit ca. 100°C wird über eine Dampfleitung 9 einem Wärmetauscher 10 zugeführt, der als Kondensator dient. Das aus dem Dampf erzeugte Kondensat 11 wird dann in einen Behälter 12 abgeleitet. Zur Kühlung des Wärmetauschers 10 wurde ein Sekundär-Heizkreislauf (die Temperatur liegt hier z. B. bei 80/70°C) eingebaut. Mit Hilfe einer Umwälzpumpe 22 wird Heizkreislaufflüssigkeit in den Wärmetauscher 10 zur Kühlung und somit Kondensation bzw. Wärmeabfuhr gepumpt. Die aufgewärmte Flüssigkeit 23 wird nun einem Badwärme­ tauscher 21 zugeführt, der die Wärme an ein beheiztes Bad 20 abführt. Dieses Bad 20 dient z. B. als Reinigungsbad. Das abgekühlte Heizwasser 24 wird erneut von der Umwälzpumpe 22 angesaugt und in den Wärmetauscher 10 gedrückt. Um einen geschlossenen Kreislauf zu erzeugen, wird ein Ausdehnungsgefäß 25 eingebaut. Das vom Wärmetauscher 10 erzeugte Kondensat 11 läuft in den Behälter 12 hinein und wird mit Hilfe einer Pumpe 13 angesaugt. Mit Hilfe eines Aktivkohlefilters 14 werden Spuren von Öl ausgefiltert. Zur Kühlung des Kondensates wird ein zusätzlicher Wasser-/Luftkühler 15 eingesetzt, so daß das Kondensat auf eine vorgegebene Temperatur abgekühlt wird. Im Anschluß daran wird das von organischen Bestandteilen befreite und kühle Kondensat mit der Kondensatleitung 16 in das Spülbad 17 eingeführt.

Eine Pumpe 18 fördert verunreinigtes Spülwasser aus dem Spülbad 17 über die Rohrleitung 19 In den Dampferzeuger zurück, so daß dieses Spülwasser erneut verdampft werden kann.

Die Dampfmenge, die durch den Dampferzeuger 3 mit Hilfe des Öl-/Gasbrenners 1 erzeugt wird, hängt von der Badtemperatur von Bad 20 ab. Das heißt, der Brenner brennt so lange, solange das Bad 20 Energie benötigt. Der Brenner 1 schaltet ab, wenn die Solltemperatur in Bad 20 erreicht ist. Das bedeutet, daß die Dampfabgabe und somit der Kondensatanfall 11 in Abhängigkeit zum Wärmebedarf des Bades 20 steht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Der Fachmann hat vielmehr die Möglichkeit, weitere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche zu erstellen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verdampfen von direkt oder indirekt aus naßchemischen Reinigungsanlagen und/oder Vorbehandlungsanlagen, die zur Reinigung und/ oder Vorbehandlung von Gegenständen dienen, stammenden, ggf. chemisch und/oder physikalisch vorbehandeltem Abwasser oder Spülwasser in einem als Hohl­ körper ausgebildeten Verdampfungsraum, der ggf. im Inneren und/oder an den Außenflächen Heizflächen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungsraum von außen durch einen Öl- und/oder Gasbrenner beflammt wird, und daß die Abwärme der entstehenden heißen Verbrennungsgase dazu benutzt wird, eine oder mehrere Einrichtungen einer oder mehrerer Oberflächenbehandlungsanlagen direkt oder indirekt zu beheizen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich der Verdampferraum auch von innen beflammt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abwärme der Verbrennungsgase vom beflammten Verdampfer dazu dient, direkt oder indirekt eine Vorwärmung von Spülwasser bzw. Ab­ wasser vorzunehmen.

4. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme der Verbrennungsgase vom beflammten Verdampfer durch zusätzliche Wärmetauscher abgekühlt wird und diese Energie dazu verwendet wird, um technische Einrichtungen zu beheizen.

5. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erzeugte Dampf zur direkten oder indirekten Beheizung von Bädern und/oder anderen Anlagenteilen verwendet wird, auch wenn diese nicht im Zusammenhang mit Lackier- und Pulverbeschichtungsanlagen stehen.

6. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Kondensieren des Dampfes das Kondensat zu Spül­ zwecken und/oder zum Ansatz von Behandlungsbädern und/oder Spülbädern verwendet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung unter Vakuum erfolgt.

8. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kondensat des Dampfes mit einem Ionenaustauscher und/oder Umkehrosmoseanlage und/oder Aktivkohlefilter und/oder Entchlorungsein­ richtung und/oder Entfluorungseinrichtung nachbehandelt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der kondensierte Dampf nach der Verdampfung durch einen Kühler und/oder lange Kühlstrecke technisch gekühlt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öl-/Gasbrenner in Abhängigkeit der Badtemperatur von einem oder mehreren beheizten Bädern und/oder Anlagenteilen seine Wärme an den Verdampfer abgibt, so daß die Dampfabgabemenge in Abhängigkeit der Solltemperatur der Bäder und/oder Anlagenteile geregelt bzw. gesteuert wird.

11. Verfahren nach einem oder mehrerer der genannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abstrahlwärme aus dem Beflammungsraum über einen Wasser- bzw. Flüssigkeitsmantel um den Beflammungsraum direkt einen zu beheizenden Bad zugeführt wird.