DE102009049823A1

DE102009049823A1 - Method for processing of water for the maintenance of rinsing baths in connection with wash baths, comprises producing fresh steam through indirect heat transfer, and heating and evaporating the processing water over a heat exchanger

Info

Publication number: DE102009049823A1
Application number: DE200910049823
Authority: DE
Inventors: Anderl Metzger
Original assignee: Mkr Metzger Recyclingsysteme GmbH
Current assignee: Mkr Metzger Recyclingsysteme GmbH
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-28

Abstract

The method for processing of water for the maintenance of rinsing baths (3) in connection with wash baths (2), in which the processing water is evaporated, comprises producing fresh steam (7) through indirect heat transfer, and heating and evaporating the processing water over a first heat exchanger. The fresh steams transfer its thermal energy over the first heat exchanger directly to the processing water in which the fresh steams are supplied to a primary side of the first heat exchanger and the processing water is supplied to secondary side of the first heat exchanger. The method for processing of water for the maintenance of rinsing baths (3) in connection with wash baths (2), in which the processing water is evaporated, comprises producing fresh steam (7) through indirect heat transfer, and heating and evaporating the processing water over a first heat exchanger. The fresh steams transfer its thermal energy over the first heat exchanger directly to the processing water in which the fresh steams are supplied to a primary side of the first heat exchanger and the processing water is supplied to secondary side of the first heat exchanger. A thermal exhaust vapor condensation is carried out with a gas jet pump. The fresh steam is used for a drive of the gas jet pump, and exhaust vapors are removed from processing container. The evaporated processing water is separated in a two-stage condensation process in pure distillate and condensate of low-boiling substances. The condensate with low-boiling substances is fed to a steam generator (6) and is used for producing fresh steam. The steam-condensate mixture occurred from the primary side of the first heat exchanger are fed to a distillate container with droplet separator. The heat energy resulting in the condensation of low-boiling substances is transported to the wash-bath, where the heat transmission is carried out over a second heat exchanger in which a vapor phase is guided with low-boiling fraction from the distillate container to the second heat exchanger. An independent claim is included for an evaporation plant for processing of water.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Prozesswasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiter betrifft sie eine Verdampferanlage zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The present invention relates to a process for the treatment of process water according to the preamble of claim 1. Furthermore, it relates to an evaporator system for carrying out the method according to the preamble of patent claim 8.

Bei diversen Prozessen der verarbeitenden Industrie fallen so genannte Prozessabwässer an. Teile müssen nach der Fertigung gereinigt werden oder müssen vor Beschichtungsprozessen vorbehandelt werden. Häufig wird hierfür eine Kombination aus Waschbad und Spülbad vorgesehen, wobei im Waschbad in der Regel ein Reinigungsmittel zugesetzt wird, um beispielsweise Öle und Fette abzulösen, wohingegen das Spülbad mit Reinstwasser befüllt ist. Beim Überführen der Teile vom Waschbad in das Spülbad gelangen Reinigungsmittel und/oder andere Fremdstoffe, wie Verunreinigungen und Partikel, in das Spülbad. Üblich ist anstelle eines vollständigen Austausches und Ersatzes des Spülbads die Aufbereitung desselben, die sogenannte Spülbadpflege. Bei diesem Vorgang soll das im Spülbad befindliche Medium wiederaufbereitet werden, so dass es erneut zur Spülzwecken zur Verfügung steht. Für die Aufbereitung des Spülmediums ist es üblich, es einem beheizbaren Sumpfbehälter zuzuführen und darin zu verdampfen. Aus dem Dampf werden häufig weitere Stoffe abgetrennt, beispielsweise bei niedrigen Temperaturen siedenden Stoffe. Das nach dem Vorgang als Destillat bzw. Kondensat anfallende Reinstwasser kann dem Spülbad wiederum zugesetzt und damit rückgeführt werden. Die im Stand der Technik bekannten Anlagen sind verschleißanfällig und im Unterhalt verhältnismäßig teuer und es wäre eine Vereinfachung der Anlagen wünschenswert.Various processes in the processing industry produce so-called process wastewater. Parts must be cleaned after production or must be pretreated before coating processes. Often this is a combination of washing and rinsing bath provided, wherein in the washing usually a detergent is added to replace, for example, oils and fats, whereas the rinse is filled with ultrapure water. When transferring the parts from the washing bath into the rinsing bath, cleaning agents and / or other foreign substances, such as impurities and particles, enter the rinsing bath. Usual is instead of a complete replacement and replacement of the rinse the treatment of the same, the so-called Spülbadpflege. During this process, the medium in the rinsing bath should be reprocessed so that it is available again for rinsing purposes. For the treatment of the flushing medium, it is customary to supply it to a heatable bottom tank and to evaporate it. From the steam more substances are often separated, for example, at low temperatures boiling substances. The ultrapure water obtained as distillate or condensate after the process can in turn be added to the rinsing bath and recycled therewith. The systems known in the art are susceptible to wear and maintenance relatively expensive and it would be desirable to simplify the facilities.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Aufbereitung von Prozesswasser und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereit zu stellen, die gegenüber bekannten Verfahren und Anlagen technisch verbessert sind und günstiger im Unterhalt sind.Object of the present invention is therefore to provide a process for the treatment of process water and an apparatus for performing the method, which are technically improved over known methods and equipment and are cheaper to maintain.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von Prozesswasser nach Patentanspruch 1 sowie durch eine Verdampferanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Patentanspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method for the treatment of process water according to claim 1 and by an evaporator system for carrying out the method according to claim 8. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird Frischdampf erzeugt, der zur Erwärmung und Verdampfung von Prozesswasser genutzt wird. Hierfür wird der Frischdampf nicht in das Prozesswasser eingeleitet, sondern der Frischdampf gibt seine Wärme durch Wärmeübergang über einen Wärmeübertrager an das Prozesswasser ab. Besonders bevorzugt erfolgt der Wärmeeintrag in das Prozesswasser nicht über ein Sekundärmedium, sondern es erfolgt über den Wärmeübertrager eine Übertragung der Wärmeenergie aus dem Frischdampf zum Prozesswasser, indem der Frischdampf einer Primärseite des Wärmeübertragers und das Prozesswasser einer Sekundärseite des Wärmeübertragers zugeführt werden.According to the invention, live steam is generated, which is used for heating and evaporation of process water. For this purpose, the live steam is not introduced into the process water, but the live steam gives off its heat by heat transfer via a heat exchanger to the process water. Particularly preferably, the heat input into the process water is not via a secondary medium, but it is carried out via the heat exchanger, a transfer of heat energy from the steam to the process water by the live steam to a primary side of the heat exchanger and the process water to a secondary side of the heat exchanger are supplied.

Weiter ist eine thermische Brüdenverdichtung mit einer Gasstrahlpumpe bevorzugt. Der im Dampferzeuger entstehende Frischdampf wird für ihren Antrieb genutzt und der Brüden wird aus dem Prozessbehälter entnommen.Further, a thermal vapor compression with a gas jet pump is preferred. The steam produced in the steam generator is used for its drive and the vapor is removed from the process tank.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gesamtverfahren in mehrere Teilprozesse wie folgt aufgeteilt werden:

a. mechanische Vorreinigung zur Festkörpertrennung
b. Heizkreis des Prozesswassers
c. Dampferzeugung
d. Wärmeübertrag vom erzeugten Dampf auf Prozesswasserkreis
e. Separation Destillat
f. Separation Kondensat
g. Wärmeübertrag von Kondensat auf Prozesswasserkreislauf
h. Rückführung Destillat in Prozess
i. Weiterbehandlung Kondensat
j. Entleerung Prozessbehälter

According to a preferred embodiment, the overall method can be divided into several sub-processes as follows:

a. mechanical pre-cleaning for solids separation
b. Heating circuit of the process water
c. steam generation
d. Heat transfer from generated steam to process water circuit
e. Separation distillate
f. Separation of condensate
G. Heat transfer from condensate to process water cycle
H. Recycling distillate in process
i. Further treatment condensate
j. Emptying process container

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, hier als Verdampferanlage bezeichnet, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen Prozessbehälter auf, in welchem Prozesswasser aufgenommen und verdampft werden kann. Ferner ist zumindest ein Kondensatbehälter vorgesehen, in welchem beim Verdampfen anfallendes Kondensat aufgefangen werden kann. Die Anlage weist wenigstens einen Wärmeübertrager mit Primär- und Sekundärseite auf und wenigstens eine Gasverdichtungseinheit. Gemäß der Erfindung ist ein Dampferzeuger vorgesehen, in welchem Frischdampf erzeugt werden kann. Weiter ist eine Vorrichtung zum Leiten des Frischdampfs zu der Primärseite des Wärmeübertragers vorgesehen, so dass die Wärmeenergie von Frischdampf und Brüden an auf der Sekundärseite vorhandenes Prozesswasser übertragbar ist.The device according to the invention, here referred to as evaporator system, for carrying out the method according to the invention has a process container in which process water can be taken up and evaporated. Furthermore, at least one condensate container is provided, in which condensate arising during evaporation can be collected. The system has at least one heat exchanger with primary and secondary side and at least one gas compression unit. According to the invention, a steam generator is provided, in which live steam can be generated. Furthermore, a device for directing the live steam to the primary side of the heat exchanger is provided so that the heat energy of live steam and vapors can be transferred to process water present on the secondary side.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben werden, wobei 1 ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Verdampferanlage zeigt.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing and described, wherein 1 a flow chart of an evaporator system according to the invention shows.

1 ist lediglich eine schematische Darstellung, anhand derer das erfindungsgemäße Verfahren im Folgenden erläutert wird. Anzumerken ist, dass Fließrichtungen aufgrund der Pfeile selbsterklärend sind. Pumpen, Ventile und andere gängige Maschinenelemente einer solchen Anlage sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Für einen Fachmann ist das Vorsehen solcher Elemente an den geeigneten Stellen tägliche Praxis. 1 is merely a schematic representation, based on which the inventive method will be explained below. It should be noted that flow directions are self-explanatory due to the arrows. Pumps, valves and other common Machine elements of such a system have been omitted for clarity. For a person skilled in the art, the provision of such elements in the appropriate places is daily practice.

Die Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Prozesswasser. Durch die Aufbereitung sollen aus dem Prozesswasser die z. B. bei Reinigungsprozessen gelösten und in das Prozesswasser gelangten Reinigungsmittel oder andersartige flüssige oder feste Fremdstoffe wieder entfernt werden. Das aufbereitete Prozesswasser wird dann dem Prozess wieder zugeführt.The invention comprises a method and a device for the treatment of process water. By processing the z. B. dissolved in cleaning processes and got into the process water cleaning or other types of liquid or solid foreign substances are removed again. The treated process water is then returned to the process.

Ein möglicher Einsatzfall für eine derartige Aufbereitung ist die in der Praxis häufig vorkommende Kombination aus Waschbad und Spülbad zur Teilereinigung bzw. Teilevorbehandlung vor Beschichtungsprozessen. Üblicherweise ist das Waschbad mit Reinigungsmitteln in einer wässrigen Lösung beschickt und beheizt. Dem nachgeschaltet befindet sich ein Spülbad, welches die durch das Waschen gelösten Verschmutzungen sowie die Reinigungsflüssigkeit selbst von den Teilen entfernen soll. Die Spülflüssigkeit im Spülbad ist üblicherweise unbehandeltes Wasser.A possible application for such a treatment is the combination of washing bath and rinsing bath, which is frequently used in practice, for partial cleaning or partial pretreatment before coating processes. Usually, the washing bath is charged with cleaning agents in an aqueous solution and heated. Downstream of this is a rinsing bath which is intended to remove the soiling which has been dissolved by the washing and the cleaning liquid itself from the parts. The rinsing liquid in the rinsing bath is usually untreated water.

Die Reinhaltung des Spülbades ist, bezogen auf die Prozesssicherheit des gesamten Behandlungsprozesses, von elementarer Bedeutung. Die Spülflüssigkeit, als Prozesswasser bezeichnet, dient beim beschriebenen Verfahren als Eingangsmedium.The purity of the rinsing bath is, based on the process reliability of the entire treatment process, of elementary importance. The rinsing liquid, referred to as process water, used in the described method as the input medium.

Basis für die Behandlung solcher Prozesswässer bildet das Prinzip der einstufigen Flüssigkeitsverdampfung sowie der gezielten stufenweisen Kondensation der verschiedenen Flüssigkeitsbestandteile. Die Flüssigkeitsbestandteile werden üblicherweise aus Wasser, leicht siedenden Flüssigkeiten sowie schwer siedenden Flüssigkeiten gebildet.The basis for the treatment of such process waters is the principle of single-stage liquid evaporation and the targeted, stepwise condensation of the various liquid components. The liquid components are usually formed from water, low-boiling liquids and heavy boiling liquids.

Bei der Verdampfung werden zunächst die Wasseranteile sowie die leicht siedenden Bestandteile verdampft. Die Bestandteile, welchen einen höheren Siedepunkt als Wasser haben, verbleiben im Prozessbehälter 4. Das Prozesswasser 5 wird vom Spülbad 3 über eine Filtereinheit (nicht dargestellt) zur Entfernung von Feststoffpartikeln in den Prozessbehälter 4 gepumpt. Die Flüssigkeit wird dann mittels einer Umwälzpumpe in einen Wärmeübertrager 10 geleitet und fließt in den Prozessbehälter 4 zurück. Der damit gebildete Sekundärkreislauf des Wärmeübertragers 10 wird primärseitig durch Wasserdampf beaufschlagt.During evaporation, first the water and the low-boiling components are evaporated. The components, which have a higher boiling point than water, remain in the process container 4 , The process water 5 is from the rinse 3 via a filter unit (not shown) for removing solid particles in the process container 4 pumped. The liquid is then by means of a circulation pump in a heat exchanger 10 directed and flows into the process vessel 4 back. The thus formed secondary circuit of the heat exchanger 10 is acted upon by water vapor on the primary side.

Der Wasserdampf auf der Primärseite 11 liefert zu Prozessbeginn die Energie zur Erwärmung des Prozesswassers. Im laufenden Prozess liefert er die treibende Energie zur Brüdenverdichtung an der Gasstrahlpumpe. Der Wasserdampf kann entweder aus anderen Prozessen zur Verfügung stehen, vorzugsweise wird dieser in der Vorrichtung, beispielsweise durch einen Dampferzeuger 6 unter Frischwasserzufuhr, erzeugt.The water vapor on the primary side 11 At the beginning of the process, supplies the energy for heating the process water. In the current process, he supplies the driving energy for vapor compression at the gas jet pump. The steam can either be available from other processes, preferably this is in the device, for example by a steam generator 6 under fresh water supply, generated.

Der erzeugte Wasserdampf, als Frischdampf 7 bezeichnet, wird über eine Gasstrahlpumpe 8 mit einem Überdruck gegenüber der Atmosphäre, vorzugsweise liegt dieser Überdruck zwischen 1 bar und 5 bar, in die Primärseite 11 des Wärmeübertragers 10 eingeleitet. Der Wasserdampf kondensiert im Wärmeübertrager 10 teilweise. Die dabei freiwerdende Kondensationswärme erhöht die Temperatur des im sekundären Kreislauf umlaufenden Prozesswassers 5 im zeitlichen Verlauf auf dessen Siedetemperatur.The generated water vapor, as live steam 7 referred to, is via a gas jet pump 8th with an overpressure relative to the atmosphere, preferably this pressure is between 1 bar and 5 bar, in the primary side 11 of the heat exchanger 10 initiated. The water vapor condenses in the heat exchanger 10 partially. The released heat of condensation increases the temperature of circulating in the secondary circuit process water 5 in the course of time at its boiling point.

Hervorzuheben ist, dass der Frischdampf 7 bei Prozessbeginn zur Erwärmung des Prozesswassers 5 auf Siedetemperatur durch indirekten Wärmeübergang benötigt wird. Ist der Prozess in Gang gekommen, so dient der Frischdampf 7 überwiegend zum Antrieb der Gasstrahlpumpe 8 und damit zur Verdichtung der Brüden 9. Bei diesem Prozess gibt der Frischdampf 7 seine mechanische Energie durch die Druckreduktion ab. Der aufkomprimierte Brüden 9 gibt seine Wärmeenergie durch Kondensation auf der Primärseite 11 des Wärmetauschers 10 an das Prozesswasser 5 auf der Sekundärseite 12 des Wärmetauschers ab. Der Frischdampf 7 hat nun noch anteilig Bedeutung für die Erwärmung des Prozesswassers 5.It should be emphasized that the live steam 7 at the beginning of the process for heating the process water 5 at boiling temperature required by indirect heat transfer. Once the process has started, the live steam is used 7 mainly for driving the gas jet pump 8th and thus to the compression of the vapors 9 , In this process, the live steam 7 its mechanical energy through the pressure reduction. The uncompressed vapors 9 gives its heat energy through condensation on the primary side 11 of the heat exchanger 10 to the process water 5 on the secondary side 12 of the heat exchanger. The live steam 7 now has a proportionate importance for the heating of the process water 5 ,

Das Prozesswasser 5 beginnt im Prozessbehälter 4 zu sieden und zu verdampfen. Hierbei liegt die Siedetemperatur, abhängig von der Zusammensetzung der Prozesswassers 5, im Bereich von ca. 100°C. Der entstehende Prozesswasserdampf, der Brüden 9, wird permanent von der Gasstrahlpumpe 8 angesaugt und zusammen mit anteiligem Frischdampf 7 aus dem Dampferzeuger 6 bei erhöhtem Siedepunkt zur Kondensation im Wärmeübertrager 10 gebracht.The process water 5 starts in the process vessel 4 to boil and evaporate. This is the boiling point, depending on the composition of the process water 5 , in the range of approx. 100 ° C. The resulting process water vapor, the vapor 9 , becomes permanent from the gas jet pump 8th sucked and together with proportional live steam 7 from the steam generator 6 at elevated boiling point for condensation in the heat exchanger 10 brought.

Die verdampfte Prozessflüssigkeit wird durch Nachfüllung von dergleichen in den Prozessbehälter 4 ersetzt.The evaporated process liquid is made by refilling such in the process container 4 replaced.

Das Dampf-Kondensat-Gemisch 13 aus dem Primärkreis 11 des Wärmeübertragers 10 wird in einem nachgeschalteten -Destillatbehälter 15 gesammelt. Dieser wird auf einer Temperatur gehalten, welche knapp unter der Siedetemperatur von Wasser liegt. Somit wird die Kondensation der mit dem Dampf-Kondensat-Gemisch 13 mitgeführten gasförmigen Leichtsieder verhindert. Vorteilhaft ist eine Einrichtung zur Tropfenabscheidung 26 im Behälter 15, um die in der Gasphase befindlichen Wasserdampfanteile im Behälter 15 zurückzuhalten und zu hohe Strömungsturbulenzen zu vermeiden. Die gasförmigen Leichtphasen werden über einen weiteren Wärmeübertrager 18 geleitet, in welchem diese kondensieren. Die gasförmigen Leichtsieder strömen nach dem Öffnen eines Steuerventils (nicht dargestellt) zwischen den beiden Behältern 15, 21 durch die im Prozess entstehende Druckdifferenz zwischen Behälter 15 und Behälter 21 über den Wärmeübertrager 18. Der Kondensatbehälter 21 weist einen Ablauf 27 auf, über den Wasser getrennt von leichteren Flüssigkeiten abgelassen werden kann.The steam-condensate mixture 13 from the primary circuit 11 of the heat exchanger 10 is in a downstream distillate container 15 collected. This is kept at a temperature which is just below the boiling point of water. Thus, the condensation of the steam with the condensate mixture 13 entrained gaseous low boilers prevented. Advantageous is a device for droplet separation 26 in the container 15 to the vapor in the container in the vapor phase 15 to restrain and to avoid high flow turbulence. The gaseous light phases are over another Heat exchanger 18 in which they condense. The gaseous low boilers flow after opening a control valve (not shown) between the two containers 15 . 21 due to the pressure difference between the container arising in the process 15 and containers 21 over the heat exchanger 18 , The condensate tank 21 has a procedure 27 can be drained off the water separately from lighter liquids.

Die freiwerdende Kondensationswärme wird im sekundärseitigen Kreislauf z. B. an eine Waschflüssigkeit 24 abgegeben.The released heat of condensation is in the secondary circuit z. B. to a washing liquid 24 issued.

Das bei der Kondensation entstehende Kondensat wird in dem Behälter 21 gesammelt. Das Kondensat wird dann wahlweise dem Verdampfungskreislauf in den Prozessbehälter 4 oder dem Dampferzeuger 6 wieder zugeführt. Das sich im Prozessbehälter 4 bildende Konzentrat der schwer siedenden Flüssigkeiten 14 sowie das Konzentrat der leichtsiedenden Flüssigkeiten 23 im Behälter 21 wird je nach Zusammensetzung entsorgt oder dem sogenannten Waschbad 2 als Waschmittel-Konzentrat wieder zugeführt.The condensate formed in the condensation is in the container 21 collected. The condensate is then optionally the evaporation circuit in the process container 4 or the steam generator 6 fed again. This is in the process container 4 forming concentrate of heavy boiling liquids 14 and the concentrate of low-boiling liquids 23 in the container 21 is disposed of depending on the composition or the so-called washing 2 recycled as detergent concentrate.

Waschbad 2 und Spülbad 3 sind in der Regel bereits bauseits vorhanden, so dass die erfindungsgemäße Verdampferanlage 1 in ihrer Grundform weder Waschbad 2 noch Spülbad 3 enthält. Sie dienen jedoch der Vervollständigung des Fließschemas und zum besseren Verständnis. Wie bereits oben erwähnt, werden zu reinigende Teile, beispielsweise Maschinen- oder Motorenteile, zunächst ins Waschbad 2 überführt. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist das Waschbad 2 ein Warmbad und entsprechend wird dem Waschbad 2 Wärme zugeführt, wie noch erläutert werden wird. Die gereinigten Teile gelangen anschließend in das Spülbad 3, wo sie von Reinigungsmittel und sonstigen Verunreinigungen befreit werden. Das Entfernen von Reinigungsmittel ist in manchen Prozessen, beispielsweise bei der nachfolgenden Beschichtung oder Lackierung der Teile von großer Bedeutung. Deshalb ist es wichtig, dass das Spülbad 3 stets möglichst reinigungsmitteilfrei gehalten wird. In der Regel enthält das Spülbad 3 Wasser. Die Spülflüssigkeit gelangt dann, nun als Prozesswasser 5 bezeichnet, in den Prozessbehälter 4. Dort wird das Prozesswasser 5 verdampft, um es von Verunreinigungen zu befreien. Das dabei gewonnene Wasser wird, als Destillat 16 bezeichnet, wieder dem Spülbad rückgeführt. Im Prozesswasser 5 enthaltene schwer siedende Flüssigkeiten bleiben als Rückstand im Prozessbehälter 4 zurück und werden als Konzentrat schwer siedender Substanzen 14 aus dem Prozess entfernt. Leicht siedende Substanzen verbleiben zunächst als Bestandteil der Brüden 9 in dem Prozess und werden letztendlich als Konzentrat leicht siedender Substanzen 23 aus dem System entfernt.washing bath 2 and rinse bath 3 are usually already present on site, so that the evaporator system according to the invention 1 neither washing bath in its basic form 2 still rinse 3 contains. However, they serve to complete the flowchart and for better understanding. As already mentioned above, parts to be cleaned, for example engine or engine parts, are first taken to the washing bath 2 transferred. In the embodiment according to the invention, the washing bath 2 a warm bath and accordingly the washing bath 2 Heat is supplied, as will be explained. The cleaned parts then enter the rinsing bath 3 where they are cleaned of detergents and other impurities. Detergent removal is of great importance in some processes, such as subsequent coating or painting of the parts. That's why it's important that the rinse bath 3 always kept as free as possible cleaning. In general, the rinse contains 3 Water. The rinsing liquid then passes, now as process water 5 referred to, in the process container 4 , There is the process water 5 evaporated to rid it of impurities. The resulting water is as a distillate 16 referred, returned to the rinse. In the process water 5 Contain heavy boiling liquids remain as a residue in the process vessel 4 back and are used as a concentrate of heavy boiling substances 14 removed from the process. Lightly boiling substances initially remain as part of the vapors 9 in the process and eventually become a concentrate of low-boiling substances 23 removed from the system.

Das im Prozessbehälter 4 befindliche Prozesswasser 5 muss erwärmt und verdampft werden. Anders als im Stand der Technik erfolgt dies nicht durch direkte Beheizung des Prozessbehälters 4. Es wird auch nicht, wie alternativ im Stand der Technik teilweise vorgesehen, eine indirekte Beheizung dadurch herbeigeführt, dass Wärmeträgermedium durch den Prozessbehälter 4 hindurchgeführt wird. Stattdessen wird in einem Dampferzeuger 6 Frischdampf 7 erzeugt, d. h. es wird Wasser verdampft. Dieser Wasserdampf treibt außerdem eine Gasstrahlpumpe 8 an, mit welchem eine thermische Brüdenverdichtung durchgeführt wird. Der Frischdampf 7 gelangt, zusammen mit den verdichteten Brüden 9 auf die Primärseite 11 eines ersten Wärmeübertragers 10. Die dabei entstehende Kondensationswärme wird dem auf der Sekundärseite 12 zirkulierenden Prozesswasser 5 durch indirekten Wärmeübergang zugeführt. Das Prozesswasser 5 wird beispielsweise über eine Pumpe umgewälzt, so dass der Wärmeübertrager 10 durchströmt wird.That in the process container 4 located process water 5 must be heated and evaporated. Unlike in the prior art, this is not done by direct heating of the process container 4 , It is also not, as partially provided in the prior art alternatively, an indirect heating caused by the heat transfer medium through the process container 4 is passed. Instead, being in a steam generator 6 live steam 7 produced, ie it is evaporated water. This steam also drives a gas jet pump 8th at which a thermal vapor recompression is performed. The live steam 7 get along, along with the condensed vapors 9 on the primary side 11 a first heat exchanger 10 , The resulting condensation heat is the on the secondary side 12 circulating process water 5 supplied by indirect heat transfer. The process water 5 is circulated for example via a pump, so that the heat exchanger 10 is flowed through.

Aufgrund der Wärmeübertragung kondensiert das Frischdampf-Brüden-Gemisch 25 teilweise und verlässt die Primärseite 11 des Wärmeübertragers 10 als Dampf-Kondensat-Gemisch 13, das mit leicht siedenden Substanzen versetzt ist. Dieses Dampf-Kondensat-Gemisch 13 gelangt in den Destillatbehälter, worin ein Tropfenabscheider 26 vorgesehen ist. An dem Tropfenabscheider 26 bilden sich Wassertropfen, die dann als Destillat 16 bezeichnet wieder dem Spülbad 3 rückgeführt werden können. Die verbleibende Dampfphase mit Leichtsiedern 17 wird einem zweiten Wärmeübertrager 18 zugeführt und auf dessen Primärseite 19 eingeleitet. Im Wärmeübertrager 18 gibt die Dampfphase mit Leichtsiedern 17 ihre Wärmeenergie an die auf der Sekundärseite zirkulierende Waschflüssigkeit 24 ab. Auf diese Art und Weise erfolgt ein Vorwärmen der Waschflüssigkeit 24. Da die in das Waschbad 2 eingebrachten zu reinigenden Teile kälter sind als die Waschflüssigkeit 24 wird dieses ständig abgekühlt und muss deshalb ständig erwärmt werden. In der vorliegenden Anlage 1 wird vorteilhaft die Prozesswärme genutzt, um das Waschbad 2 zu erwärmen. In Abhängigkeit von den gewählten Prozesstemperaturen kann es ausreichend sein, die Erwärmung des Waschbades 2 rein über die beschriebene Wärmeübertragung durchzuführen. Folglich kann eine elektrische Zuheizung des Waschbads 2 teilweise oder vollständig entfallen.Due to the heat transfer condenses the live steam-vapor mixture 25 partially and leaves the primary page 11 of the heat exchanger 10 as a vapor-condensate mixture 13 , which is mixed with low-boiling substances. This steam-condensate mixture 13 enters the distillate tank, wherein a mist eliminator 26 is provided. At the mist eliminator 26 Water droplets form, which are then distillate 16 designates the rinse bath again 3 can be returned. The remaining vapor phase with low boilers 17 becomes a second heat exchanger 18 supplied and on its primary side 19 initiated. In the heat exchanger 18 gives the vapor phase with low boilers 17 their heat energy to the circulating on the secondary side washing liquid 24 from. In this way, a preheating of the washing liquid takes place 24 , As the in the wash 2 introduced to be cleaned parts are colder than the washing liquid 24 this is constantly cooled and must therefore be constantly heated. In the present appendix 1 Advantageously, the process heat is used to make the washing bath 2 to warm up. Depending on the selected process temperatures, it may be sufficient to heat the wash bath 2 purely on the described heat transfer perform. Consequently, an electrical heating of the washing bath 2 partially or completely omitted.

Die Verdampferanlage 1 weist bevorzugt eine elektronische Steuerung auf, um den Verdampfungsprozess, insbesondere in Bezug auf optimale Betriebsdrücke, Temperaturführung und Flüssigkeitsstände zu regeln. Bevorzugt werden durch die Steuerung die Prozessparameter für das Betreiben der Gasverdichtungseinheit konstant gehalten.The evaporator system 1 preferably has an electronic control to regulate the evaporation process, in particular with respect to optimum operating pressures, temperature control and fluid levels. Preferably, the process parameters for the operation of the gas compression unit are kept constant by the controller.

Im Ergebnis kommt es zu einer Energieeffizienzsteigerung allein dadurch, dass ein indirekter Wärmeübergang durch Erzeugung von Frischdampf 7 in einem vom Prozessbehälter 4 gesonderten Dampferzeuger 6 über einen ersten Wärmeübertrager 10 durchgeführt wird. Durch die thermische Brüdenkompression mithilfe der Gasstrahlpumpe 8 entfallen mechanische Verdichtungsvorrichtungen, die erfahrungsgemäß sehr verschleißanfällig sind. Außerdem erfolgt eine Rückführung der beim Verdampfen des Prozesswassers 5 entstehenden Wärmeenergie, die erneut zum Erhitzen des Prozesswassers 5 genutzt wird. In Versuchen zeigte sich, dass nur beim Anheizvorgang, d. h. zum ersten Erzeugen von Frischdampf 7 im Dampferzeuger 6, größere Energiemengen in Form von Heizenergie zugeführt werden müssen. Ist das System erst einmal in Gang, so bedarf es lediglich sehr geringer Energiemengen, um das System am Laufen zu halten. Neben den günstigeren Betriebskosten aufgrund einzusparender Energiekosten sind die Kosten für den Betrieb der Anlage ebenfalls günstiger, da die thermische Brüdenkompression anders als thermische Brüdenkompression keine verschleißanfälligen Teile wie Drehkolbengebläse braucht.As a result, there is an increase in energy efficiency solely by the fact that an indirect heat transfer by generating live steam 7 in one of the process vessel 4 separate steam generator 6 via a first heat exchanger 10 is carried out. By thermal vapor compression using the gas jet pump 8th eliminated mechanical compression devices, which are very susceptible to wear according to experience. In addition, there is a return of the evaporation of the process water 5 resulting heat energy, which again to heat the process water 5 is being used. Experiments showed that only during the heating process, ie for the first generation of live steam 7 in the steam generator 6 , larger amounts of energy must be supplied in the form of heating energy. Once the system is in operation, it only takes very small amounts of energy to keep the system running. In addition to the lower operating costs due to energy costs to be saved, the costs for the operation of the system are also cheaper, since the thermal vapor compression unlike thermal vapor compression needs no wear-prone parts such as rotary blower.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verdampferanlageevaporator plant
22: Waschbadwashing bath
33: Spülbadrinse
44: Prozessbehälterprocess vessels
55: Prozesswasserprocess water
66: Dampferzeugersteam generator
77: Frischdampflive steam
88th: GasstrahlpumpeGas jet pump
99: Brüdenvapors
1010: erster Wärmeübertragerfirst heat exchanger
1111: Primärseite des ersten WärmeübertragersPrimary side of the first heat exchanger
1212: Sekundärseite des ersten WärmeübertragersSecondary side of the first heat exchanger
1313: Dampf-Kondensat-GemischSteam condensate mixture
1414: Konzentrat schwer siedender SubstanzenConcentrate of heavy boiling substances
1515: Destillatbehälterdistillate vessel
1616: Destillatdistillate
1717: Dampfphase mit LeichtsiederanteilVapor phase with low boiler content
1818: zweiter Wärmeübertragersecond heat exchanger
1919: Primärseite des zweiten WärmeübertragersPrimary side of the second heat exchanger
2020: Sekundärseite des zweiten WärmeübertragersSecondary side of the second heat exchanger
2121: Behälter für Kondensat leicht siedender SubstanzenContainer for condensate of low-boiling substances
2222: Kondensat leicht siedender SubstanzenCondensate of low-boiling substances
2323: Konzentrat leicht siedender SubstanzenConcentrate of low-boiling substances
2424: Waschflüssigkeitwashing liquid
2525: Frischdampf-Brüden-GemischSteam-vapor mixture
2626: TropfenabscheiderDroplet
2727: Ablaufprocedure

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Prozesswasser (5), insbesondere zur Pflege von Spülbädern (3), die in Verbindung mit Waschbädern (2) stehen, bei dem das Prozesswasser (5) verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass Frischdampf (7) erzeugt wird, der durch Wärmeübergang, insbesondere indirekten Wärmeübergang, über einen ersten Wärmeübertrager (10) die Erwärmung und Verdampfung des Prozesswassers (5) herbeiführt.Process for the treatment of process water ( 5 ), in particular for the care of rinsing baths ( 3 ), used in conjunction with washing baths ( 2 ), in which the process water ( 5 ) is vaporized, characterized in that live steam ( 7 ) is generated by the heat transfer, in particular indirect heat transfer, via a first heat exchanger ( 10 ) the heating and evaporation of the process water ( 5 ) brought about.

Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischdampf (7) seine Wärmeenergie über den ersten Wärmeübertrager (10) unmittelbar auf das Prozesswasser (5) überträgt, indem der Frischdampf (7) einer Primärseite (11) des ersten Wärmeübertragers (10) und das Prozesswasser (5) einer Sekundärseite (12) des ersten Wärmeübertragers (10) zugeführt werden.Method according to claim 1, characterized in that the live steam ( 7 ) its heat energy through the first heat exchanger ( 10 ) directly onto the process water ( 5 ) transfers, by the live steam ( 7 ) of a primary page ( 11 ) of the first heat exchanger ( 10 ) and the process water ( 5 ) of a secondary side ( 12 ) of the first heat exchanger ( 10 ).

Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Brüdenverdichtung mit einer Gasstrahlpumpe (8) erfolgt, wobei der Frischdampf (7) für einen Antrieb der Gasstrahlpumpe (8) genutzt wird und Brüden (9) aus dem Prozessbehälter entnommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a thermal vapor compression with a gas jet pump ( 8th ), wherein the live steam ( 7 ) for a drive of the gas jet pump ( 8th ) and vapors ( 9 ) is removed from the process container.

Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verdampfte Prozesswasser (5) in einem zweistufigen Kondensationsprozess in Reindestillat (16) und Kondensat leicht siedender Substanzen (22) getrennt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporated process water ( 5 ) in a two-stage condensation process in pure distillate ( 16 ) and condensate of low-boiling substances ( 22 ) is separated.

Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat mit leicht siedenden Substanzen (22) einem Dampferzeuger (6) zugeführt wird und zur Erzeugung des Frischdampfs (7) genutzt wird.Method according to claim 4, characterized in that the condensate with low-boiling substances ( 22 ) a steam generator ( 6 ) and for generating the live steam ( 7 ) is being used.

Verfahren nach einem der Patentansprüche 4–5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Primärseite (11) des ersten Wärmeübertragers (10) anfallendes Dampf-Kondensat-Gemisch (13) einem Destillatbehälter (15) mit Abscheider, insbesondere Tropfenabscheider (26), zugeführt wird.Method according to one of the claims 4-5, characterized in that on a primary side ( 11 ) of the first heat exchanger ( 10 ) accumulating vapor condensate mixture ( 13 ) a distillate container ( 15 ) with a separator, in particular a droplet separator ( 26 ) is supplied.

Verfahren nach einem der Patentansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kondensation leicht siedender Substanzen entstehende Wärmeenergie an ein Waschbad (2) überführt wird, wobei die Wärmeübertragung insbesondere über einen zweiten Wärmeübertrager (18) erfolgt, bevorzugt indem eine Dampfphase mit Leichtsiederanteil (17) von dem Destillatbehälter (15) zu dem zweiten Wärmeübertrager (18) weitergeführt wird.Method according to one of the claims 4-6, characterized in that in the condensation of low-boiling substances resulting heat energy to a washing bath ( 2 ), wherein the heat transfer in particular via a second heat exchanger ( 18 ), preferably by a vapor phase with low boiler fraction ( 17 ) from the distillate container ( 15 ) to the second heat exchanger ( 18 ) is continued.

Verdampferanlage (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Patentansprüche, aufweisend einen Prozessbehälter (4), in welchem Prozesswasser (5) aufgenommen und verdampft werden kann, zumindest einen Kondensatbehälter (21, 15), in welchem beim Verdampfen anfallendes Kondensat (16, 22) aufgefangen werden kann, wenigstens einen Wärmeübertrager (10, 18) mit Primärseite (11, 19) und Sekundärseite (12, 20) und wenigstens eine Gasverdichtungseinheit, insbesondere eine Gasstrahlpumpe (8), zur thermischen Brüdenverdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dampferzeuger (6) vorgesehen ist, in welchem Frischdampf (7) erzeugt werden kann, und dass eine Vorrichtung zum Leiten des Frischdampfs (7) zu der Primärseite (11, 19) des Wärmeübertragers (10, 18) vorgesehen ist, so dass die Wärmeenergie des Frischdampfs (7) an auf der Sekundärseite (12, 20) des Wärmeübertragers (10, 18) vorhandenes Prozesswasser (5) übertragbar ist.Evaporator plant ( 1 ) for carrying out the method according to one of the preceding Claims, comprising a process container ( 4 ), in which process water ( 5 ) and can be vaporized, at least one condensate container ( 21 . 15 ), in which condensate produced during evaporation ( 16 . 22 ) can be collected, at least one heat exchanger ( 10 . 18 ) with primary side ( 11 . 19 ) and secondary side ( 12 . 20 ) and at least one gas compression unit, in particular a gas jet pump ( 8th ), for thermal vapor compression, characterized in that a steam generator ( 6 ) is provided, in which live steam ( 7 ) can be generated, and that a device for directing the live steam ( 7 ) to the primary page ( 11 . 19 ) of the heat exchanger ( 10 . 18 ) is provided so that the heat energy of the live steam ( 7 ) on the secondary side ( 12 . 20 ) of the heat exchanger ( 10 . 18 ) existing process water ( 5 ) is transferable.

Verdampferanlage (1) nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kondensatbehälter (15, 21) vorgesehen sind, wobei in einem Kondensatbehälter (21) Kondensat leicht siedender Substanzen (22) aufgefangen werden kann und in dem anderen Kondensatbehälter (15) Destillat (16) aufgefangen werden kann, dass der Kondensatbehälter (21) für das Kondensat Leicht siedender Substanzen (22) vorzugsweise einen Ablauf (27) im unteren Bereich aufweist und dass der Kondensatbehälter (15) für das Destillat (16) vorzugsweise einen Tropfenabscheider (26) aufweist, an welchem Wasser aus einem Dampf-Kondensat-Gemisch (13) abgeschieden werden kann.Evaporator plant ( 1 ) according to claim 8, characterized in that two condensate tanks ( 15 . 21 ) are provided, wherein in a condensate tank ( 21 ) Condensate of low-boiling substances ( 22 ) and in the other condensate container ( 15 ) Distillate ( 16 ) can be collected that the condensate tank ( 21 ) for the condensate of low-boiling substances ( 22 ) preferably a sequence ( 27 ) in the lower area and that the condensate tank ( 15 ) for the distillate ( 16 ) preferably a mist eliminator ( 26 ), on which water from a vapor-condensate mixture ( 13 ) can be deposited.

Verdampferanlage (1) nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, welche den Verdampfungsprozess steuert, insbesondere Betriebsdrücke, Temperaturen, und Flüssigkeitsstände, und welche insbesondere Prozessparameter zum Betreiben einer Gasverdichtungseinheit konstant hält.Evaporator plant ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that an electronic control is provided, which controls the evaporation process, in particular operating pressures, temperatures, and liquid levels, and which holds in particular process parameters for operating a gas compression unit constant.