DE4119590C2 - Anlage mit Brüdenverdichtung zur Aufbereitung einer ölhaltigen, insbesondere emulgierten Flüssigkeit - Google Patents
Anlage mit Brüdenverdichtung zur Aufbereitung einer ölhaltigen, insbesondere emulgierten FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aufgrund gesetzlicher Vorschriften müssen ölhaltige Abwässer aufbereitet werden. Da
eine Kläranlage ölhaltige Abwässer nicht aufbereiten kann, ist es erforderlich, mit einer
zusätzlichen Anlage die ölhaltigen Abwässer so aufzubereiten, dass mit einer
nachgeschalteten Kläranlage die Abwassergrenzwerte eingehalten werden können.
Verdampfungsanlagen haben sich hierfür besonders bewährt, weil mit diesem
Anlagentyp ein relativ niedriger CSB-Wert im abzuleitenden Abwasser erzielt werden
kann. Der CSB-Wert ist ein in der Abwassertechnik gebräuchlicher Summenparameter,
der die organische Verschmutzung der Abwässer bestimmt (CSB-Wert = chemischer
Sauerstoffbedarf, mg/l).
Eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist aus der DE 34 19 171 A1
bekannt. Bei dieser bekannten Anlage ist zwar ein Separator in Form eines Abscheiders
vorgesehen, in dem eine Abtrennung von Kohlenwasserstoffen erfolgt, so dass eine
gereinigte wässrige Phase erhalten wird, die dann jedoch keine weitere Behandlung
erfährt.
Das Prinzip der Brüdenverdichtung und der Wärmerückgewinnung ist aus "Chemische
Produktion" 10/89, Seite 40 bekannt. Dabei werden die aus dem Dampfraum
entweichenden Brüden auf einen höheren Druck komprimiert und die dabei freiwerdende
Kondensationswärme der Brüden kann als Heizmedium verwendet und dem Verdampfer
wieder zugeführt werden.
Aus der DE 28 32 726 C2 ist es ebenfalls bekannt, Flüssigkeiten durch
Brüdenverdichtung unter Verdampfung der zu reinigenden Flüssigkeitsanteile im
Vakuumbereich zu reinigen. Dieses vorbekannte Verfahren wird dazu angewandt,
niedrig siedende oder hoch siedende anorganische oder organische Lösungsmittel zu
reinigen. Das gereinigte Lösungsmittel wird nach der Behandlung in einer
Brüdenverdampfungsanlage gewonnen, wobei weitere Behandlungsschritte jedoch nicht
vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage zu schaffen,
die sich durch besonders geringen Fremdenergiebedarf auszeichnet.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des
Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen beschreiben die Unteransprüche.
Mit dem Einsatz des Brüdenverdichters wird der Vorteil erreicht,
daß ein Teil der Verdampfungswärme nicht nutzlos mit Kühlwasser ab
geführt werden muß, sondern daß der Dampf (Sattdampf) nach Tempera
turerhöhung um ca. 10°C durch Verdichtung als überhitzter Dampf
wieder für die Verdampfung von Wasser, das sich in der zu behan
delnden Flüssigkeit befindet, eingesetzt wird. Hierbei kondensiert
der verdichtete Dampf; das Kondensat wird als Abwasser abgeleitet.
Das Öl verdampft infolge seines höheren Siedepunktes nicht und muß
als Altölkonzentrat fremdentsorgt werden. Durch den Einsatz eines
Brüdenverdichters kann eine Energieeinsparung von ca. 40% erzielt
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der
einzigen Zeichnung erläutert.
Die zu behandelnde Flüssigkeit (Altemulsionen und Waschwasser) wird
über das Rohrleitungssystem 1 in den Sammelbehälter 2 mit Boden
räumer 3 geleitet. Mit dem Bodenräumer werden Sedimente, die sich
abgelagert haben, in die Schlammtasche 4 gefördert.
Mittels der Pumpe 5 wird die Flüssigkeit der Vorreinigungsstufe 6
(Dekanter, Bandfilter) zugeführt, in der Schmutzstoffe aus
geschieden und von einer Schlammlore 7 aufgenommen werden. Auf
schwimmende Öle werden im Sammelbehälter 2 mittels der Skimmölrinne
8 abgeskimmt und in den Separatoren-Vorlagebehälter 9 geleitet. Die
so vorgereinigte Flüssigkeit wird nun dem Anlagenvorlagebehälter 10
zugeführt.
Mittels der Pumpe 11 wird die Flüssigkeit durch den Vorwärmer 12
und den Nacherwärmer 13 in den Verdampfer 14 und in den nachge
schalteten Brüdenabscheider 15 geleitet. Im Vorwärmer 12 wird die
Flüssigkeit von 20°C (Raumtemperatur) auf ca. 40°C und im Nacher
wärmer 13 auf etwa 90°C (nur im Anfahrbetrieb) erwärmt. Als Heiz
medium dient für den Vorwärmer 12 Kondensat aus dem Verdampfer 14
von ca. 55°C Eintrittstemperatur und ca. 35°C Austrittstemperatur
sowie für den Nacherwärmer 13 Warmwasser von ca. 130°C Vorlauftem
peratur und ca. 90°C Rücklauftemperatur (Leitungen 16 und 17).
Im Verdampfer 14 und im nachgeschalteten Brüdenabscheider 15 ver
dampft ein Teil Wasser, das sich in der zu behandelnden Flüssigkeit
befindet, bei etwa 60 bis 70°C und entsprechendem Vakuum. Das
Vakuum wird mit der Vakuumpumpe 18 erzeugt. Die Abluft von der
Vakuumpumpe wird über den Aktivkohlefilter 19 in die Atmosphäre
geleitet. Im Aktivkohlefilter werden leichtflüchtige Stoffe, die in
der Luft enthalten sein können, abgeschieden.
Im Brüdenabscheider 15 erfolgt die Trennung von Dampf und nicht
verdampftem Medium. Den Dampf gelangt vom Brüdenabscheider in den
Brüdenverdichter 20, wo er so hoch verdichtet wird, daß eine Tempe
raturerhöhung von ca. 10°C eintritt. Gegebenenfalls müssen mehrere
Verdichter in Reihe geschaltet werden. Der verdichtete Dampf strömt
vom Brüdenverdichter 20 durch die Dampfleitung 21 als Heizmedium in
den Verdampfer 14, wo mit der Energie des Dampfes wieder ein ge
wisser Anteil Wasser aus der Flüssigkeit verdampft; dabei konden
siert der Dampf, das Kondensat wird als Abwasser abgeleitet.
Je nach Auslegung des Verdampfers 14 kann nach dem Anfahrbetrieb
die Nacherwärmung mit dem Wärmetauscher 13 reduziert bzw. ganz ein
gestellt werden.
Der Verdampfer 14 ist so ausgelegt, daß eine Emulsion von 5% Ölge
halt auf ca. 20% Ölgehalt aufkonzentriert wird (ca. 75% Wasser
verdampfung).
Verdampfer 14 und Brüdenabscheider 15 können auch integriert als
eine Einheit ausgeführt werden und mit einem Zwangsumlauf ausge
stattet sein.
Der nicht verdampfte Teil der zu behandelnden Flüssigkeit mit dem
Ölgehalt von ca. 20% gelangt vom Brüdenabscheider 15 mittels der
Pumpe 22 in den Separatoren-Vorlagebehälter 9. Dort wird die auf
konzentrierte Flüssigkeit auf mindestens 98°C erwärmt (mittels
Warmwasser 130/90°C, Leitungen 23 und 24). Mittels der Pumpe 25a
wird die aufkonzentrierte Flüssigkeit dem selbstentschlammenden
Dreiphasenseparator 25 zugeführt (Trennfaktor 6000 bis 8000 g). Mit
dem Separator 25 wird dem aufkonzentriertem Produkt das Öl größten
teils entzogen, so daß ein Öl mit einem Wassergehalt von 5 bis 20%
(Leitung 26) und eine wässrige Phase mit einem Ölgehalt bis ca.
5% (Leitung 27) erzielt werden.
Der Separator 25 wird hierbei nur mit max. 1/3 der Effektivleistung
gefahren (gedrosselter Zulaufstrom). Gleichzeitig werden mit dem
Separator mechanische Verunreinigungen, die in den aufkonzentrier
ten Emulsionen enthalten sein können, ausgeschieden und als Dünn
schlamm in den Sammelbehälter 28 geleitet (automatische Entschlam
mung des Separators). Hiermit wird erreicht, daß der Schmutzstoff
gehalt im Öl (Leitung 26) begrenzt wird. Der Dünnschlamm kann zur
weiteren Entwässerung dem Dekanter 6 mittels der Pumpe 29 zugeführt
werden.
Da in der wässrigen Phase im Behälter 30 Inhaltsstoffe enthalten
sind, die einen Siedepunktverzug zur Folge haben, wird diese Phase
nicht wieder dem Verdampfer 14 zugeführt,
sondern einer ein- oder mehrstufigen Verdampfungsanlage ohne Brü
denverdichter. Grundsätzlich funktioniert eine Verdampfung mit Brü
denverdichter nur dann, wenn sich Temperatur, Siedepunkt, Druck
bzw. Vakuum nicht verändern.
Im folgenden wird eine dreistufige Verdampfungsanlage im Parallel
betrieb zur Verdampfung mit dem Brüdenverdichter 20 beschrieben:
Mittels der Pumpe 31 wird die wässrige Phase mit einem Restölgehalt von ca. 5% und ca. 90°C Temperatur dem Behälter 30 entnommen und dem Anlagen-Vorlagebehälter 32 zugeführt. Diesem wird das Medium mittels der Pumpe 33 entnommen und dem Wärmetauscher 34 der ersten Verdampfungsstufe I zugeleitet. Im Wärmetauscher 34 wird das Medium auf eine Verdampfungstemperatur von ca. 90°C (bei entsprechendem Vakuum) erwärmt (Heizmittelleitungen 35 und 36) und gelangt an schließend in den Brüdenabscheider 37. Das Vakuum wird mit der Vakuumpumpe 38 erzeugt, deren Abluft über den Aktivkohlefilter 39 in die Atmosphäre geleitet wird. Im Brüdenabscheider 37 erfolgt die Trennung von Dampf und nicht verdampftem Medium.
Mittels der Pumpe 31 wird die wässrige Phase mit einem Restölgehalt von ca. 5% und ca. 90°C Temperatur dem Behälter 30 entnommen und dem Anlagen-Vorlagebehälter 32 zugeführt. Diesem wird das Medium mittels der Pumpe 33 entnommen und dem Wärmetauscher 34 der ersten Verdampfungsstufe I zugeleitet. Im Wärmetauscher 34 wird das Medium auf eine Verdampfungstemperatur von ca. 90°C (bei entsprechendem Vakuum) erwärmt (Heizmittelleitungen 35 und 36) und gelangt an schließend in den Brüdenabscheider 37. Das Vakuum wird mit der Vakuumpumpe 38 erzeugt, deren Abluft über den Aktivkohlefilter 39 in die Atmosphäre geleitet wird. Im Brüdenabscheider 37 erfolgt die Trennung von Dampf und nicht verdampftem Medium.
Der Dampf sowie (mittels der Pumpe 40) auch das nicht verdampfte
Medium werden in den Wärmetauscher 41 der zweiten Stufe II gelei
tet. In dieser Verdampfungsstufe II verdampft wieder ein Teil
Wasser bei ca. 80°C und entsprechendem Vakuum, wobei der Dampf von
der ersten Stufe I kondensiert und als Abwasser abgeleitet wird.
Dieser Vorgang wiederholt sich in der dritten Stufe III, wobei in
dieser Stufe die Verdampfung bei etwa 70°C und entsprechendem
Vakuum erfolgt. Der Dampf von der Stufe III wird mittels des Kon
densators 42 kondensiert. Als Kühlmedium wird Kühlturmwasser ein
gesetzt (Leitungen 43 und 44). Das Kondensat wird wie dasjenige der
Stufen I und II als Abwasser abgeleitet, nachdem es als Heizmedium
den Vorwärmer 12 durchflossen hat.
In den drei Verdampfungsstufen wird auf ca. 20% Ölgehalt aufkon
zentriert; das Konzentrat gelangt danach mittels der Pumpe 45 in
den Separatoren-Vorlagebehälter 9 und anschließend in den Separator
25. Im Separator erfolgt wieder eine Trennung (wie bereits be
schrieben) in eine Ölphase und wässrige Phase.
Je nach Konzentration an siedepunktverzögernden Inhaltsstoffen in
der wässrigen Phase (Leitung 27) kann bei relativ geringer Konzentration
ein Teilstrom über Leitung 46 in den Anlagenbehälter 10 zum
Anlagenteil mit Brüdenverdichter 20 zurückgeleitet werden (zusätz
liche Energieeinsparung).
In gewissen Zeitabständen müssen die Wärmetauscher bzw. Verdampfer
von Ablagerungen befreit werden. Hierfür sind die Spülmittelbehäl
ter 47 und 48 für saure und alkalische Spülflüssigkeit vorgesehen.
Da es sich ferner nicht ganz vermeiden läßt, daß gewisse Ölpartikel
thermisch oder mechanisch beim Verdampfungsprozeß in die Dampfphase
gelangen können, ist eine Nachbehandlung des Kondensates mit einem
Koaleszer 49 zweckmäßig. Hierbei wird der pH-Wert des Kondensates
auf etwa pH 4 bis 5 durch Zugabe von Säure (Leitung 50) abgesenkt und
danach das Kondensat mit der Pumpe 51 durch den Koaleszer 49 in den
Behälter 12 gefördert. Im Koaleszer erfolgt die Abscheidung der Öl
partikel vom Kondensat, im Behälter 52 durch Zugabe von Lauge (Lei
tung 53) die Neutralisation des Wassers.
Claims (9)
1. Anlage zur Aufbereitung einer ölhaltigen, insbesondere ölemulgierten Flüssigkeit
durch Trennung in Öl und Abwasser mittels Verdampfung umfassend wenigstens
einen Verdampfer (14), dem die zu behandelnde Flüssigkeit zugeführt wird, einen
diesem nachgeschalteten Brüdenabscheider (15) zur Trennung von Dampf und
Flüssigkeit und einen oder mehrere Brüdenverdichter (20), der (die) in einer
Dampfleitung zwischen einem Dampfauslaß des Brüdenabscheiders (15) und einem
Heizmediumeinlaß des Verdampfers (14) angeordnet ist (sind), wobei ein Separator
(25) vorgesehen ist, dem die im Brüdenabscheider (15) aufkonzentrierte Flüssigkeit
zugeleitet wird und in dem die Trennung in ein Öl und eine wässrige Phase erzielt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine ein- oder mehrstufige
Verdampfungsanlage (I, II, III) vorgesehen ist, der über ein Leitungssystem (27) die
im Separator (25) erzeugte wässrige Phase zugeführt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin einen
Vorwärmer (12) für die Flüssigkeit umfaßt, der dem Verdampfer (14) vorgeschaltet
ist und dem als Heizmedium Kondensat aus dem Verdampfer (14) zugeführt wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiter mindestens
einen fremdbeheizten Nacherwärmer (13) für die Flüssigkeit umfaßt, der zwischen
Vorwärmer (12) und Verdampfer (14) liegt.
4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin
einen Koaleszer (49) umfaßt, dem das Kondensat nach Durchströmen des
Vorwärmers (12) zur Nachbehandlung zugeführt wird.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verdampfer (14) auf eine Verdampfungsrate von etwa 75% ausgelegt ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese
weiterhin einen fremdbeheizten Separatoren-Vorlagebehälter (9) umfaßt, der dem
Separator (25) vorgeschaltet ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen
Sammelbehälter (2) mit einer Skimmölrinne (8) umfaßt, die in den Vorlagebehälter
(9) liefert, wobei der Sammelbehälter (2) am Flüssigkeitseingang (1) der Anlage
liegt.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin ein
Leitungssystem umfaßt, das von der bzw. den Verdampfungsstufen der
Verdampfungsanlage (I, II, III) zu dem Vorwärmer (12) führt, so daß in der
Verdampfungsanlage anfallendes Kondensat über dieses Leitungssystem dem
Vorwärmer (12) als Heizmedium zuführbar ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Separator (25) ein Dreiphasenseparator ist, mittels dessen mechanische
Verunreinigungen ausgeschieden werden können.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4119590A DE4119590C2 (de) | 1990-06-25 | 1991-06-14 | Anlage mit Brüdenverdichtung zur Aufbereitung einer ölhaltigen, insbesondere emulgierten Flüssigkeit |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4119590A1 DE4119590A1 (de) | 1992-01-02 |
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Family
ID=6409002
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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1991
- 1991-06-14 DE DE4119590A patent/DE4119590C2/de not_active Expired - Fee Related
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