DE1767483A1

DE1767483A1 - Process for the destruction of oil emulsions and similar waste water laden with organic substances

Info

Publication number: DE1767483A1
Application number: DE19681767483
Authority: DE
Inventors: Bjarne Dipl-Ing Storsand
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1967-06-12
Filing date: 1968-05-15
Publication date: 1971-09-09
Also published as: FR1575893A; CH460656A; GB1193778A

Description

Maschinenfabrik Oerlikon, Zürich-Oerlikon (Schweiz) Maschinenfabrik Oerlikon, Zurich-Oerlikon (Switzerland)

Verfahren zur Vernichtung von PelemuIsIonen und ähnlichen mit organischen Substanzen beladenen Abwassern.Process for the destruction of pelemons and the like Wastewater loaded with organic substances.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vernichtung von Oelcmulsionen, insbesondere von Oel-Wasser Emulsionen für Kühlschmierungszwecke bei der Metallbearbeitung, sowie ähnliche mit organischen Substanzen beladene Abwasser.The invention relates to a method for destroying oil emulsions, in particular oil-water emulsions for Cooling lubrication purposes in metalworking, as well as similar wastewater loaded with organic substances.

OeIemuIsionen, die als Kühl- und Schmiermittel verwendet werden, müssen regelmässig erneuert werden, so dass grosse Mengen Abfallemulsionen entstehen. Nun ist das einwandfreie Arbeiten moderner Abwasserreinigungsanlagen nur dann gewährleistet, wenn die Abwasser von Oelen und organischen Substanzen aller Art frei sind. Bei den Abfallemulsionen muss daher das OeI vom Wasser getrennt werden, was erfahrungsgemäss besonders schwierig ist.Oil emulsions used as coolants and lubricants must be renewed regularly, so that large quantities of waste emulsions are created. Now that is flawless The work of modern wastewater treatment plants is only guaranteed if the wastewater is made up of oils and organic Substances of all kinds are free. In the case of waste emulsions, the oil must therefore be separated from the water, which experience has shown is particularly difficult.

Es sind zwar schon chemische und thermische Spaltverfahren bekannt geworden, die ein Brechen der Emulsion und eine Abtrennung der OeIe durch Abrahmen in Absetzbehaltern und Zentrifugen ermöglichen, doch lassen sich die von den Ge'.väasersehutzbehörden aufgestellten Forderungen, wonach die Restölgehalte 10 bis 40 mg/1 nicht überschreiten dürfen, nur mit einem grossen Aufwand an Behältern, Pumpen, Zentri-Chemical and thermal cleavage processes have already become known that break the emulsion and allow the oils to be separated by framing them in settling containers and centrifuges, but they can be removed from the Ge'.väasersehutzrechte made demands, according to which the residual oil content must not exceed 10 to 40 mg / 1, only with a great deal of effort in terms of containers, pumps, centrifuges

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fugen, Filtern und Chemikalien einhalten. Die Anlage bedarf der s-tändigen Ueberwachung und der Kontrolle durch Chemiker, so dass,besonders wenn sie von kleinerer Kapazität ist, der Aufwand pro m Oelemulsion sehr gross ist. Dazu kommt die Tatsache, dass die abgetrennten OeIe, bzw. der Oelschlamm, beseitigt werden müssen, was meistens durch Verbrennung in geeigneten Anlagen geschehen muss. Auch sind die Abwasser der Anlage, obwohl von geringem Oelgehalt, mit Salzen und Chemikalien beladen, die für die Abwasserreinigung nachteilig sind. Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Vernichtung von Oelemulsionen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oelemulsion erhitzt und in einer Verdampfungsanlage in OeI und Wasser gespalten wird und dass das OeI in der Heizvorrichtung der Verdampfungsaniage verbrannt wird. Die Mittel zur Durchführung des Verfahrens bestehen darin, dass mehrere Verdampfungsanlagen in Stufen angeordnet sind, wobei nur die erste Stufe mit einer Heizvorrichtung für die Oelemulsion versehen ist, und die Konctensatlonswärme einer jeden Stufe der Erhitzung der Oelemulsion für die folgende Stufe dient.Adhere to joints, filters and chemicals. The plant needs constant monitoring and control by chemists, so that, especially if it is of smaller capacity, the Effort per m of oil emulsion is very large. Then there is the fact that the separated oils or the oil sludge have to be removed, which is usually done by incineration in suitable Attachments must happen. The wastewater from the plant, although it has a low oil content, contains salts and chemicals loaded, which are disadvantageous for wastewater treatment. The invention is intended to provide a remedy here. The inventive Process for the destruction of oil emulsions is characterized in that the oil emulsion is heated and in an evaporation system is split into oil and water and that the oil is burned in the heating device of the evaporation system. The means for carrying out the method consist in that several evaporation systems are arranged in stages, with only the first stage is provided with a heating device for the oil emulsion, and the heat of contact of each stage is used to heat the oil emulsion for the next stage.

Schliesslich kann das gemäss dem Verfahren hergestellte Wasser für die Zubereitung von frischen Oelemulsionen dienen.Finally, this can be produced according to the method Serve water for the preparation of fresh oil emulsions.

Das sich an der Oberfläche absetzende OeI wird abgezapft, der Heizvorrichtung der Verdampfungsanlage zugeführt und darin verbrannt. Es kann somit icein OeI in die Kanalisation geraten. Wird da» Verfahren in mehreren Stufen durchgeführt, kann die Anzahl der Stufen so gewählt werden, dass der ganze Heizölbedarf der Heizvorrichtung von dem abgesetzten OeI gedeckt wird. Das gewonnene Kondensat ist reines Wasser und kann ohne weiteres in die Kanalisation abgelassenThe oil that settles on the surface is tapped off, fed to the heating device of the evaporation system and burned therein. This means that there is no oil in the sewage system devices. If the process is carried out in several stages, the number of stages can be selected so that the entire heating oil requirement of the heating device is covered by the separated oil. The condensate obtained is pure Water and can easily be drained into the sewerage system

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werden, da es einwandfrei von einer Abwasserreinigungsanlage verarbeitet werden kann. Es ist jedoch wirtschaftlicher, das Kondensat für die Zubereitung von neuen Oel-Wasser Emulsionen zu gebrauchen. Hierbei ist ein zusätzlicher Vorteil, dass das Kondensat bei einer folgenden Verdampfung keinen Kesselsteinansatz im Verdampfer der Destillationsanlage verursachen kann.because it can be processed perfectly by a wastewater treatment plant. However, it is more economical that Condensate for the preparation of new oil-water emulsions use. An additional advantage here is that the condensate does not build up any scale during subsequent evaporation in the evaporator of the distillation system.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigegebenen Zeichnungen Bezug genommen.
Es zeigt:For a better understanding of the invention, reference is made to the accompanying drawings.
It shows:

Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens; Fig. 2 eine Anlage mit Verdampfern in Multiflash Anordnung; Fig. 5 eine Anlage mit einem Dünnschichtverdampfer,1 shows an installation for carrying out the method; 2 shows a system with evaporators in a multiflash arrangement; 5 shows a system with a thin-film evaporator,

Die Anlage gemass Fig. 1 besteht hauptsächlich aus einem Sammelbecken 1, worin die anfallende Oelemulsion gesammelt wird, einer Verdampfungsanlage 2, einer Heizvorrichtung J5 und einer Vakuumpump an lage ^l\ zum Betrieb der Verdampfungsanlage. Die Oelemulsion wird mittels einer Tauchpumpe 5 aus dem Sammelbecken angesaugt und einem Behälter 6 der Verdampfungsanlage 2 zugeführt. Ein Füllstandsregler 7*7a hält den Flüssigkeitsspiegel 8 im Behälter innerhalb der Grenzen h,-h₂· Zur Durchführung der Verdampfung fördert eine Pumpe 9 regeimässig Oelemulsion aus dem Behälter 6 durch die Heizvorrichtung J). Ein Oelbrenner 10 der Heizvorrichtung wird, zumindest zum Teil» mittels einer Pumpe 11 aus dem Heizölreservoir 12 gespeist. Die Oelemulsion wird in der Heizvorrichtung so hoch erhitzt, dass eine gute Trennung von Wasser und OeI erfolgen wird, ohne dass jedoch OeI in das Kondonsat geraton kann.The system according to Fig. 1 consists mainly of a collecting tank 1, in which the resulting oil emulsion is collected, an evaporation system 2, a heater J5 and a vacuum pump on location ^l \ for operating the evaporation system. The oil emulsion is sucked in from the collecting basin by means of a submersible pump 5 and fed to a container 6 of the evaporation system 2. A level regulator 7 * 7a keeps the liquid level 8 in the container within the limits h, -h ₂ · To carry out the evaporation, a pump 9 regularly conveys oil emulsion from the container 6 through the heating device J). An oil burner 10 of the heating device is fed, at least in part, by means of a pump 11 from the heating oil reservoir 12. The oil emulsion is heated so high in the heating device that a good separation of water and oil will take place, but without oil getting into the condensate.

Die erhitzte Oelemulsion tritt durch ein Rohr 13 in dieThe heated oil emulsion passes through a pipe 13 into the

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Venimnpfungfianlage Hn und fällt· dori-, durch einen gelochten Korpor 14, in ein« Anzahl Strahlen l'j aufgeteilt, durch ei non Verdampfungsraum IU nach unten. Hierbei wird die OeIemulsion genpal ten in flüchtig¹ Komponenten, hauptsächlich Wasserdampf, und einen Rückstand, der hauptsächlich OeI enthält. Die OeI-konzentration ist- abhängig von der Effektivität der Spaltung und kann durch Wiederholung des Verdampfungsvorganges beliebig gesteigert werden. Die Oelkonzentration des Rückstandes braucht nicht 100 % zu betragen; eine Konzentration von ungefähr 50 % genügt, um eine später erfolgende, einwandfreie Verbrennung zu gewährleisten.Vaccination system Hn and falls dori, divided by a perforated corpus 14, into a number of jets l'j , through an evaporation space IU downwards. Here, the OeIemulsion is genpal th in volatile components ^1, mainly water vapor, and a residue containing mainly oil. The oil concentration depends on the effectiveness of the cleavage and can be increased as required by repeating the evaporation process. The oil concentration of the residue need not be 100 % ; a concentration of around 50 % is sufficient to ensure proper combustion that takes place later.

Der Rückstand sammelt sich im Teilbehälter 17. Sobald dieser eine bestimmte Füllung besitzt, sinkt der Rückstand durch ein Rohr 18 hinab in den Behälter 6. Durch die höhere Oelkonzentration und die höhere Temperatur ist das spezifische Gewicht des Rückstandes kleiner als das der Oelemulsion. Der Rückstand steigt daher in den Behälter 6 auf und sammelt sich in dem Ringspalt 19. Hat die Oelkonzentration des Rückstandes, nach gegebenenfalls mehrfachen Verdampfungen, den gewünschten Wert erreicht, so wird er durch Oeffnen eines Hahnes 20 abgelassen und dem Oelbrenner 10 zugeführt. Die Verbrennungsprodukte entweichen durch einen Schornstein 21 ins Freie. The residue collects in the partial container 17. As soon as this has a certain filling, the residue sinks through a pipe 18 down into the container 6. Due to the higher oil concentration and the higher temperature, the specific weight is the residue is smaller than that of the oil emulsion. The residue therefore rises into the container 6 and collects in the annular gap 19. Has the oil concentration of the residue, after possibly multiple evaporation, the desired one When the value is reached, it is drained by opening a tap 20 and fed to the oil burner 10. The combustion products escape through a chimney 21 to the outside.

Der aus der heissen Oelemulsion im Verdampfungsraum .16 abgespaltene Wasserdampf dringt durch eine FUllkörpersaule 22 hindurch, kondensiert an der gekühlten Wand 23 des Behälters und sammelt sich in dem Kondensatraum 25· Falls die Oelemulsion niedrig siedende Kohlenwasserstoffe enthält, die zum Teil mit dem Dampf in den Kondennatraum 25 übergehen, scheiden sichThe water vapor split off from the hot oil emulsion in the evaporation space .16 penetrates through a column of fillers 22 through, condenses on the cooled wall 23 of the container and collects in the condensate space 25 · If the oil emulsion Contains low-boiling hydrocarbons, some of which pass with the steam into the condensate space 25, separate

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diese an der Oberfläche des Kondensats ab.this on the surface of the condensate.

Das Kondensat kann nach Oeffnen eines Ventils 26 aur, dem Kondensatraum abgelassen und in den Behälter 2^r[ der Vakuumpumpanlage 4 übergeführt werden. Die Pumpanlage enthält eine Wasserstrahlvakuumpumpe 2Ö, die die Verdampfungsanlage über ülf? Leitung 29 evakuiert, und auch für die Entfernung nicht kondtnsierbarer Dämpfe sorgt. Als Trelbflüssigkeit für die I)U'ahlpumpe dient Kondensat aus dem Behälter 27» das durch dio Pumpe 50 gefordert wird. Der Behalter ist mit einer Kühlspirale j51 zum Kühlen des Kondensats versehen. Ein TeIt ..des Kondensats kann mittels eines Hahnes yd abgezapft v/erden, zum Beispiel zum Zubereiten von frischen Oeletnulsionen,The condensate can after opening a valve 26 aur drained the condensate chamber, and are transferred into the container 2 ^r [the vacuum pump system. 4 The pumping system contains a water jet vacuum pump 2Ö, which the evaporation system over ülf? Line 29 evacuated, and also ensures the removal of non-condtnsierbaren vapors. As for the Trelbflüssigkeit I) U'ahlpumpe condensate is used from the container 27 'which is required by dio pump 50th The container is provided with a cooling spiral j51 for cooling the condensate. A teit ..des condensate can yd v tapped by means of a stopcock / ground, for example, for preparation of fresh Oeletnulsionen,

Für die Verdampfung von 1 in Emulsion mit einem Oelgeha.lt von ca, S & werden ca. 60 kg Heizöl benötigt. Da in der Anlage pro m Oe!emulsion ca. '%) kg OeI gewonnen werden, wird der Hei ζ öl verbrauch um ungefähr die Hälfte herabgesezt. Bei ein· :n grossen Anfall an Oeletaulsion lohnt sien eine Anlage mit mehreren Verdampfungsstufen, Verwendet man in einer solchen Anlage die Kondensationswärme der ersten Stufe zur Heizung dt;r Oelemulsion für die zweite Stufe usw. (Muitiflash-Verfahren), so wird der Heizölverbrauch noch weiter herabgesetzt. Sind genügend Stufen vorhanden, so kann soviel Rückstand gewonnen werden, dass praktisch der ganze Hel#lbedarf der Heizvorrichtung . der ersten Stufe gedeckt wird. Ausgehend von einer Verdampfungswärmo von 600 000 kcal pro m ' üeiemulaion und einem Heizwert de. HeizcHs von 10 000 kcal/kg, beträgt in diesem Fall die Anzahl dor Stufen η =7·--, wenn ρ den Oelgehalt in A der OqX-emuislon und V den Wirkungsgrad des Verdampfers cjaratoiit,For the evaporation of 1 in emulsion with an oil content of approx. S & approx. 60 kg of heating oil are required. Since the plant produces approx. %) Kg of oil per m oil emulsion, the consumption of hot oil is reduced by about half. In a ·: n grand mal seizure at Oeletaulsion worth sia an installation with several evaporation stages, one uses dt in such a plant the heat of condensation of the first stage for heating; r Oelemulsion for the second stage, etc. (Muitiflash method), the fuel consumption is further reduced. If there are enough steps, so much residue can be obtained that practically the entire light requirement of the heating device. the first stage is covered. Assuming a heat of evaporation of 600,000 kcal per m 'üeiemulaion and a calorific value de. Heating of 10,000 kcal / kg, in this case the number of stages is η = 7 -, if ρ the oil content in A of the OqX emuislon and V the efficiency of the evaporator cjaratoiit,

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Pig. 2 zeigt eine Anlage mit vier Verdampfungsstufen I-IV. Gleiche Teile sind mit derselben Bezugsnummer versehen wie in Fig. 1. DLe Verdampfungsanlage der Fig. 2 ist dieselbe wie die in Fig. 1 gezeigte, nur wird hier das Kühlmedium, dan den Kühlmantel 33 durchströmt, nicht wie in Fig. 1 einer fremden Quelle entnommen, sondern ist eine Oelemulsion, die durch eine Pumpe 3^ aus dem Behälter 6 der Stufe II gefördert wird. Die im Kühlmantel 33 der Stufe I durch die Kondensatiouswarme erhitzte Oelemulsion wird in derselben Welse wie für Flg. 1 beschrieben, in Stufe II in Kondensat und Rückstand (OeI) gespalten. In derselben Weise wird die Oelemulsion für· die Stufen III und IV durch die Kondensationswärme der Stufe II bzw. III erhitzt.Pig. 2 shows a system with four evaporation stages I-IV. The same parts are provided with the same reference numbers as in Fig. 1. DLe evaporation plant of Fig. 2 is the same like that shown in Fig. 1, only here the cooling medium, dan the cooling jacket 33 flows through, not as in Fig. 1 taken from an external source, but is an oil emulsion which promoted by a pump 3 ^ from the container 6 of stage II will. The in the cooling jacket 33 of stage I by the condensate heat heated oil emulsion is used in the same catfish as for Flg. 1 described, in stage II in condensate and residue (OeI) split. In the same way the oil emulsion for stages III and IV are heated by the heat of condensation from stage II and III, respectively.

Der Rückstand der Stufen II-IV wird Über die Sammelleitung 35 in das Heizölreservoir 12 abgeleitet. Aus den obengenannten Zahlenwerten folgt, dass bei η = O,7i P = 3 % schon die Stufen II und III genügen, um die für die Heizung der Sture I benötigte Oelmenge zu erzeugen. In Stufe IV wirdThe residue from stages II-IV is discharged into the heating oil reservoir 12 via the collecting line 35. From the above numerical values it follows that with η = 0.7i P = 3 % , stages II and III are sufficient to generate the amount of oil required for heating the Sture I. In stage IV

_Ä sogar noch ein Oelüberschuss erzeugt, welcher für allgemeine _Ä even produces an excess of oil, which is useful for general

Heizzwecke verwendet werden kann. Es folgt hieraus, dass sich das Verfahren für Betriebe, wo grosse Mengen Oelerouislon anfallen, wie in Stahlpresswerken# Karosseriewerken u,ä, wirtschaftlich einsetzen lässt,Can be used for heating purposes. It follows from this that the procedure for companies where large amounts of oil are produced, as in steel press works # bodyworks etc. can be used economically,

Fig, 5 zeigt eine Anlage mit einem Dünnschichtverdampfer Gleiche Teile sind mit derselben Bezugsnummer versehen wie in Fig. I. Die in der Heizvorrichtung 2 erhitzte Oelemulsion v.'Lrd mittels eines Ringrohres 37 mit tangential gerichteten Aue-5 shows a system with a thin film evaporator The same parts are provided with the same reference numbers as in Fig. I. The heated in the heating device 2 oil emulsion v.'Lrd by means of an annular pipe 37 with tangentially directed outer

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flussrohren J>Ü über din kegelförmige Vordampfoi'flache 29 vorteilt. Der Dampf kondensiert- an der Kühl spirale 40; das Kondensat wird in dem Behälter hl aufgefangen. Der Rückstand der. Oe]-cmulsion strömt der Kugelfläche h?. entlang nach unten in den Behälter kj> und setzt sieh darin durch sein geringeres spezifisches Gewicht im oberen Teil kh ab, wo er regelmässig abgeschöpft und dem Oelbrenner 10 zugeführt werden kann. An der Verdampferfläche eventuell gebildete Oelspritztropfen werden durch eine Schikane ^5 aus dem Kondensationsraum gehalten, was eine höhere Reinheit des Kondensats zur Folge hat.Flow pipes J> Ü over the conical Vordampfoi'flache 29 benefits. The steam condenses on the cooling spiral 40; the condensate is collected in the container hl. The residue of the. Oe] -cmulsion flows the spherical surface h ?. along down into the container kj> and due to its lower specific weight it settles in the upper part kh , where it can be regularly skimmed off and fed to the oil burner 10. Any oil splash drops that may have formed on the evaporator surface are kept out of the condensation space by a baffle ^ 5, which results in a higher purity of the condensate.

Das Verfahren kann auch für andere Abwassermischungen zur Verwendung kommen, falls diese einen genügenden Gehalt an brennbaren Stoffen, in Lösung oder in Emulsion, enthalten. So können z.B. auch Abwasser von Gross-Schlachthäusern, Zuckerfabriken, Cellulosefabriken etc. auf diese Weise behandelt werden.The method can also be used for other wastewater mixtures are used if they contain a sufficient amount of flammable substances, in solution or in emulsion. For example, wastewater from large slaughterhouses, sugar factories, cellulose factories, etc. can also be treated in this way will.

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Claims

Claim ^: f. Ancestors for the destruction of OeJ emulsions and similar wastewater containing combustible organic components, characterized in that ('(' denotes that the OeJ emulsion is heated in order to be split into OeJ and water in an evaporation system and that the Oe] in the heating device the evaporation. * .; the system is burned. fc oanei> püQh «- · -

1. The method according to claim f, characterized in that the oil flies back into the oil emulsion and settles on it due to the lower specific weight due to its higher temperature and concentration.

i. Method according to patent claim f and sub-claim X, characterized in that the oil is collected in a partial container protruding into the oil emulsion, from which it> sinks into the oil emulsion at a suitable level, rises therein due to its higher temperature and concentration and settles on it.

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Means for carrying out the method according to claim f, characterized in that several evaporation systems are arranged in stages, only the first stage being provided with a heating device for the oil emulsion, and the condensing heat of each stage is used to heat the oil emulsion for the following stage.

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j. Medium according to claim H, characterized by {. ^ Because:; -; at many stages are provided that practically the k ^; ihzj heating needs of the healing device were covered by the OeL.

». Mitt. <; I according to Patentanüprucii il and Unfcepanapruoh- Ji, thereby g <- denotes, ilasa the split in a closed one Vetdainpfungsanlage takes place under vacuum.

Claim £ 11r ~

/ 'y <. i "v / endung <lea in accordance with the procedure according to i'.itentan.schul f hf; r?; e ;; t?; t iten Waasers for the preparation of fresh Oe1emuIöLonen.

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