DE29918242U1 - Device for processing an emulsion - Google Patents
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Description
Anmelder: Industrie-Filtration INDUFILT GmbH
Anwaltsakte: A19/204Applicant: Industrial Filtration INDUFILT GmbH
Lawyer’s file: A19/204
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Emulsion insbesondere eines Kompressorenkondensates mit einem in einem Gehäuse angeordneten eine Membran aufweisenden Ultrafiltrationsmodul, dem über ein Feedleitung die Emulsion zugeführt und von dem über eine Permeatleitung Sauberwasser abgeführt wird.The invention relates to a device for processing an emulsion, in particular a compressor condensate, with an ultrafiltration module arranged in a housing and having a membrane, to which the emulsion is fed via a feed line and from which clean water is discharged via a permeate line.
Derartige Emulsionen fallen beispielsweise bei einem Betrieb eines ölgeschmierten Kompressors oder eines Drucklufttrockners an. Je nach einer Arbeitstemperatur des Kompressors und einer Umgebungstemperatur, Typ des eingesetzten Maschinenöls, auftretenden Scherkräften im Verdichtungsprozess, Menge an Luftfeuchtigkeit, die von dem Kompressor mit der Umgebungsluft angesaugt wird, etc. entsteht mehr oder weniger eine Emulsion. Die Emulsionsbildung undSuch emulsions arise, for example, when operating an oil-lubricated compressor or a compressed air dryer. Depending on the working temperature of the compressor and the ambient temperature, the type of machine oil used, the shear forces that occur in the compression process, the amount of air humidity that is sucked in by the compressor with the ambient air, etc., more or less of an emulsion is formed. The emulsion formation and
Heiligenbreite 7, OT Angerstein Tel.: 0 5503 / 91 50 D-37176 Nörten-Hardenberg Fax: 0 5503 / 91 50Heiligenbreite 7, OT Angerstein Tel.: 0 5503 / 91 50 D-37176 Nörten-Hardenberg Fax: 0 5503 / 91 50
Klausheider Straße 31 Tel.: 0 5254 / 66 06 D-33106 Paderborn Fax: 0 5254/66 06Klausheider Strasse 31 Tel.: 0 5254 / 66 06 D-33106 Paderborn Fax: 0 5254/66 06
die Menge der Emulsion ist mithin von den verschiedensten Parametern abhängig und kann daher im vorhinein nur schwer abgeschätzt werden.The amount of emulsion depends on a variety of parameters and can therefore be difficult to estimate in advance.
Auch andere Quellen und Emulsionen mit entsprechenden anderen Stoffen sind allgemein bekannt. Im folgenden wird beispielhaft von Kompressorenkondensaten ausgegangen. Es versteht sich, dass die Erfindung aber auch mit den anderen E-mulsionen realisiert werden kann.Other sources and emulsions with corresponding other substances are also generally known. The following example uses compressor condensates. It goes without saying that the invention can also be implemented with other emulsions.
Die Emulsion weist Schadstoffe auf, wie beispielsweise Ölbestandteile bei einer von einem Kompressor anfallenden E-mulsion, die mit Wasser vermischt und vermengt sind. Die Einleitung solcher Emulsionen in eine öffentliches Kanalnetz ist daher unerwünscht und bei Überschreiten der gesetzlichen 'Vorgaben nicht statthaft.The emulsion contains harmful substances, such as oil components in an emulsion from a compressor, which are mixed and blended with water. The discharge of such emulsions into a public sewer system is therefore undesirable and not permitted if the legal requirements are exceeded.
Um nur einen geringe Volumenmenge entsorgen zu müssen, wird die Emulsion im allgemeinen in ihre Bestandteile getrennt, so dass einerseits Sauberwasser und anderseits hochkonzentrierte Ölemulsion bzw. Öl entsteht. Das Sauberwasser kann in das öffentliche Kanalnetz entsorgt oder wiederverwendet werden. Das Konzentrat wird entsorgt.In order to only dispose of a small volume, the emulsion is generally separated into its components, producing clean water on the one hand and highly concentrated oil emulsion or oil on the other. The clean water can be disposed of in the public sewer system or reused. The concentrate is disposed of.
Es ist bekannt, die Emulsion über eine statische Abscheidung oder andere physikalische Methoden in ihre Bestandteile zu zerlegen. Dafür sind zumeist chemische Zusätze erforderlich, die - aus Umweltgesichtspunkten - möglichst vermieden werden sollten. Bei der statischen Abscheidung ist der Trennprozess aufgrund der Unregelmäßigkeit der Emulsionsbildung problematisch.It is known that the emulsion can be broken down into its components using static separation or other physical methods. This usually requires chemical additives, which - for environmental reasons - should be avoided wherever possible. In static separation, the separation process is problematic due to the irregularity of the emulsion formation.
Aus der gattungsbildenden DD 237 795 Al ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von Öl-Wasser-Emulsionen bekannt. Die E-mulsion wird auf rein mechanischer Basis ohne eine Hinzugabe von Fremdstoffen wie beispielsweise Bentonit, Säuren etc., getrennt. Die Separation erfolgt mittels einer Membran, die tangential von der Emulsion überströmt wird. Mit-A process for processing oil-water emulsions is known from the generic DD 237 795 Al. The emulsion is separated on a purely mechanical basis without the addition of foreign substances such as bentonite, acids, etc. The separation takes place by means of a membrane over which the emulsion flows tangentially.
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■ tels einer Pumpe wird aus einem Vorabscheider die Emulsion einem Ultrafiltrationsmodul zugeleitet. Das sich ergebende Sauberwasser verlässt den Kreislauf über eine Permeatleitung, während die konzentrierte Emulsion über eine weitere Leitung wiederum dem Vorabscheider zugeführt wird.■ The emulsion is fed from a pre-separator to an ultrafiltration module using a pump. The resulting clean water leaves the circuit via a permeate line, while the concentrated emulsion is fed to the pre-separator via another line.
Das Verfahren liefert sehr gute Ergebnisse, ist jedoch mit einem relativ großen apparativen Aufwand verbunden. Für kleinere Kompressoren ist das Verfahren daher nicht rentabel. The process delivers very good results, but requires a relatively large amount of equipment. The process is therefore not cost-effective for smaller compressors.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ausgehend von dem gattungsbildenden Verfahren eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der auch kleine Mengen an Emulsion wirtschaftlich verarbeitet werden können.The present invention is based on the problem of providing a device based on the generic method with which even small amounts of emulsion can be processed economically.
Das Problem wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass während der Aufbereitung der Emulsion an dem Gehäuse einzig die Permeat- und Feedleitung einen Durchgang aufweist, und dass das Ultrafiltrationsmodul und die Permeat- und Feedleitung derart angeordent und ausgebildet sind, dass die Emulsion unter Druck auf die Membran des Ultrafiltrationsmoduls auftrifft, so dass eine Druckfiltration gegeben ist.The problem is solved in connection with the preamble of claim 1 in that during the processing of the emulsion on the housing only the permeate and feed line has a passage, and that the ultrafiltration module and the permeate and feed line are arranged and designed in such a way that the emulsion impinges on the membrane of the ultrafiltration module under pressure, so that pressure filtration is provided.
Die Unteransprüche geben zweckmäßige Ausgestaltungen wieder. The subclaims reflect appropriate embodiments.
Die Vorrichtung zur Aufbereitung einer Emulsion weist ein Ultrafiltrationsmodul auf, welches in einem Gehäuse angeordnet ist. Dem Ultrafiltrationsmodul wird die Emulsion über eine Feedleitung zugeführt. Das Sauberwasser bzw. Permeat verlässt das Gehäuse über eine Permeatleitung. Während der Aufbereitung der Emulsion, also in der Zeit, in der die Emulsion in ihre Bestandteile zerlegt wird, weisen lediglieh die Permeat- und die Feedleitung einen Durchgang auf. Dies bedeutet, dass die Emulsion durch die Feedleitung dem Ultrafiltrationsmodul zugeführt wird. Dem schließt sich das Ultrafiltrationsmodul an, auf das die Emulsion aufgrund desThe device for processing an emulsion has an ultrafiltration module which is arranged in a housing. The emulsion is fed to the ultrafiltration module via a feed line. The clean water or permeate leaves the housing via a permeate line. During the processing of the emulsion, i.e. during the time in which the emulsion is broken down into its components, only the permeate and feed lines have a passage. This means that the emulsion is fed to the ultrafiltration module via the feed line. This is followed by the ultrafiltration module, to which the emulsion is fed due to the
bestehenden Systemdruckes auftrifft. Die Emulsion wird nun aufgrund des Ultrafiltrationsmoduls bzw. dessen Membran separiert. In der Emulsion befindliche Öltröpfchen werden aufgrund ihrer Größe von der Membran zurückgehalten und Sauberwasser durchdringt die Membran als Permeat. Die im Stand der Technik übliche tangentiale Überströmung des Ultrafiltrationsmoduls entfällt. Es ist somit eine Druckfiltration gegeben. Die anfallenden Öltröpfchen sammeln sich als Konzentrat vor der Membran des Ultrafiltrationsmodul.existing system pressure. The emulsion is now separated by the ultrafiltration module or its membrane. Oil droplets in the emulsion are retained by the membrane due to their size and clean water penetrates the membrane as permeate. The tangential overflow of the ultrafiltration module, which is common in the state of the art, is no longer necessary. Pressure filtration is therefore provided. The resulting oil droplets collect as a concentrate in front of the membrane of the ultrafiltration module.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass das Ultrafiltrationsmodul bzw. seine Membran auch der Druckfiltration zugänglich ist und das Permeat einen Ölgehalt aufweist, der kleiner 1 mg/1 beträgt. Das Permeat kann somit ohne weiteres in ein öffentliches Abwassernetz geleitet oder aber auch wiederverwendet werden. Die Vorrichtung kann extrem klein ausgebildet sein und ist kostengünstig herstellbar, so dass sie auch bei nur geringem Emulsionsanfall wie beispielsweise bei einem kleinen Kompressor wirtschaftlich einsetzbar ist.Surprisingly, it has been found that the ultrafiltration module or its membrane is also accessible to pressure filtration and the permeate has an oil content of less than 1 mg/l. The permeate can therefore be easily fed into a public sewage network or reused. The device can be extremely small and can be manufactured inexpensively, so that it can be used economically even with only a small amount of emulsion, such as with a small compressor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ultrafiltrationsmodul als im Dead-End-Verfahren betreibbares Wickelmodul ausgebildet. Wickelmodule zur Ultrafiltration, die an sich bekannt sind, wurden bisher nur im sogenannten Cross-Flow-Verfahren - also mit tangentialer Anströmung der Membran - betrieben. Überraschenderweise lassen sich diese spiralförmigen Wickelmodule auch im sogenannten Dead-End-Verfahren für eine Druckfiltration einsetzen. Durch ihre spiralförmige Wicklung der Membran ergibt sich auf relativ kleinem Raum eine große Membranfläche, so dass ein kompaktes Filtermodul entsteht, das kostengünstig und daher wirtschaftlich einsetzbar ist. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, anstelle des Wickelmoduls ein Keramikmodul zu verwenden.According to a preferred embodiment of the invention, the ultrafiltration module is designed as a wound module that can be operated in the dead-end process. Winding modules for ultrafiltration, which are known per se, have so far only been operated in the so-called cross-flow process - i.e. with tangential flow to the membrane. Surprisingly, these spiral-shaped wound modules can also be used in the so-called dead-end process for pressure filtration. The spiral winding of the membrane results in a large membrane surface in a relatively small space, creating a compact filter module that is inexpensive and therefore economical to use. In principle, however, it is also possible to use a ceramic module instead of the wound module.
Das Gehäuse, in dem das Ultrafiltrationsmodul gelagert ist, kann einen Freiraum aufweisen. Der Freiraum ist dem Ultrafiltrationsmodul vorgelagert. In diesem Freiraum sammelnThe housing in which the ultrafiltration module is mounted can have a free space. The free space is located in front of the ultrafiltration module. In this free space,
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sich dann die anfallenden Öltröpfchen und bilden dort eine hochkonzentrierte Ölemulsion.The resulting oil droplets then form a highly concentrated oil emulsion.
Zur Entfernung der Ölemulsion kann das Gehäuse ein mit dem Freiraum in Verbindung stehenden (^entleerungsventil aufweisen. In bestimmten Zeitabschnitten bzw. nach einer bestimmten Laufzeit des Kompressors wird das Ölentleerungsventil geöffnet und die Ölemulsion abgelassen. Neben einer zeit- oder laufzeitabhängigen Entleerung kann in dem Freiraum auch ein Sichtfenster vorgesehen sein, welches einer Bedienperson eine Sicht auf einen Stand der Ölemulsion in dem Freiraum gestattet. Auch Sensoren und Signalgeber, die einen kritischen Stand der Ölemulsion in dem Freiraum signalisieren, sind möglich.To remove the oil emulsion, the housing can have a drain valve connected to the free space. At certain intervals or after a certain running time of the compressor, the oil drain valve is opened and the oil emulsion is drained. In addition to time- or running-time-dependent draining, a viewing window can also be provided in the free space, which allows an operator to see the level of the oil emulsion in the free space. Sensors and signal transmitters that signal a critical level of the oil emulsion in the free space are also possible.
An dem Gehäuse, im Bereich einer unreinen Seite des Ultrafiltrationsmoduls kann eine Membranreinigungsvorrichtung vorgesehen sein. Die Membranreinigungsvorrichtung kann dann einen Reinigungstank, eine Reinigungsflüssigkeit über eine Reinigungsleitung transportierende Reinigungspumpe und zwei Absperrventile aufweisen. Zur Reinigung des Ultrafiltrationsmoduls wird die Permeat- und Feedleitung geschlossen, so dass keine Emulsion mehr in das Gehäuse gelangt. Die Absperrventile, die in der Reinigungsleitung dem Gehäuse nach- bzw. vorgelagert sind, werden geöffnet und die Reinigungspumpe in Betrieb genommen. Diese fördert nun aus dem Reinigungstank die Reinigungsflüssigkeit in das Gehäuse, wodurch letztendlich das Ultrafiltrationsmodul mit der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird. Es ist aber auch möglieh, unter Verzicht auf die Membranreinigungsvorrichtung, bei einem verschmutzten Ultrafiltrationsmodul dieses gegen ein gereinigtes Modul auszutauschen und das verschmutzte Ultrafiltrationsmodul außerhalb oder extern zu reinigen.A membrane cleaning device can be provided on the housing, in the area of an unclean side of the ultrafiltration module. The membrane cleaning device can then have a cleaning tank, a cleaning pump that transports a cleaning liquid via a cleaning line, and two shut-off valves. To clean the ultrafiltration module, the permeate and feed lines are closed so that no more emulsion gets into the housing. The shut-off valves that are located upstream and downstream of the housing in the cleaning line are opened and the cleaning pump is started. This then pumps the cleaning liquid from the cleaning tank into the housing, which ultimately supplies the ultrafiltration module with the cleaning liquid. However, it is also possible to forego the membrane cleaning device and replace a dirty ultrafiltration module with a cleaned module and clean the dirty ultrafiltration module outside or externally.
Dem Ultrafiltrationsmodul kann ein freie Ölteile abtrennender Vorfilter vorgelagert sein. Der Vorfilter kann beispielsweise als Aktivkohlefilter ausgebildet sein. Der Vorfilter bewirkt eine Vorseparation, bei der freie Ölanteile,A pre-filter that separates free oil particles can be installed upstream of the ultrafiltration module. The pre-filter can be designed as an activated carbon filter, for example. The pre-filter causes a pre-separation in which free oil particles,
'■ die während des Verdichtervorganges nicht einemulgiert worden sind, abzutrennen. Das Ultrafiltrationsmodul wird dadurch entlastet und weist eine längere Standzeit auf. Über ein Entleerungsventil am unteren Teil des Gehäuses des Vorfilters kann angesammeltes Öl abgelassen und über ein Entlüftungsventil überschüssige Luft aus dem Gehäuse des Vorfilters bei Bedarf entfernt werden. '■ that have not been emulsified during the compression process. This relieves the load on the ultrafiltration module and extends its service life. Accumulated oil can be drained via a drain valve on the lower part of the pre-filter housing and excess air can be removed from the pre-filter housing via a vent valve if required.
Dem Ultrafiltrationsmodul kann ein Kondensatableiter vorgelagert sein. Bei Verwendung de Vorfilters kann der Kondensatableiter zweckmäßigerweise zwischen dem Vorfilter und einem Emulsionserzeuger, wie beispielsweise einem Kompressor, angeordnet sein. Es ist allgemein bekannt, an einem Kompressor, einem Kältetrockner, einem Drucktank etc. zur Abführung der anfallenden Ölhaltigen Emulsion eine Entleerungsleitung vorzusehen, in der zur kontrollierten Entleerung der - bekannte - Kondensatableiter eingebaut ist. In dem Kondensatableiter wird üblicherweise die anfallende ölhaltige Emulsion gesammelt und je nach Einstellung seiner Steuerung die gesammelte Emulsion unter Systemdruck (8 bis 12 bar) des Kompressors die Emulsion ohne Luftbeigabe zu dem Vorfilter bzw. dem Ultrafiltrationsmodul entleert.A condensate drain can be installed upstream of the ultrafiltration module. When using the pre-filter, the condensate drain can be conveniently located between the pre-filter and an emulsion generator, such as a compressor. It is generally known to provide a drain line on a compressor, a refrigeration dryer, a pressure tank, etc. to drain the oily emulsion that is produced, in which the - known - condensate drain is installed for controlled draining. The oily emulsion that is produced is usually collected in the condensate drain and, depending on the setting of its control, the collected emulsion is drained to the pre-filter or the ultrafiltration module under system pressure (8 to 12 bar) of the compressor without the addition of air.
Dem Kondensatableiter kann ein Signalgeber zugeordnet sein. Für den Fall, dass die Leistung der Vorrichtung nicht mehr ausreichend ist, den Anfall der Emulsion zu verarbeiten, beispielsweise aufgrund einer verschmutzten Membran des Ultrafiltrationsmoduls, gibt der Signalgeber eine Überlaufwarnung des Kondensatabieiters aus. Einem unbeabsichtigten Überlauf von ölhaltigem Kondensat wird somit entgegengewirkt .A signal transmitter can be assigned to the condensate drain. If the device's performance is no longer sufficient to process the emulsion build-up, for example due to a dirty membrane in the ultrafiltration module, the signal transmitter issues an overflow warning for the condensate drain. This prevents unintentional overflow of oily condensate.
Dem Vorfilter kann ein einen Arbeitsdruck steuerndes Druckreduzierventil vorgeschaltet sein. Damit wird der Systemdruck des Kompressors von üblicherweise 8 bis 12 bar auf einen Arbeitsdruck in der Vorrichtung von 3 bis 4 bar reduziert. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Komponenten der Vorrichtung nur nach dem geringeren Arbeitsdruck ausge-A pressure reducing valve controlling a working pressure can be installed upstream of the pre-filter. This reduces the system pressure of the compressor from usually 8 to 12 bar to a working pressure in the device of 3 to 4 bar. This has the advantage that the individual components of the device only have to be switched on according to the lower working pressure.
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legt werden müssen. Andererseits reicht der Arbeitsdruck für die Vorrichtung völlig aus.On the other hand, the working pressure is completely sufficient for the device.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by way of example.
In den Zeichnungen zeigen:
&iacgr;&ogr;The drawings show:
&iacgr;&ogr;
Figur 1: Eine erfindungsgemäße Vorrichtung in stark schematisierter Weise,Figure 1: A device according to the invention in a highly schematic manner,
Figur 2: eine Seitenansicht eines Ultrafiltrationsmoduls mit aufgeschnittenem Gehäuse undFigure 2: a side view of an ultrafiltration module with cut-open housing and
Figur 3: eine Prinzipskizze eines Wickelmoduls, teilweise aufgerollt.Figure 3: a schematic diagram of a winding module, partially rolled up.
Eine von einem Emulsionserzeuger 1, beispielsweise ein Kompressor, erzeugte Emulsion 42 wird gemäß einem Pfeil 2 einem Kondensatableiter 3 mit einem zugeordneten Signalgeber 4 zugeführt. Über ein Druckreduzierventil 5 mit Manometer 6 und einem Absperrventil 7 gelangt die Emulsion 42 in einen Vorfilter 8, an dessen Unterseite ein (^entleerungsventil 9 angeordnet ist. Dem Vorfilter 8 schließt sich ein zweites Absperrventil 10 an, dessen Feedleitung 11 in eine Ultrafiltration 12 mündet. Die Ultrafiltration 12 weist ein Gehäuse 13 mit einem darin angeordneten Ultrafiltrationsmodul 14 und einem Freiraum 15 auf. Dem Freiraum 15 ist eine Ölentleerungsleitung 16, welche übe eine Ölentleerungsventil 17 absperrbar ist, zugeordnet. Es ist eine Membranreinigungsvorrichtung 18 vorgesehen, die einen Reinigungstank 19 zur Aufnahme von Reinigungsflüssigkeit aufweist. Die Reinigungsflüssigkeit wird über eine Reinigungsleitung 20 mittels einer Reinigungspumpe 21 und einem nachgeschalteten Absperrventil 22 dem Gehäuse 13 und damit dem Ultrafiltrationsmodul 14 zugeführt. Einem Ausgang 23 der Reinigungs-An emulsion 42 produced by an emulsion generator 1, for example a compressor, is fed according to an arrow 2 to a condensate drain 3 with an associated signal generator 4. Via a pressure reducing valve 5 with a pressure gauge 6 and a shut-off valve 7, the emulsion 42 reaches a pre-filter 8, on the underside of which a drain valve 9 is arranged. The pre-filter 8 is followed by a second shut-off valve 10, the feed line 11 of which opens into an ultrafiltration 12. The ultrafiltration 12 has a housing 13 with an ultrafiltration module 14 arranged therein and a free space 15. The free space 15 is assigned an oil drain line 16, which can be shut off via an oil drain valve 17. A membrane cleaning device 18 is provided, which has a cleaning tank 19 for receiving cleaning liquid. The cleaning liquid is fed to the housing 13 and thus to the ultrafiltration module 14 via a cleaning line 20 by means of a cleaning pump 21 and a downstream shut-off valve 22. An outlet 23 of the cleaning
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! leitung 20 aus dem Gehäuse 13 ist ein zweites Absperrventil 24 zugeordnet, so dass beidseitig des Gehäuses 13 die Reinigungsleitung 20 verschließbar ist. Weiterhin ist an dem Gehäuse ein Belüftungsventil 24' angeordnet. 5 ! line 20 from the housing 13 is assigned a second shut-off valve 24 so that the cleaning line 20 can be closed on both sides of the housing 13. Furthermore, a ventilation valve 24' is arranged on the housing. 5
Die Feedleitung 11 verlässt das Gehäuse 13 als Permeatleitung 25 über einen Ausgang 26. In der Permeatleitung 25 ist ein Rückstaudruckventil 27 angeordnet.The feed line 11 leaves the housing 13 as a permeate line 25 via an outlet 26. A back pressure valve 27 is arranged in the permeate line 25.
Ein Ultrafiltrationsmodul 14' besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 13', einem Wickelmodul 31, einer Feedleitung 11' und einer Permeatleitung 25'. Das Gehäuse 13' besteht aus einem Deckel bzw. Gehäuseoberteil 32 und einem mit dem Gehäuseoberteil 32 lösbar verbundenen Gehäuseunterteil 33.An ultrafiltration module 14' essentially consists of a housing 13', a winding module 31, a feed line 11' and a permeate line 25'. The housing 13' consists of a cover or upper housing part 32 and a lower housing part 33 detachably connected to the upper housing part 32.
Mit dem Gehäuseoberteil 32 verbunden sind die Feedleitung II1 und die Permeatleitung 25'. Das Wickelmodul 31 ist als ein Spiral-Wickelmodul ausgebildet. Bei dem Wickelmodul 31 sind ein oder mehrere Membrantaschen zusammen mit je einem netzähnlichen Abstandhalter 34 aus Kunststoff spiralförmig um ein perforiertes Permeatsammelrohr 35 gewickelt. Die Membrantasche 43 ist beispielsweise so aufgebaut, dass zwischen zwei Membranen ein poröses Kunststoffgewirk liegt. Die Membrantasche 43 ist an drei Seiten geschlossen und an der vierten offenen Seite an das Permeatsammelrohr 35 angeschlossen. Das zu trennende Medium, die Emulsion 41, kann an der Stirnseite 36 des Wickelmoduls 31 eintreten. Das Permeat 42 fließt innerhalb der porösen Stützschicht dem Permeatsammelrohr 35 spiralförmig zu.The feed line II 1 and the permeate line 25' are connected to the upper housing part 32. The winding module 31 is designed as a spiral winding module. In the winding module 31, one or more membrane pockets, each with a net-like spacer 34 made of plastic, are wound spirally around a perforated permeate collection pipe 35. The membrane pocket 43 is constructed, for example, in such a way that a porous plastic mesh lies between two membranes. The membrane pocket 43 is closed on three sides and connected to the permeate collection pipe 35 on the fourth open side. The medium to be separated, the emulsion 41, can enter at the front side 36 of the winding module 31. The permeate 42 flows spirally within the porous support layer to the permeate collection pipe 35.
Das Wickelmodul 31 ist so in dem Gehäuse 13' eingesetzt, dass sein Permeatsammelrohr 35 an seinem unteren Ende 37 verschlossen ist. Das dem unteren Ende 37 gegenüberliegende obere Ende 38 ist mit der Permeatleitung 25' verbunden. An seinem dem Gehäuseoberteil 32 benachbarten oberen Ende 39 weist das Wickelmodul einen Dichtungsring 40 auf, der das Wickelmodul 31 gegenüber dem Gehäuseteil 33 abdichtet. Der prinzipielle Aufbau des Wickelmoduls 31 ist auch aus derThe winding module 31 is inserted into the housing 13' in such a way that its permeate collection pipe 35 is closed at its lower end 37. The upper end 38 opposite the lower end 37 is connected to the permeate line 25'. At its upper end 39 adjacent to the housing upper part 32, the winding module has a sealing ring 40 which seals the winding module 31 against the housing part 33. The basic structure of the winding module 31 is also shown in the
Figur 3 zu erkennen, die ein nicht vollständig aufgewickeltes Wickelmodul 31 zeigt.Figure 3 shows a winding module 31 that is not completely wound up.
Im folgenden wird die Funktion der Vorrichtung näher erläutert. The function of the device is explained in more detail below.
Als Emulsionserzeuger 1 ist hier ein Kompressor 1' vorgesehen. Vor dem Vorfilter 8 ist der Kondensatableiter 3 vorgeschaltet, in dem das anfallende ölhaltige Kondensat gesammelt und je nach Einstellung seiner Steuerung unter einem Systemdruck von zumeist 8 bis 12 bar des Kompressors I1 das Kondensat ohne Luftbeigabe zum Vorfilter 8 entleert wird. Der Vorfilter arbeitet mit einem Arbeitsdruck von ca. 3 bis 4 bar, der durch eine Reduzierung des Systemdruckes mittels des Druckreduzierventils 15 erreicht wird. Das ölhaltige Kondensat durchläuft daraufhin das zur Wartung notwendige Absperrventil 7 und wird dem Vorfilter 8 zugeführt, der einen Aktivkohlefilter aufweist. Der Aktivkohlefilter hat die Aufgabe, freie Ölanteile, die während des Verdichtervorganges nicht einemulgiert sind, abzutrennen. Über das Entleerungsventil 9 am unteren Teil des Vorfilters 8 kann angesammeltes Öl abgelassen und über ein hier nicht dargestelltes Entlüftungsventil überschüssige Luft aus dem Vorfilter 8 bei Bedarf entfernt werden.A compressor 1' is provided here as the emulsion generator 1. The condensate drain 3 is connected upstream of the pre-filter 8, in which the oily condensate that arises is collected and, depending on the setting of its control, the condensate is drained to the pre-filter 8 without the addition of air under a system pressure of usually 8 to 12 bar of the compressor 1 1. The pre-filter works with a working pressure of approx. 3 to 4 bar, which is achieved by reducing the system pressure using the pressure reducing valve 15. The oily condensate then passes through the shut-off valve 7, which is necessary for maintenance, and is fed to the pre-filter 8, which has an activated carbon filter. The activated carbon filter has the task of separating free oil components that are not emulsified during the compression process. Accumulated oil can be drained via the drain valve 9 on the lower part of the pre-filter 8 and excess air can be removed from the pre-filter 8 if necessary via a vent valve (not shown here).
Nach der Vorfiltration verlässt die vorgereinigte Emulsion 41 den Vorfilter 8 und wird über das Absperrventil 10 dem Ultrafiltrationsmodul 14, 14' zugeführt. Dem Absperrventil 10, welches Wartungszwecken dient, ist ein Manometer 28 zur Drucküberwachung zugeordnet.After pre-filtration, the pre-cleaned emulsion 41 leaves the pre-filter 8 and is fed to the ultrafiltration module 14, 14' via the shut-off valve 10. The shut-off valve 10, which is used for maintenance purposes, is assigned a pressure gauge 28 for pressure monitoring.
Die Kondensatemulsion 41 trifft nun auf das Ultrafiltrationsmodul 14, 14' welches mit dem eingestellten Eingangsdruck direkt und ohne tangentiale Überströmung beaufschlagt wird. Die notwendige Druckdifferenz wird über das nachgeschaltete Rückstaudruckventil 27, dem am Eingang angeordneten Manometer 28 und einem am Ausgang angeordnetem Manometer 29 eingestellt. Die Emulsion 41 wird nun in einer UIt-The condensate emulsion 41 now hits the ultrafiltration module 14, 14' which is subjected to the set inlet pressure directly and without tangential overflow. The necessary pressure difference is set via the downstream back pressure valve 27, the pressure gauge 28 arranged at the inlet and a pressure gauge 29 arranged at the outlet. The emulsion 41 is now in a UIt-
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rafiltrationsmeitibran, die Bestandteil des Ultrafiltrationsmoduls 14, 14' ist, separiert. Dabei werden die in der E-mulsion 41 befindlichen Öltröpfchen aufgrund ihrer Größe von der Ultrafiltrationsmembran bzw. dem Wickelmodul 31 zurückgehalten und das Wasser durchdringt die Ultrafiltrationsmeitibran als Sauberwasser bzw. Permeat 42. Die anfallenden Öltröpfchen sammeln sich in dem Freiraum 15 als Konzentrat vor der Ultrafiltrationsmembran bzw. dem Wickelmodul 31 und werden bei Bedarf über das (^entleerungsventil 17 abgelassen. Das Permeat weist einen Ölgehalt von weniger als 1 mg/1 auf und kann in eine öffentliche Kanalisation abgelassen werden.The oil droplets in the emulsion 41 are retained by the ultrafiltration membrane or the winding module 31 due to their size and the water passes through the ultrafiltration membrane as clean water or permeate 42. The resulting oil droplets collect in the free space 15 as a concentrate in front of the ultrafiltration membrane or the winding module 31 and are drained off via the drain valve 17 if necessary. The permeate has an oil content of less than 1 mg/l and can be drained into a public sewer system.
Für den Fall, dass die Filterleistung nicht mehr zur Aufarbeitung des Kondensates ausreichend sein sollte, wird eine Uberlaufwarnung des Kondensatabieiters 3 mittels des Signalgebers 4 abgegeben.In the event that the filter performance is no longer sufficient to process the condensate, an overflow warning of the condensate drain 3 is issued by means of the signal transmitter 4.
Zur Wartung des Ultrafiltrationsmodul 14, 14' bzw. des Vorfilters 8 werden die Emulsionskonzentrate bzw. die angefallenen Öle nach Bedarf abgelassen.For maintenance of the ultrafiltration module 14, 14' or the prefilter 8, the emulsion concentrates or the accumulated oils are drained as required.
Ist der Aktivkohlefilter des Vorfilters 8 erschöpft, wird er gegen einen neuen ausgetauscht.
25If the activated carbon filter of the pre-filter 8 is exhausted, it is replaced with a new one.
25
Das Ultrafiltrationsmodul 14, 14' kann zur Reinigung gegen ein bereits gereinigtes ausgetauscht werden. So kann im Wechsel die Leistungsfähigkeit stets beibehalten werden.The ultrafiltration module 14, 14' can be exchanged for a previously cleaned module for cleaning. This means that the performance can always be maintained during the changeover.
Alternativ dazu ist die Membranreinigungsvorrichtung 18 vorgesehen. Auf einer unreinen Seite 30 des Ultrafiltrationsmoduls 14 sind die beiden Absperrventile 22, 24 angeordnet, über die mit Hilfe der Reinigungspumpe 21 ein Membranreinigungsmittel aus dem Reinigungstank 19 jederzeit nach Schließen des Absperrventils 10 und des Rückstaudruckventils 27 und nach Öffnen der Absperrventile 22, 24 über das Ultrafiltrationsmodul 14 tangential zirkulieren kann und dieses somit reinigt.Alternatively, the membrane cleaning device 18 is provided. The two shut-off valves 22, 24 are arranged on an unclean side 30 of the ultrafiltration module 14, via which, with the aid of the cleaning pump 21, a membrane cleaning agent from the cleaning tank 19 can circulate tangentially over the ultrafiltration module 14 at any time after the shut-off valve 10 and the back pressure valve 27 are closed and after the shut-off valves 22, 24 are opened, thus cleaning it.
" I'd" I'd
d-d-
BezugszeichenlisteList of reference symbols
s* s *
12 ·· · · *&iacgr; 1 &idigr; ♦ ♦ · ·12 ·· · · *&iacgr; 1 &idigr;♦♦ · ·
35 Permeatsamraelrohr35 Permeate sample tube
36 Stirnseite36 Front side
37 unteres Ende von37 lower end of
38 oberes Ende von 39 oberes Ende von38 upper end of 39 upper end of
40 Dichtungsring40 Sealing ring
41 Emulsion41 Emulsions
42 Permeat42 Permeate
43 Membrantasche 1043 Membrane pocket 10
Claims (14)
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