SPOTVIEW – Effiziente Kreislaufführung von Kühlwasser durch integrierte Entsalzung am Beispiel der Stahlindustrie

Ausgangssituation

• Wassereinsatz in der Stahlindustrie 1980 Mio. m³ für 169 Mio. t Rohstahl aufgeteilt auf 75% Kühlanwendungen, 13% Gaswäsche und 12% Materialkonditionierung
• Limitierung der Wasserwiederverwendung aufgrund von
  • Salzen und Härtebildnern (Korrosion, Ablagerungen)
  • abrasiver Feststoffe, organischer Verbindungen (Öl, Fett) und
  • komplexer Wassermatrix durch Kühlwasserbehandlungschemikalien
• Auswirkung vorhandener Wasserinhaltsstoffe: Verringerung der Salz- / Härteentfernung bei verfügbaren Aufbereitungstechnologien auf ein unzureichendes wirtschaftliches oder technisches Niveau

Projektziele

• Entkopplung des Produktionsprozesses vom Wasserverbrauch und Reduzierung des Frischwasserbedarfs um ca. 20 – 40% bzw. der Abwassermengen bis zu 90%
• 20%-ige Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung aus dem Kühlwasser mittels chemischer Wärmepumpentechnologie

Innovative Verfahrensansätze

• Entsalzung und Enthärtung von Prozesswässern mittels kapazitiver Deionisation (CDI)
• Einsatz der chemischen Wärmepumpentechnologie zur Energierückgewinnung
• Direkte Wiederverwendung von schwach belastetem oder belastetem Prozesswasser nach der Behandlung in verschiedenen Anwendungen (Kaskade)

Aktuelle Ergebnisse (Stand: 11/2017)

• Übersichtserstellung charakteristischer Prozess- und Abwässer unter Ermittlung geeigneter Ströme für den Einsatz der chemischen Wärmepumpe sowie eine interne Mehrfachnutzung
• Erfüllung betrieblicher Vorgaben zur Wasserzusammensetzung bei Behandlung von Rückspülwasser und Flusswasser mittels CDI – Senkung Chlorid- Gehalt und Härte um bis zu 89% bei Reinwasserausbeuten zwischen 68 – 79%
• Erzeugung Reinwasser mit VE-Wasser Leitfähigkeiten im Bereich von 0 – 50 µS/cm

Ausblick

• Optimierung der Betriebsparameter zur Erhöhung der Reinwasserausbeute und Verringerung des Energiebedarfs der CDI

Ermittlung von potentiellen Störstoffen bei der CDI-Behandlung von Rückspülwasser und Flusswasser

Chemie Ingenieur Technik, Volume 91, Issue 10, Special Issue:Industrielles Wassermanagement, October 2019 | BFI DE

• Chemische Wärmepumpe
• Entsalzung
• Kapazitive Deionisation
• Kühlwasser