Kühlwasser im Umlauf

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

Ausgangssituation

  • Einsatz von 2,3 Mrd. m3/a Wasser branchenübergreifend für Kühlzwecke in Deutschland
  • Aufsalzung durch Verdunstung/Kreislaufführung in Kühlkreisläufen erfordert Abschlämmung von bis zu 200 m³/h zur Korrosionsvermeidung
  • Keine bedarfsgerechte Dosierung von Kühlwasserbehandlungs-chemikalien -> erhöhte Betriebsmittelkosten
  • Komplexe Kühlwasserzusammensetzung: Biozide, Korrosionsschutzschutzmittel, Härtestabilisatoren, Flockungs(hilfs)mittel, Härtebildner, Trübe/Färbung, Feststoffe (produktionsbedingt), Öl / Fett aus Leckagen
  • Komplexe Wasserkreisläufe, insbesondere in gewachsenen Werken

Projektziele

  • Halbierung der Absalzwassermenge durch Entfernung von Salzen und Feststoffen im Zusatzwasser und bedarfsgerechte Chemikaliendosierung (ATP-Messung, Feststoffsensor)
  • Wasser-Einsparpotential durchschnittlicher Stahlstandort bis zu 800.000 m³/a

Innovative Verfahrensansätze

  • Entsalzung und Enthärtung mittels Kapazitive Deionisation (CDI) (BFI)
  • Entwicklung Antifouling-Beschichtungen für Umkehrosmose-Membranen (UDE)
  • Hochdruck-Umkehrosmose und Evaporation (EVAP®) mit patentierten Polymerwärmetauscher zur Konzentrateinengung (Wehrle/FOEN)
  • Modellierung der Kühlwasserkreisläufe und der Stoffströme zur Ermittlung geeigneter Verfahrenskombinationen/Dosiermengen sowie wirtschaftlich-technische Bewertung mittels Life Cycle Assessment (ifakt/TUB)

Aktuelle Ergebnisse

  • Bau und Fertigstellung der Gesamtversuchsanlage (SMS)
  • Aufbau und Inbetriebnahme bei Deutsche Edelstahlwerke, Standort Hagen (SMS, DEW)
  • Beginn der betrieblichen Demonstration im 3. Quartal 2018 bei Deutsche Edelstahlwerke
  • Herstellung beschichtete Umkehrosmose Membran 4 Zoll Betriebsmaßstab
  • Entwicklung Simulationstools und Verknüpfung mit LCA-Modell basierend auf betrieblichen Daten, Labor- und Technikumsversuchen

Ausblick

  • Fortsetzung der betrieblichen Demonstration bei Deutsche Edelstahlwerke an zwei ausgewählten Kühlkreisläufen
  • Simulationen und LCA basierend auf Daten der Demonstration
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Publikationen:
Hubrich, M., Kozariszczuk, M.:„Effiziente Kreislaufführung von Kühlwasser durch integrierte Entsalzung am Beispiel der Stahlindustrie. „IndustrieTage Wassertechnik, Dortmund, November 2017

Laghmari, S.; Ulbricht, M.Development and evaluation of an antifouling coating for reverse osmosis membranes which can be applied Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen für Fluidverfahrenstechnik, , Membrantechnik und Mischvorgänge, München27-28.02.18

Fitzke, B, Vu, D.: What´s up in Membrane Technology in Germany – Science and Innovation, DGMT IFAT 2018 Workshop 16.05.2018

Veranstaltungen
29.-30.10.20184. Projekttreffen WEISS, TU Berlin
27.-29.11.2018Industrial Water 2018, Frankfurt a. M.
April 20195. Projekttreffen WEISS, ifak Magdeburg
12.-20.06.2019IWA Water Reuse 2019
03.-04.12.2019WAVE Abschlussveranstaltung, Berlin

Links:
Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung (WavE)
Nachhaltiges Wassermanagement (NaWaM)
Projektträger Karlsruhe – PKTA – Bereich Wassertechnologie

Kontakte:
VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (Koordinator)
Martin Hubrich
Sohnstr. 65, 40237 Düsseldorf
E-mail: martin.hubrich@bfi.de
Tel:. +49-211-6707-34
SMS group GmbH
Dr. Angela Ante
Eduard-Schlömann-Str. 4,
40088 Düsseldorf
E-mail: Angela.ante@sms-group.com
Tel:. +49 2733- 29 3009
Mobil:+49 151-17141982
Technische Universität Berlin (TUB)
Institut für Technischen Umweltschutz, FG Umweltverfahrenstechnik
Prof. Sven Geißen
Sekr. KF2, Straße des 17. Juni 135,
10623 Berlin
E-mail: sven.geissen@tu-berlin.de
Tel:. +49-30-314-22905
Universität Duisburg-Essen (UDE)
Lehrstuhl für Technische Chemie II
Prof. Matthias Ulbricht
Universitätsstr. 7, 45141 Essen
E-mail: mathias.ulbricht@uni-due.de
Tel:. +49-0201-183-3151
Deutsche Edelstahlwerke Specialty Steel GmbH & Co. KG
Ingo Robin
Auestr. 4, 58452 Witten
E-mail: Ingo.Robin@DEW-STAHL.COM
Tel:. +49-22331-398-5216
WEHRLE Umwelt GmbH
Dr. Bernd Fitzke
Bismarckstr. 1-11, 79312 Emmendingen
E-mail: fitzke@wehrle-umwelt.com
Tel:. +49-7641-585-355
Institut für Automation und Kommunikation e.V
Dr. Jens Alex
Werner-Heisenberg-Str. 1; 39106 Magdeburg
E-mail: jens.alex@ifak.eu
Tel:. +49-391-990-1469
Fontaine Engineering und Maschinen GmbH
Martin Sjöström
Industriestr. 28, 40764 Langenfeld
E-mail: martin.sjoestroem@foen-gmbh.de
Tel:. +49 2173 270041
Mobil:+49 151 16773893

  

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Siehe auch

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