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)
  • Entwicklung Antifouling-Beschichtungen für Umkehrosmose-Membranen
  • Hochdruck-Umkehrosmose und Evaporation zur Konzentrateinengung
  • Modellierung der Kühlwasserkreisläufe und der Stoffströme zur Ermittlung geeigneter Verfahrenskombinationen/Dosiermengen sowie wirtschaftlich-technische Bewertung mittels Life Cycle Assessment

Aktuelle Ergebnisse (Stand: 11/2017)

  • Feststoffabtrennung vor Entsalzungsverfahren mittels Magnetabscheidung oder Sandfilter zur Erfüllung der Vorgaben möglich
  • Erzeugung Reinwasser in Zusatzwasserqualität gemäß betrieblicher Vorgaben mittels CDI (max. erzielte Abscheide-Grade: Chlorid: 98%, Sulfat: 72%, Härte: 84%, Energiebedarf: 0.8 – 1,3 kWh/m³) oder mittels Evaporation
  • Bisher keine gravierenden Störeinflüsse der Kühlwasserbehandlungschemikalien auf die CDI, Evaporation oder Umkehrosmose

Ausblick

  • Minimierung des Energiebedarfs bzw. Erhöhung der Wasserausbeute der Entsalzungs- und Einengungs-Verfahren
  • Betriebliche Demonstration ab 1. Quartal 2018 bei Deutsche Edelstahlwerke, Standort Hagen
  • Simulationen und LCA basierend auf Daten der Demonstration

 

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

Veranstaltungen
23.01.20183. Projekttreffen WEISS, Hilchenbach
08.03.2018Gemeinschaftssitzung WavE-Querschnittsthema   „Salze und Reststoffe + Technologien und Prozesse“   (DECHEMA), Frankfurt a. M.
17./18.04.2018WAVE Status-Seminar (DECHEMA), Frankfurt a. M.
06.06.2018WavE-Diskussionsforum „Genehmigungsrechtliche   Aspekte im Umgang mit Konzentraten und Reststoffen“   (DECHEMA), Frankfurt a. M.
27.-30.11.2018Industrial Water 2018, Frankfurt a. M.

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

  

Galerie

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