Central oparbejdning af galvanisk affald Renere Teknologi Katalog12. Inddampning12.1. Praktiske anvendelsesområder 12.1 Praktiske anvendelsesområder Nedenfor er listet de dokumenterede anvendelsesområder for inddampning inden for metaloverfladebehandling og andre tungmetalforurenende processer:
12.2 Nye anvendelsesområder På trods af stigende energipriser har inddampningsteknikken vundet stadig større udbredelse, fordi det er en vigtig opkoncentreringsteknik, der finder bred anvendelse i forbindelse med genvinding af kemikalier fra skyllevand. Det må forventes, at inddampning vil blive anvendt på flere områder, hvor det hidtil har været teknisk problematisk eller uøkonomisk. Inddampningsanlæg kan i dag laves med et meget lavt energiforbrug (50 Wh pr. kg vand), hvilket vil åbne vejen for helt nye anvendelsesområder. 12.3 Inddampningsmetoder Ved inddampning af en vandig opløsning opvarmes væsken til kogepunktet, hvor vandet gradvis fordamper og bliver til vanddamp. Til fordampning af 1 kg vand ved 100’C anvendes 2300 kJ (0,64 KwH). Energien findes i vanddampen, og hvis ikke den genvindes ved at kondensere vanddampen, vil det være meget dyrt at fordampe større vandmængder. Den mest almindelige inddamper til brug ved galvaniske processer er en atmosfærisk inddamper. Den fungerer ved, at væske og luft mødes i modstrøm i en zone, hvor der skabes en stor væskeoverflade og dermed en stor kontaktflade, hvilket fremmer fordampningen. Luften mættes med vanddamp ved den pågældende temperatur (20-30’C), hvorefter den udsendes til atmosfæren eventuelt via en dråbeudskiller. Denne type inddamper er normal billig i anskaffelse men dyr i drift. Den er ikke særlig energiøkonomisk, med mindre man har overskudsvarme, der kan benyttes til fordampningen. En vacuum inddamper har normalt betydelig lavere energiforbrug. Den er normalt forholdsvis dyr i anskaffelse. Væsken inddampes ved et lavere tryk. Vanddampen bortsuges med en vacuum pumpe og kan let kondenseres. Der skal altså ikke tilføres store mængder luft som ved den atmosfæriske inddamper. Det har en stor fordel, såfremt luften danner uønskede forbindelser med væsken. En vacuum inddamper laves ofte med flere fordampningstrin, hvilket reducerer energiforbruget. Den kan også laves som en "tyndfilmfordamper", hvor væsken kondenseres på varmefladerne, så kondensationsvarmen udnyttes til opvarmning og fordampning. En særlig variant af tyndfilmfordamperen er udviklet af et dansk firma. Den har roterende børster på varmefladen, hvilket dels styrer væskefilmens tykkelse og dels holder varmefladen fri for belægninger. Det er en robust inddamper med god varmeøkonomi (under 50Wh pr. liter fordampet vand), og den er velegnet til snavsede væsker. 12.4 Erfaringer, fordele og ulemper 12.4.1 Inddampning af skyllevand og tilbageføring Da inddampning bruger meget energi, skal en inddampningsløsning normalt altid kombineres med andre opkoncentreringsmetoder. Ønsker man at føre opkoncentreret skyllevand tilbage til et varmt procesbad som erstatning for fordampningstabet, så vil der normalt kun være plads til nogle få liter pr. time. Fordampningen fra et nikkelbad ved 60’C er f.eks. 2-6 l/mē/h afhængig af luftbevægelsen over badoverfladen. Skyllevandsmængden bør holdes så lavt som muligt. Det er normalt den billigste måde til opkoncentrering af de udslæbte badkemikalier. Anvendes flertrins modstrømsskylning kan skyllevandsmængden holdes på et meget lavt niveau. Vandet kan så opkoncentreres yderligere ved inddampning, hvis der er behov. I visse tilfælde vil opkoncentrering ved omvendt osmose eventuelt være mere økonomisk. Disse inddampningsløsninger har været en del anvendt ved dekorationsforchromning og hårdforchromning. Figur 11 12.4.2 Inddampning af procesbade og tilbageføring af skyllevand En del procesbade kører ved stuetemperatur, hvor fordampningstabet er meget lille. Her er det urealistisk at opkoncentrere skyllevandet så meget, at det kan føres direkte tilbage til procesbadet. Det vil normalt kunne svare sig at inddampe selve procesbadet og føre det opkoncentrerede skyllevand tilbage i badet. Inddampning af cyanidholdige zinkbade har stået øverst på ønskesedlen hos mange virksomheder, og det har også været forsøgt i praksis. Inddampningen bør foregå ved lav temperatur og uden luftkontakt for at undgå optagelse af luftens kuldioxid. Derfor bør anvendes en vacuum inddamper til et cyan zinkbad, og systemet skal være forsynet med en udkrystallisationsenhed. På den måde kan man løbende fjerne det natriumcarbonat, der under alle omstændigheder dannes ved den elektrolytiske proces. Udfældning af natriumcarbonat i selve vacuum fordamperen bør undgås, da det giver driftsproblemer. Metoden har været anvendt i stor skala herhjemme, men den er senere opgivet. Inddampning på selve procesbadet vil formentlig også kunne anvendes på et surt zinkbad og på et tinbad, men der foreligger ingen danske erfaringer med disse bade. Generelt kan inddampning af bejdse- og ætsebade med tilbageføring af opkoncentreret skyllevand ikke stå alene. I disse bade akkumuleres metaller, og det er netop indholdet af disse metaller, der gør, at badene må kasseres med jævne mellemrum. Derfor skal et lukket tilbageføringssystem for bejdse- og ætsebade også indbefatte en proces, som løbende fjerner metallerne fra badene. I modsat fald, bliver man fortsat nødt til at kassere badene med mellemrum. 12.4.3 Inddampning af spildevand til kemikalieaffald: Metoden praktiseres normalt kun, hvor man har små spildevandsmængder, fordi inddampning er en forholdsvis dyr metode. Det kan især være attraktivt at inddampe spildevand, hvis man på den måde helt kan slippe for at etablere et spildevandsrenseanlæg. Det inddampede spildevand afleveres normalt til Kommunekemi eller til oparbejdning. Den mest økonomiske løsning vil normalt altid starte med, at skylleprocesserne optimeres, så vandforbruget bliver passende lavt før inddampningen. I visse tilfælde kan skyllevandet opkoncentreres så meget, at inddampning ikke kan svare sig. Her skal nævnes nogle typiske områder, hvor man benytter inddampning af skyllevand som en opkoncentreringsproces før aflevering som kemikalieaffald:
12.4.4 Inddampning af procesbade til kemikalieaffald En del procesbade og flydende affald indeholder så små kemikaliekoncentrationer, at de kan med fordel inddampes betydeligt, før de afleveres som kemikalieaffald. På den måde vil virksomhederne normalt kunne spare en hel del. Der bliver herved mindre affald at transportere bort og betale afgift for. Det reducerer dog ikke den forureningsmængde, som virksomheden skaffer sig af med, og det er derfor tvivlsomt, om man kan kalder metoden for renere teknologi. I visse tilfælde vil inddampningen også være en fordel, hvis man efterfølgende skal destruere de forurenende stoffer ved en intern renseproces. Metoden kan f.eks. anvendes til:
|
|||