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Title:
PROCESS WATER DISTILLATION PLANT AND METHOD FOR OPERATING A PROCESS WATER DISTILLATION PLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/089868
Kind Code:
A1
Abstract:
A process water distillation plant (10) comprises an evaporator (18), a condenser (34) and a compressor (28) which is designed, during operation of the process water distillation plant (10), to generate a desired pressure in at least one region of the process water distillation plant (10), and to deliver steam from the evaporator (18) to the condenser (34). The condenser (34) is in thermal contact with the evaporator (18) so that, at least in certain operating phases of the process water distillation plant (10), thermal energy that is released upon condensation of steam delivered to the condenser (34) is transferred to a fluid in the evaporator (18). Furthermore, the process water distillation plant (10) contains a concentrate collection region (20) which is designed to accommodate concentrate produced during operation of the process water distillation plant (10), and an energy source which is designed to supply energy to the process water distillation plant (10). A control device (49) Is designed to control the supply of energy from the energy source to the process water distillation plant (10) in dependence on the progress of the distillation process in the process water distillation plant (10).

Inventors:
TORO SANTAMARIA JORGE MARIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/076767
Publication Date:
May 05, 2022
Filing Date:
September 29, 2021
Export Citation:
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Assignee:
KMU LOFT CLEANWATER GMBH (DE)
International Classes:
B01D3/34; B01D1/00; B01D1/06; B01D1/28; B01D3/00; B01D3/42; C02F1/04
Foreign References:
US20120205231A12012-08-16
US5906714A1999-05-25
DE102005049923B42017-12-14
Attorney, Agent or Firm:
SCHICKER, Silvia (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Prozesswasserdestillationsanlage (10) die umfasst:

- einen Verdampfer (18),

- einen Kondensator (34),

- einen Verdichter (28), der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Prozesswasser- destillationsanlage (10) in zumindest einem Bereich der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) einen gewünschten Druck zu erzeugen und Dampf aus dem Verdampfer (18) in den Kondensator (34) zu fördern, wobei der Kondensator (34) mit dem Ver- dampfer (18) in Wärmekontakt steht, so dass zumindest in bestimmten Betriebspha- sen der Prozesswasserdestillationsanlage (10) Wärmeenergie, die bei der Kondensation von in den Kondensator (34) gefördertem Dampf frei wird, an ein Fluid in dem Verdampfer (18) übertragen wird,

- einen Konzentratsammelbereich (20), der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage (10) anfallendes Konzentrat aufzunehmen,

- eine Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10) Energie zuzuführen, und

- eine Steuereinrichtung (49), die dazu eingerichtet ist, die Zufuhr von Energie von der Energiequelle in die Prozesswasserdestillationsanlage (10) in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zu steuern.

2. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach Anspruch 1, wobei:

- die Energiequelle eine Heißgasquelle (41) umfasst, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10), insbesondere dem Verdampfer (18) und/oder dem Kondensator (34), ein Heißgas zuzuführen, wobei die Heißgasquelle (41) vor- zugsweise eine externe Dampfquelle umfasst, die dazu eingerichtet ist, der Prozess- wasserdestillationsanlage (10) Wasserdampf zuzuführen, und/oder

- die Energiequelle eine elektrische Heizeinrichtung (47) umfasst, die dazu eingerich- tet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10), insbesondere dem Verdampfer (18), Wärmeenergie zuzuführen.

3. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach Anspruch 2, wobei die Heißgasquelle (41) dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) Heißgas, insbesondere Wasserdampf, mit einem über dem Atmosphären- druck liegenden Druck, insbesondere mit einem Druck von mindestens 2 bar, und/oder gesättigten Wasserdampf zuzuführen.

4. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner umfasst:

- mindestens einen Temperatursensor (52, 54), der dazu eingerichtet ist, der Steu- ereinrichtung (49) für eine Temperatur in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) charakteristische Signale zu übermitteln, und/oder

- mindestens einen Drucksensor (56, 58), der dazu eingerichtet ist, der Steuerein- richtung (49) für einen Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) charakte- ristische Signale zu übermitteln, wobei die Steuereinrichtung (38) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) in Abhängigkeit der von dem mindestens einen Tempera- tursensor (52, 54) und/oder dem mindestens einen Drucksensor (56, 58) übermittelten Signale zu steuern.

5. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase der- art zu steuern, dass

- in einem Druckreduktionschritt der Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) auf einen unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck reduziert wird,

- zu reinigendes Prozesswasser in die Prozesswasserdestillationsanlage (10) zuge- führt wird,

- der Verdichter (28) in einem geschlossenen Rezirkulationskreislauf Fluid aus dem Verdampfer (18) in den Kondensator (34) fördert, wobei das Fluid durch die Verdich- tung in dem Verdichter (28) erwärmt wird und beim Durchströmen des Kondensators (34) Wärmeenergie an das Fluid in dem Verdampfer (18) abgibt, und

- von der Energiequelle Wärmeenergie und/oder Heißgas in die Prozesswasserdestil- lationsanlage (10) zugeführt wird.

6. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase der- art zu steuern, dass - Wärmeenergie von der elektrischen Heizeinrichtung (47) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, und/oder

- Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird.

7. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart zu steuern, dass

- die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) unterbrochen ist,

- Destillat aus dem Kondensator (34) abgeführt wird, und

- in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasser- destillationsanlage (10) Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Verdampfer (18) und/oder den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) zugeführt wird.

8. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart zu steuern, dass

- Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, wenn der Druck in dem Ver- dampfer (18) einen Druckschwellwert unterschreitet und/oder die Temperatur in dem Verdampfer (18) einen Temperaturschwellwert unterschreitet, und/oder

- die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Ver- dampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) unterbrochen wird, wenn die Temperatur in dem Verdampfer (18) einen zulässigen Maximalwert überschreitet.

9. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart zu steuern, dass

- Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator (34) einen Temperaturschwellwert unterschreitet, und/oder

- die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kon- densator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) unterbrochen wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator (34) einen zulässigen Maximalwert überschreitet.

10. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart zu steuern, dass

- die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) unterbrochen ist,

- Destillat aus dem Kondensator (34) abgeführt wird, und

- Wärmeenergie von einer elektrischen Heizeinrichtung (47) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird.

11. Prozesswasserdestillationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuereinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Prozesswas- serdestillationsanlage (10) während einer Kompensationsphase derart zu steuern, dass

- mittels des Verdichters (28) eine Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) erhöht wird, bis die Druckdifferenz einen zulässigen Maxi- malwert erreicht.

12. Verfahren zum Betreiben einer Prozesswasserdestillationsanlage (10) die um- fasst:

- einen Verdampfer (18),

- einen Kondensator (34),

- einen Verdichter (28), der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Prozesswasser- destillationsanlage (10) in zumindest einem Bereich der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) einen gewünschten Druck zu erzeugen und Dampf aus dem Verdampfer (18) in den Kondensator (34) zu fördern, wobei der Kondensator (34) mit dem Ver- dampfer (18) in Wärmekontakt steht, so dass zumindest in bestimmten Betriebspha- sen der Prozesswasserdestillationsanlage (10) Wärmeenergie, die bei der Kondensation von in den Kondensator (34) gefördertem Dampf frei wird, an ein Fluid in dem Verdampfer (18) übertragen wird,

- einen Konzentratsammelbereich (20), der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage (10) anfallendes Konzentrat aufzunehmen, und

- eine Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10) Energie zuzuführen, wobei eine Steuereinrichtung (49) die Zufuhr von Energie von der Energiequelle in die Prozesswasserdestillationsanlage (10) in Abhängigkeit des Fortschritts des Destil- lationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) steuert.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei: - die Energiequelle eine Heißgasquelle (41) umfasst, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10), insbesondere dem Verdampfer (18) und/oder dem Kondensator (34), ein Heißgas zuzuführen, wobei die Heißgasquelle (41) vor- zugsweise eine externe Dampfquelle umfasst, die dazu eingerichtet ist, der Prozess- wasserdestillationsanlage (10) Wasserdampf zuzuführen, und/oder

- die Energiequelle eine elektrische Heizeinrichtung (47) umfasst, die dazu eingerich- tet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage (10), insbesondere dem Verdampfer (18), Wärmeenergie zuzuführen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Heißgasquelle (41) dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) Heißgas, insbesondere Wasserdampf, mit einem über dem Atmosphären- druck liegenden Druck, insbesondere mit einem Druck von mindestens 2 bar, und/oder gesättigten Wasserdampf zuzuführen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Prozesswasserdestillationsanlage (10) ferner umfasst:

- mindestens einen Temperatursensor (52, 54), der dazu eingerichtet ist, der Steu- ereinrichtung (49) für eine Temperatur in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) charakteristische Signale zu übermitteln, und/oder

- mindestens einen Drucksensor (56, 58), der dazu eingerichtet ist, der Steuerein- richtung (49) für einen Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) charakte- ristische Signale zu übermitteln, wobei die Steuereinrichtung (38) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) in Abhängigkeit der von dem mindestens einen Temperatursensor (52, 54) und/oder dem mindestens einen Drucksensor (56, 58) übermittelten Signale steuert.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei: die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase derart steuert, dass

- in einem Druckreduktionschritt der Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage (10) auf einen unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck reduziert wird,

- zu reinigendes Prozesswasser in die Prozesswasserdestillationsanlage (10) zuge- führt wird, - der Verdichter (28) in einem geschlossenen Rezirkulationskreislauf Fluid aus dem Verdampfer (18) in den Kondensator (34) fördert, wobei das Fluid durch die Verdich- tung in dem Verdichter (28) erwärmt wird und beim Durchströmen des Kondensators (34) Wärmeenergie an das Fluid in dem Verdampfer (18) abgibt, und

- von der Energiequelle Wärmeenergie und/oder Heißgas in die Prozesswasserdestil- lationsanlage (10) zugeführt wird, und/oder die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase derart steuert, dass

- Wärmeenergie von der elektrischen Heizeinrichtung (47) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, und/oder

- Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei: die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart steuert, dass

- die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) unterbrochen ist,

- Destillat aus dem Kondensator (34) abgeführt wird, und

- in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasser- destillationsanlage (10) Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Verdampfer (18) und/oder den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsan- lage (10) zugeführt wird, und/oder die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart steuert, dass

- Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, wenn der Druck in dem Ver- dampfer (18) einen Druckschwellwert unterschreitet und/oder die Temperatur in dem Verdampfer (18) einen Temperaturschwellwert unterschreitet, und/oder

- die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Ver- dampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) unterbrochen wird, wenn die Temperatur in dem Verdampfer (18) einen zulässigen Maximalwert überschreitet, und/oder die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart steuert, dass - Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kondensator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator (34) einen Temperaturschwellwert unterschreitet, und/oder

- die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle (41) der Energiequelle in den Kon- densator (34) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) unterbrochen wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator (34) einen zulässigen Maximalwert überschreitet, und/oder die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) während einer Destillationsphase derart steuert, dass

- die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) unterbrochen ist,

- Destillat aus dem Kondensator (34) abgeführt wird, und

- Wärmeenergie von einer elektrischen Heizeinrichtung (47) der Energiequelle in den Verdampfer (18) der Prozesswasserdestillationsanlage (10) zugeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei: die Steuereinrichtung (49) den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage (10) während einer Kompensationsphase derart steuert, dass

- mittels des Verdichters (28) eine Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer (18) und dem Kondensator (34) erhöht wird, bis die Druckdifferenz einen zulässigen Maxi- malwert erreicht.

Description:
Prozesswasserdestillationsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Prozesswasserdestillationsanlage

Die Erfindung betrifft eine Prozesswasserdestillationsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Prozesswasserdestillationsanlage.

Die Aufbereitung von industriellen Abwässern durch Vakuumdestillation stellt ein ef- fektives und gleichzeitig wirtschaftliches Verfahren zur Reinigung verunreinigter Flüs- sigkeiten dar, die beispielsweise als Waschlösungen in Tauch-, Spritz- und Ultraschallreinigungsanlagen, als Prozesslösungen bei Oberflächenveredelungsverfah- ren, wie z.B. Galvanisieren, Beizen, Anodisieren, Gleitschleifen, Entfetten, Phospha- tieren, Brünieren, Pulverbeschichten oder Lackieren, oder bei Bohr-, Schneid-, Schleif- und Ziehanwendungen sowie beim Druckgießen anfallen. Diese Flüssigkeiten können beispielsweise durch Lösungsmittel, Öle, Wachse, Hydraulikflüssigkeiten und/oder Kühlmittel verunreinigt sein.

Aus der DE 10 2005 049 923 B4 ist eine Destillationsanlage zum Reinigen von indust- riell verunreinigtem Abwasser/Prozesswasser bekannt. Die Destillationsanlage um- fasst einen Behälter mit einer Verdampfer-/Kondensatoreinheit, sowie einen Bodenverdichter, der für die zur Verdampfung/Kondensation notwendigen Druckver- hältnisse in der Destillationsanlage sorgt. Die Verdampfereinheit dient dazu, in den Behälter zugeführte verunreinigte Flüssigkeit zu verdampfen, wobei sich uner- wünschte Bestandteile, wie z.B. Silikone, Siloxane, Glykole, Wachse, Öle, Amine, Emulgatoren, Tenside, Salze, etc. in einem Verdampfersumpf in einem Bodenbereich des Behälters sammeln. Gereinigter Wasserdampf steigt dagegen in dem Behälter auf und wird mittels des Bodenverdichters oberhalb eines Nebelabscheiders abge- saugt und der Verdampfer-/Kondensatoreinheit zugeführt. In dem Kondensator der Verdampfer-/Kondensatoreinheit kondensiert der Wasserdampf zu gereinigtem Des- tillat, das schließlich noch einem Destillatkühler zugeführt wird. Der Destillatkühler dient gleichzeitig als Vorwärmer für die in den Behälter bzw. den Verdampfer der Verdampfer-Kondensatoreinheit zuzuführende verunreinigte Flüssigkeit.

Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, eine Prozesswasserdestillationsanlage be- reitzustellen, die eine effektive und effiziente Reinigung von Abwässern ermöglicht. Ferner ist die Erfindung auf die Aufgabe gerichtet, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Prozesswasserdestillationsanlage anzugeben. Eine Prozesswasserdestillationsanlage umfasst einen Verdampfer einen Kondensator und einen Verdichter. Der Verdichter ist dazu eingerichtet, im Betrieb der Prozess- wasserdestillationsanlage in zumindest einem Bereich der Prozesswasserdestillations- anlage einen gewünschten Druck zu erzeugen und Dampf aus dem Verdampfer in den Kondensator zu fördern. Der Kondensator steht mit dem Verdampfer in Wärme- kontakt, sodass zumindest in bestimmten Betriebsphasen der Prozesswasserdestillati- onsanlage Wärmeenergie, die bei der Kondensation von in den Kondensator gefördertem Dampf frei wird, an ein Fluid in dem Verdampfer übertragen wird.

Der Verdampfer kann beispielsweise in einem ein Rohrbündel aufnehmenden Bereich eines Destillationsbehälters der Prozesswasserdestillationsanlage angeordnet sein. Der Kondensator kann beispielsweise durch ein Innenvolumen der Rohre des Rohr- bündels definiert werden. Das Kondensat in den Rohren des Rohrbündels wird dann von dem in dem Verdampfer zu verdampfenden Fluid umströmt, sodass ein ungehin- derter Transfer von Wärmeenergie von dem Kondensat in dem Kondensator auf das zu verdampfende Fluid in dem Verdampfer möglich ist.

Ferner umfasst die Prozesswasserdestillationsanlage einen Konzentratsammelbereich, der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage anfallendes Konzentrat aufzunehmen. Das Konzentrat enthält typischerweise schwer flüchtige Verunreinigungen, die während des im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage in der Prozesswasserdestillationsanlage ablaufenden Destillationsprozesses nicht ver- dampfen und sich dementsprechend in dem Konzentratsammelbereich sammeln. Der Konzentratsammelbereich kann beispielsweise in einem Sumpf des Destillationsbehäl- ters angeordnet sein.

Mit zunehmendem Fortschritt des Destillationsprozesses ändert sich die Zusammen- setzung des sich in dem Konzentratsammelbereich sammelnden Konzentrats übli- cherweise dahingehend, dass sich das Konzentrat mit schwer flüchtigen Komponenten, wie z.B. ölhaltigen Verunreinigungen oder dergleichen anreichert. Die daraus resultierende Erhöhung des Siedepunkts des Konzentrats, hat eine Verringe- rung der Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Konden- sator andererseits und folglich eine Verlangsamung des Wärmetransfers und damit der Energierückgewinnung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zur Folge. Dadurch verlangsamt sich der Destillationsprozess zunehmend und kommt schließlich zum Erliegen. Die Prozesswasserdestillationsanlage ist daher zusätzlich mit einer Energiequelle aus- gestattet, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage Energie zu- zuführen. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorhanden, die dazu eingerichtet ist, die Zufuhr von Energie von der Energiequelle in die Prozesswasserdestillationsanlage in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestilla- tionsanlage zu steuern. Der Fortschritt des Destillationsprozesses, den die Steuerein- richtung als Steuerparameter für die Steuerung der Zufuhr von Energie von der Energiequelle nutzt, kann beispielsweise durch eine Bestimmung, ob der Destillati- onsprozess noch läuft oder bereits zum Erliegen gekommen ist und/oder eine Be- stimmung der Geschwindigkeit des Destillationsprozesses erfasst werden.

Bei der hier beschriebenen Prozesswasserdestillationsanlage ermöglicht die Nutzung der von der Energiequelle bereitgestellten zusätzlichen Energie eine Aufrechterhal- tung des Destillationsprozesses selbst dann, wenn der Destillationsprozess im ther- modynamischen Gleichgewicht ohne externe Energiezufuhr, wie oben beschrieben, aufgrund der Siedepunktserhöhung des Konzentrats und der daraus resultierenden Verlangsamung des Wärmetransfers zwischen dem Kondensator und dem Verdamp- fer zunehmend zum Erliegen kommt. Durch den Eintrag zusätzlicher Energie wird das thermodynamische Gleichgewicht dahingehend verschoben, dass es ermöglicht wird, den Destillationsprozess weiterzuführen und dadurch eine zunehmende Aufkonzent- ration bzw. Eindickung des Konzentrats zu erreichen. Die Prozesswasserdestillations- anlage ermöglicht daher eine besonders effektive und gleichzeitig effiziente Reinigung von Abwässern.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Prozesswasserdestillationsanlage umfasst die Energiequelle eine Heißgasquelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasser- destillationsanlage ein Heißgas zuzuführen. Das von der Heißgasquelle bereitgestellte Heißgas kann dazu genutzt werden, Wärmeenergie bereitzustellen, die den Wär- metransferprozess zwischen Kondensator und Verdampfer fördert bzw. aufrecht er- hält, sodass durch die Verdichtung, Überhitzung und Kondensation des Wasserdampfs in dem Kondensator eine optimale und damit besonders effiziente Nutzung des Energieinhalts des Wasserdampfs für eine Kompensation der Siede- punktserhöhung des Konzentrats möglich wird.

Die Heißgasquelle kann dazu eingerichtet sein, dem Verdampfer und/oder dem Kon- densator ein Heißgas zuzuführen. Das Heißgas kann entweder direkt in den Ver- dampfer und/oder den Kondensator eingebracht werden. Alternativ dazu kann das Heißgas aber auch lediglich in Wärmekontakt mit dem Verdampfer und/oder dem Kondensator gebracht werden, wenn eine Vermischung des Heißgases mit dem Dampf/Wasser in dem Verdampfer und/oder dem Kondensator verhindert werden soll.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Prozesswasserdestillationsan- lage umfasst die Heißgasquelle einen externen, d.h. eine separat von dem Verdamp- fer der Prozesswasserdestillationsanlage ausgebildete Dampfquelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage Wasserdampf zuzuführen. Der von der externen Dampfquelle, beispielsweise einem externen Dampferzeuger, be- reitgestellte Wasserdampf kann besonders einfach in den Wärmetransferprozess zwi- schen Kondensator und Verdampfer integriert werden, da durch den Wasserdampf keine dort nicht ohnehin schon vorhandenen Substanzen in den Kondensator und/o- der den Verdampfer eingetragen werden.

Die Heißgasquelle kann mit einem Verdampferbereich eines Destillationsbehälters der Prozesswasserdestillationsanlage verbunden sein. Beispielsweise kann die Heißgas- quelle über eine Heißgaszufuhrleitung direkt mit dem Destillationsbehälter der Pro- zesswasserdestillationsanlage verbunden sein. Alternativ dazu kann die Heißgaszufuhrleitung jedoch auch in eine Leitung münden, über die dem Verdampfer im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage das zu reinigende Prozesswasser zu- geführt wird.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Heißgasquelle dazu eingerichtet sein, dem Kondensator ein Heißgas zuzuführen. Die Heißgasquelle ist dann vorzugsweise mit dem Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage verbunden. Beispielsweise kann die Heißgasquelle über eine Heißgaszufuhrleitung direkt mit dem Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage verbunden sein. Alternativ dazu kann die Heiß- gaszufuhrleitung jedoch auch in eine Leitung münden, über die dem Kondensator im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage der zur kondensierende Dampf aus dem Verdampfer zugeführt wird.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Prozesswasserdestillationsanlage eine elekt- rische Heizeinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestilla- tionsanlage Wärmeenergie zuzuführen. Die elektrische Heizeinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, dem Verdampfer Wärmeenergie zuzuführen. Eine elektrische Heizeinrichtung kann die Doppelfunktion erfüllen, einerseits bei einem Be- triebsstart der Prozesswasserdestillationsanlage in einer Vorwärmphase als Anfahr- heizung zu dienen und andererseits im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage während einer Destillationsphase zusätzliche Energie in das Gesamtsystem einzutra- gen, die zur Kompensation der Siedepunktserhöhung des Konzentrats genutzt wer- den kann.

Die Heißgasquelle ist vorzugsweise dazu eingerichtet, der Prozesswasserdestillations- anlage Heißgas, insbesondere Wasserdampf, mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck zuzuführen. Insbesondere kann der die Heißgasquelle dazu einge- richtet sein, der Prozesswasserdestillationsanlage Heißgas mit einem Druck von min- destens 2 bar zuzuführen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Heißgasquelle dazu eingerichtet sein, der Prozesswasserdestillationsanlage gesättigten Wasser- dampf zuzuführen. Der gesättigte Wasserdampf kann im Kondensator der Prozess- wasserdestillationsanlage kondensieren und der Prozesswasserdestillationsanlage dadurch zusätzlich Energie zuführen.

Die Prozesswasserdestillationsanlage umfasst vorzugsweise ferner mindestens einen Temperatursensor, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur in der Prozesswasser- destillationsanlage zu messen und der Steuereinrichtung für die Temperatur in der Prozesswasserdestillationsanlage charakteristische Signale zu übermitteln. Falls ge- wünscht oder erforderlich können auch mehrere Temperatursensoren vorhanden sein, die insbesondere in verschiedenen Bereichen der Prozesswasserdestillationsan- lage verbaut sein können. Insbesondere kann die Prozesswasserdestillationsanlage einen ersten Temperatursensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, die Temperatur in dem Verdampfer zu erfassen. Ferner kann ein zweiter Temperatursensor vorgese- hen sein, der dazu eingerichtet ist, die Temperatur in dem Kondensator zu erfassen. Der zweite Temperatursensor kann beispielsweise so positioniert sein, dass er die Temperatur in einer mit dem Kondensator verbundenen Abgasleitung erfasst. Eine Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator ist ein Indika- tor für den Wärmetransfer zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer und da- mit den Fortschritt des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage. Nimmt die Temperaturdifferenz ab, ist von einem verminderten Wärmetransfer und folglich einer Verlangsamung des Destillationspro- zesses auszugehen.

Ferner kann die Prozesswasserdestillationsanlage mindestens einen Drucksensor um- fassen, der dazu eingerichtet ist, einen Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage zu messen und der Steuereinrichtung für den Druck in der Prozesswasserdestillati- onsanlage charakteristische Signale zu übermitteln. Falls gewünscht oder erforder- lich, können auch mehrere Drucksensoren vorhanden sein, die insbesondere in verschiedenen Bereichen der Prozesswasserdestillationsanlage verbaut sein können. Insbesondere kann die Prozesswasserdestillationsanlage einen ersten Drucksensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, den Druck in dem Verdampfer zu erfassen. Fer- ner kann ein zweiter Drucksensor vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, den Druck in dem Kondensator zu erfassen.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Betrieb der Prozess- wasserdestillationsanlage in Abhängigkeit der von dem mindestens einen Tempera- tursensor und/oder dem mindestens einen Drucksensor übermittelten Signale zu steuern. Insbesondere kann die Steuereinrichtung die von dem mindestens einen Temperatursensor und/oder dem mindestens einen Drucksensor übermittelten Sig- nale dazu nutzen, Rückschlüsse auf den Fortschritt des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage zu ziehen und die Zufuhr von Energie von der Ener- giequelle entsprechend zu steuern.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Prozesswasserdestillationsanlage ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Betrieb der Prozesswasserdestillationsan- lage bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase derart zu steuern, dass in einem Druckreduktionschritt der Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage auf einen unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck reduziert wird. Hierzu wird der Verdichter von der Steuereinrichtung entsprechend angesteuert. Ferner wird zu reini- gendes Prozesswasser in die Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt. Für die För- derung des Prozesswassers in die Prozesswasserdestillationsanlage kann ein zu diesem Zeitpunkt bereits bestehender Unterdrück in der Prozesswasserdestillations- anlage genutzt werden. Alternativ dazu kann jedoch auch eine zusätzliche Förderein- richtung, beispielsweise eine Membranpumpe oder dergleichen, zur Förderung des Prozesswassers in die Prozesswasserdestillationsanlage eingesetzt werden.

Anschließend kann der Verdichter in einem geschlossenen Rezirkulationskreislauf Fluid aus dem Verdampfer in den Kondensator fördern, wobei das Fluid durch die Verdichtung in dem Verdichter erwärmt wird. Beim Durchströmen des Kondensators gibt das Fluid die bei der Kondensation freiwerdende Wärmeenergie an das Fluid in dem Verdampfer ab. Dadurch wird die Prozesswasserdestillationsanlage und insbe- sondere der Verdampfer aufgeheizt.

Zusätzlich kann unter der Steuerung der Steuereinrichtung von der Energiequelle Wärmeenergie und/oder Heißgas in die Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt werden. Durch die von der Energiequelle bereitgestellte zusätzliche Energie kann die Zeitspanne, die erforderlich ist, um die erforderliche Betriebstemperatur in der Pro- zesswasserdestillationsanlage zu erreichen, und damit die Vorwärmphase der Anlage verkürzt werden.

Die Steuereinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase derart zu steuern, dass Wärmeenergie von der elektrischen Heizeinrichtung der Ener- giequelle in den Verdampfer der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird. Dadurch erfolgt ein zusätzlicher Wärmeenergieeintrag in den Verdampfer, sodass die erforderliche Betriebstemperatur für eine kontinuierliche Destillation in der Prozess- wasserdestillationsanlage schneller erreicht werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt werden. Auch dieser zusätzliche Wärme- eintrag ermöglicht es, die Betriebstemperatur für eine kontinuierliche Destillation schneller zu erreichen. Zusätzlich wird durch die Zufuhr des Heißgases in den Kon- densator verhindert, dass das Prozesswasser in dem Verdampfer in unerwünschter Weise verdünnt wird, insbesondere dann, wenn als Heißgas Wasserdampf zum Ein- satz kommt.

Nach Abschluss der Vorwärmphase, wenn in der Prozesswasserdestillationsanlage, d. h. in dem Verdampfer und in dem Kondensator eine jeweilige gewünschte Betriebs- temperatur für eine kontinuierliche Destillation erreicht ist, kann der Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage in eine Destillationsphase überführt werden. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Betrieb der Prozesswasser- destillationsanlage während der Destillationsphase derart zu steuern, dass die Rezir- kulation von Fluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator unterbrochen ist. Dies kann beispielsweise durch Schließen eines Bypassventils zwischen dem Ver- dampfer und dem Kondensator erreicht werden. Ferner kann unter der Steuerung der Steuereinrichtung während der Destillationsphase Destillat aus dem Kondensator abgeführt werden.

Gleichzeitig sammelt sich während der Destillationsphase, wie oben beschrieben, in dem Konzentratsammelbereich der Prozesswasserdestillationsanlage ein Konzentrat, wobei mit zunehmendem Desti llationsfortschritt und folglich zunehmender Abfuhr von Destillat aus dem Kondensator die Konzentration schwer flüchtiger Verunreini- gungen in dem Konzentrat zunimmt und dementsprechend der Siedepunkt des Kon- zentrats ansteigt. Infolgedessen verlangsamt sich der Destillationsprozess. In Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestilla- tionsanlage wird daher vorzugsweise unter der Steuerung der Steuereinrichtung Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer und/oder den Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt, um durch den zusätzli- chen Eintrag von Energie in das System die Siedepunktserhöhung des Konzentrats zu kompensieren und den Destillationsprozess aufrechtzuerhalten.

Insbesondere kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage während der Destillationsphase derart zu steuern, dass Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer der Prozesswas- serdestillationsanlage zugeführt wird, wenn der Druck in dem Verdampfer einen Druckschwellwert unterschreitet und/oder die Temperatur in dem Verdampfer einen Temperaturschwellwert unterschreitet. Durch die Zufuhr von Heißgas und insbeson- dere Dampf kann/können der Druck und/oder die Temperatur in dem Verdampfer er- höht und damit der Destillationsprozess aufrechterhalten werden. Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer der Prozesswas- serdestillationsanlage wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung vorzugsweise unterbrochen, wenn die Temperatur in dem Verdampfer einen zulässigen Maximal- wert überschreitet.

Während dieser Betriebsphase der Prozesswasserdestillationsanlage wird der Ver- dichter vorzugsweise kontinuierlich mit konstanter Drehzahl betrieben, sodass der Druck in dem Verdampfer im Wesentlichen durch die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer gesteuert wird. Der Temperatur- schwellwert in dem Verdampfer, ab dem unter der Steuerung der Steuereinrichtung die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer initiiert wird, kann beispielsweise eine Temperatur sein, die der Temperatur des Pro- zesswassers in der Prozesswasserdestillationsanlage entspricht.

Ferner kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Prozess- wasserdestillationsanlage während der Destillationsphase derart zu steuern, dass Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Kondensator der Prozess- wasserdestillationsanlage zugeführt wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator einen Temperaturschwellwert unterschreitet. Durch die Zufuhr von Heißgas kann die Temperatur in dem Kondensator erhöht und damit der für eine Aufrechterhaltung des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage erforderliche Wär- metransfer von dem den Kondensator durchströmenden Fluid an das Fluid in dem Verdampfer gewährleistet werden. Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung vorzugsweise unterbrochen, wenn die Tempera- tur in dem Kondensator einen zulässigen Maximalwert überschreitet. Der zulässige Maximalwert kann beispielsweise ein Temperaturwert sein, ab dem in dem Konden- sator keine vollständige Kondensation mehr stattfindet.

Ferner kann die Steueranrechnung dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Prozess- wasserdestillationsanlage während der Destillationsphase derart zu steuern, dass die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator unterbro- chen ist, Destillat aus dem Kondensator abgeführt wird und währenddessen Wärme- energie von der elektrischen Heizeinrichtung der Energiequelle in den Verdampfer der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird. Durch diesen kontinuierlichen Eintrag zusätzlicher Wärmeenergie in den Verdampfer wird der Verdampfungsprozess in dem Verdampfer gefördert.

Schließlich ist die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage während einer Kompensationsphase, während der die Siedepunktserhöhung des Konzentrats kompensiert werden muss, um den Destil- lationsprozess aufrechtzuerhalten, derart zu steuern, dass mittels des Verdichters eine Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator erhöht wird, bis die Druckdifferenz einen zusätzlichen Maximalwert erreicht. Die Kompensations- phase beginnt vorzugsweise dann, wenn trotz des zusätzlichen Energieeintrags von der Energiequelle der Destillationsprozess nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Die Kompensationsphase endet, wenn mit dem Erreichen des zulässigen Maximal- werts für die Druckdifferenz keine weitere Förderung des Destillationsprozesses mehr möglich ist.

Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer Prozesswasserdestillationsanlage be- schrieben, die einen Verdampfer, einen Kondensator und einen Verdichter umfasst, der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage in zumin- dest einem Bereich der Prozesswasserdestillationsanlage einen gewünschten Druck zu erzeugen und Dampf aus dem Verdampfer in den Kondensator zu fördern. Der Kondensator steht mit dem Verdampfer in Wärmekontakt, so dass zumindest in be- stimmten Betriebsphasen der Prozesswasserdestillationsanlage Wärmeenergie, die bei der Kondensation von in den Kondensator gefördertem Dampf frei wird, an ein Fluid in dem Verdampfer übertragen wird. Die Prozesswasserdestillationsanlage um- fasst ferner einen Konzentratsammelbereich, der dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage anfallendes Konzentrat aufzunehmen, und eine Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage Energie zuzuführen. Eine Steuereinrichtung steuerte die Zufuhr von Energie von der Energie- quelle in die Prozesswasserdestillationsanlage in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasser- destillationsanlage.

Die Energiequelle kann eine Heißgasquelle umfassen, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage, insbesondere dem Verdampfer und/oder dem Kon- densator, ein Heißgas zuzuführen. Die Heißgasquelle umfasst vorzugsweise eine ex- terne Dampfquelle, beispielsweise einen externen Dampferzeuger, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage Wasserdampf zuzuführen. Zu- sätzlich oder alternativ dazu kann die Energiequelle eine elektrische Heizeinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage, insbeson- dere dem Verdampfer, Wärmeenergie zuzuführen.

Die Heißgasquelle ist vorzugsweise dazu eingerichtet, der Prozesswasserdestillations- anlage Heißgas, insbesondere Wasserdampf, mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck, insbesondere mit einem Druck von mindestens 2 bar, und/oder ge- sättigten Wasserdampf zuzuführen.

Die Prozesswasserdestillationsanlage umfasst vorzugsweise ferner mindestens einen Temperatursensor, der dazu eingerichtet ist, der Steuereinrichtung für eine Tempera- tur in der Prozesswasserdestillationsanlage charakteristische Signale zu übermitteln. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Prozesswasserdestillationsanlage mindestens einen Drucksensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, der Steuereinrichtung für ei- nen Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage charakteristische Signale zu über- mitteln. Die Steuereinrichtung steuerte den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage vorzugsweise in Abhängigkeit der von dem mindes- tens einen Temperatursensor und/oder dem mindestens einen Drucksensor übermit- telten Signale.

Bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase kann die Steuereinrichtung den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass in einem Druckreduktionschritt der Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage auf einen unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck reduziert wird, zu reinigendes Pro- zesswasser in die Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird, der Verdichter in einem geschlossenen Rezirkulationskreislauf Fluid aus dem Verdampfer in den Kon- densator fördert, wobei das Fluid durch die Verdichtung in dem Verdichter erwärmt wird und beim Durchströmen des Kondensators Wärmeenergie an das Fluid in dem Verdampfer abgibt, und von der Energiequelle Wärmeenergie und/oder Heißgas in die Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinrichtung bei einem Betriebsstart während einer Vorwärmphase den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage der- art steuern, dass Wärmeenergie von einer elektrischen Heizeinrichtung der Energie- quelle in den Verdampfer der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird, und/oder Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird.

Während einer Destillationsphase kann die Steuereinrichtung den Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass die Rezirkulation von Fluid zwi- schen dem Verdampfer und dem Kondensator unterbrochen ist, Destillat aus dem Kondensator abgeführt wird, und in Abhängigkeit des Fortschritts des Destillations- prozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer und/oder den Kondensator der Prozesswasserdestil- lationsanlage zugeführt wird.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinrichtung während einer Destillati- onsphase den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Verdampfer der Prozesswas- serdestillationsanlage zugeführt wird, wenn der Druck in dem Verdampfer einen Druckschwellwert unterschreitet und/oder die Temperatur in dem Verdampfer einen Temperaturschwellwert unterschreitet. Unter der Steuerung der Steuereinrichtung kann die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Ver- dampfer der Prozesswasserdestillationsanlage unterbrochen werden, wenn die Tem- peratur in dem Verdampfer einen zulässigen Maximalwert überschreitet.

Ferner kann die Steuereinrichtung während einer Destillationsphase den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass Wasserdampf aus dem exter- nen Dampferzeuger der Energiequelle in den Kondensator der Prozesswasserdestilla- tionsanlage zugeführt wird, wenn die Temperatur in dem Kondensator einen Schwellwert unterschreitet. Unter der Steuerung der Steuereinrichtung kann die Zu- fuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle der Energiequelle in den Kondensator der Prozesswasserdestillationsanlage unterbrochen werden, wenn die Temperatur in dem Kondensator einen zulässigen Maximalwert überschreitet.

Des Weiteren kann die Steuereinrichtung während einer Destillationsphase den Be- trieb der Prozesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass die Rezirkulation von Fluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator unterbrochen ist, Destillat aus dem Kondensator abgeführt wird und Wärmeenergie von einer elektrischen Heizein- richtung der Energiequelle in den Verdampfer der Prozesswasserdestillationsanlage zugeführt wird.

Während einer Kompensationsphase kann die Steuereinrichtung den Betrieb der Pro- zesswasserdestillationsanlage derart steuern, dass mittels des Verdichters eine Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator erhöht wird, bis die Druckdifferenz einen zusätzlichen Maximalwert erreicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine Prozesswasserdestillationsanlage zeigt.

Eine in Figur 1 gezeigte Prozesswasserdestillationsanlage 10 umfasst einen Destillationsbehälter 12 mit einem ersten Behälterabschnitt 12a, einem zweiten Behälterabschnitt 12b und einem dritten Behälterabschnitt 12c. Über eine Prozesswasserzufuhrleitung 14 wird zu reinigendes Prozesswasser, das Verunreinigungen wie z.B. Silikone, Siloxane, Glykole, Emulgatoren, Tenside, Salze und Leichtflüssigkeiten, wie z.B. Benzin, Benzol, Schmierstoffe oder Öle enthalten kann, in den ersten Behälterabschnitt 12a des Destillationsbehälters 12 zugeführt.

In dem zweiten Behälterabschnitt 12b ist ein Rohrbündel 16 angeordnet. In einem Verdampfer 18, der in einem das Rohrbündel 16 aufnehmenden Bereich des zweiten Behälterabschnitts vorgesehen ist, wird das Prozesswasser erwärmt und dabei verdampft, wobei sich schwer flüchtige Verunreinigungen in einem Konzentratsammelbereich 20 des ersten Behälterabschnitts 12a sammeln. Der Konzentratsammelbereich 20 ist in einem Sumpf des ersten Behälterabschnitts 12a angeordnet. Das sich in dem Konzentratsammelbereich 20 des ersten Behälterabschnitts 12a sammelnde Konzentrat vermischt sich im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 mit dem über die Prozesswasserzufuhrleitung 14 in den ersten Behälterabschnitt 12a zugeführten Prozesswasser so dass aufkonzentriertes Prozesswasser aus dem ersten Behälterabschnitt 12a über eine Aufgabeleitung 24 in den Verdampfer 18 gefördert werden kann. Nach Abschluss des Destillationsprozesses kann mittels einer ersten Fördereinrichtung 25 Konzentrat aus dem Konzentratsammelbereich 20 des ersten Behälterabschnitts 12a über eine Konzentratablaufleitung 26 aus dem Destillationsbehälter 12 abgeführt werden.

In der hier gezeigten Prozesswasserdestillationsanlage 10 erfolgt die Verdampfung bei einem gegenüber dem Atmosphärendruck verringerten Druck, wobei ein hier als Brüdenverdichter ausgeführter Verdichter 28 für die Einstellung der gewünschten Druckverhältnisse in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 sorgt. Stromabwärts des Verdichters 28 ist ein Pulsationsdämpfer 30 vorgesehen. In dem Verdampfer 18 gebildeter Wasserdampf füllt im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 einen Teil des ersten Behälterabschnitts 12a sowie den dritten Behälterabschnitt 12c. Der Wasserdampf wird durch einen in dem dritten Behälterabschnitt 12c vorgesehenen Nebelabscheider 32 geleitet und mittels des Verdichters 28 in einen Kondensator 34 gefördert.

Der Kondensator 34 wird durch ein Innenvolumen der Rohre des Rohrbündels 14 de- finiert, die im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 von dem in dem Ver- dampfer zu verdampfenden Fluid umströmt werden. Der Kondensator 34 steht somit mit dem Verdampfer 18 in Wärmekontakt, sodass zumindest in bestimmten Betriebs- phasen der Prozesswasserdestillationsanlage 10 Wärmeenergie, die bei der Konden- sation von in den Kondensator 34 gefördertem Dampf frei wird, an das Fluid in dem Verdampfer 18 übertragen werden kann.

Das in dem Kondensator 34 abgekühlte und dabei kondensierte Destillat wird schließlich durch eine Verbindungsleitung 36 in einen Wärmetauscher 38 geleitet und beim Durchströmen des Wärmetauschers 38 weiter abgekühlt. In dem Wärmetauscher 38 wird das Destillat in Wärmekontakt mit in den Destillationsbehälter 12 der Prozesswasserdestillationsanlage 10 zuzuführendem Prozesswasser gebracht. Der Wärmetauscher 38 wird in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 folglich als Prozesswasservorwärmer/Destillatkühler eingesetzt. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 38 wird das Destillat über eine Destillatabfuhrleitung 39 aus der Prozesswasserdestillationsanlage 10 abgeführt.

Ferner umfasst die Prozesswasserdestillationsanlage 10 eine Energiequelle, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage 10 Energie zuzuführen. In der hier gezeigten Ausführungsform der Prozesswasserdestillationsanlage 10 umfasst die Energiequelle eine in Form einer externen Dampfquelle bzw. eines externen Dampf- erzeugers ausgebildete Heißgasquelle 41, die dazu eingerichtet ist, der Prozesswas- serdestillationsanlage 10 ein Heißgas, d.h. Wasserdampf, zuzuführen. Die Heißgaquelle 41 ist so ausgebildet, dass sie der Prozesswasserdestillationsanlage 10 Heißgas, d.h. Wasserdampf, mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck von mindestens 2 bar und/oder gesättigten Wasserdampf zuführen kann.

Die Heißgasquelle 41 ist über eine erste Heißgaszufuhrleitung 44 mit dem Verdamp- fer 18 und über eine zweite Heißgaszufuhrleitung 45 mit dem Kondensator 34 ver- bunden. Insbesondere mündet die erste Heißgaszufuhrleitung 44 in einen oberen Bereich des dritten Behälterabschnitts 12c, der im Betrieb der Prozesswasserdestilla- tionsanlage 10 mit Wasserdampf gefüllt ist. Alternativ dazu kann die erste Heißgaszu- fuhrleitung 44 jedoch auch in eine Leitung münden, über die dem Verdampfer 18 im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 das zu reinigende Prozesswasser zu- geführt wird. Beispielsweise ist es auch denkbar, die erste Heißgaszufuhrleitung 44 stromaufwärts des Verdampfers 18 mit der Aufgabeleitung 24 zu verbinden.

Die zweite Heißgaszufuhrleitung 45 mündet stromabwärts des Verdichters 28 und stromabwärts des Pulsationsdämpfers 30 in eine den Verdampfer 18 mit dem Kon- densator 34 verbindende Dampfabfuhrleitung 46. Alternativ dazu kann die zweite Heißgaszufuhrleitung 45 aber auch direkt mit dem Kondensator 34 verbunden sein und beispielsweise in eines der Rohre des Rohrbündels 16 münden.

Ferner umfasst die Energiequelle eine elektrische Heizeinrichtung 47, die dazu einge- richtet ist, der Prozesswasserdestillationsanlage 10 Wärmeenergie zuzuführen. In der hier gezeigten Ausführungsform der Prozesswasserdestillationsanlage 10 ist die elekt- rische Heizeinrichtung 47 in dem Konzentratsammelbereich 20, d. h. in dem Sumpf des ersten Behälterabschnitts 12a angeordnet und dadurch dazu eingerichtet, dem Verdampfer 18 Wärmeenergie zuzuführen.

Der Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 wird mittels einer Steuereinrich- tung 49 gesteuert. Die Steuereinrichtung 49 ist unter anderem dazu eingerichtet, die Zufuhr von Energie aus der hier die Heißgasquelle 41 und die elektrische Heizeinrich- tung 47 umfassenden Energiequelle in die Prozesswasserdestillationsanlage 10 zu steuern. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 49 die Heißgasquelle 41, ein in der ers- ten Heißgaszufuhrleitung 44 angeordnetes erstes Heißgaszufuhrventil 50 sowie ein in der zweiten Heißgaszufuhrleitung 45 angeordnetes zweites Heißgaszufuhrventil 51 entsprechend an, um einerseits die Heißgaserzeugung in der Heißgasquelle 41 und andererseits die Leitung des erzeugten Heißgases aus der Heißgasquelle 41 entweder in den Verdampfer 18 oder den Kondensator 34 je nach Bedarf zu erlauben oder zu unterbrechen.

Die Prozesswasserdestillationsanlage 10 umfasst ferner mindestens einen Tempera- tursensor 52, 54, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur in der Prozesswasser- destillationsanlage 10 zu messen und der Steuereinrichtung 49 für die Temperatur in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 charakteristische Signale zu übermitteln. Insbesondere umfasst die Prozesswasserdestillationsanlage 10 einen ersten Tempe- ratursensor 54, der dazu dient, die Temperatur in dem Verdampfer 18 zu erfassen. Ein zweiter Temperatursensor 54 dient dazu, die Temperatur in dem Kondensator 34 zu erfassen. Der zweite Temperatursensor 54 ist hier in einer mit dem Kondensator 34 verbundenen Abgasleitung 55 positioniert.

Ferner umfasst die Prozesswasserdestillationsanlage 10 mindestens einen Druck- sensor 56, 58, der dazu eingerichtet ist, einen Druck in der Prozesswasserdestillati- onsanlage 10 zu messen und der Steuereinrichtung 49 für den Druck in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 charakteristische Signale zu übermitteln. Insbe- sondere umfasst die Prozesswasserdestillationsanlage 10 einen ersten Drucksensor 56, der dazu dient, den Druck in dem Verdampfer 18 zu erfassen, sowie einen zwei- ten Drucksensor 58, der dazu dient, den Druck in dem Kondensator 34 zu erfassen. Die Steuereinrichtung 49 steuert den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 in Abhängigkeit der von den Sensoren 52, 54, 56, 58 übermittelten Signale. Insbe- sondere ermittelt die Steuereinrichtung 49 auf der Grundlage der von den Sensoren 52, 54, 56, 58 übermittelten Signale den Fortschritt des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 und steuert entsprechend die Zufuhr von Ener- gie von der Energiequelle, d. h. den Betrieb der Heißgasquelle 41 sowie den Betrieb der elektrischen Heizeinrichtung 47.

Bei einem Betriebsstart der Prozesswasserdestillationsanlage 10 steuert die Steuer- einrichtung 49 während einer Vorwärmphase den Betrieb der Prozesswasserdestillati- onsanlage 10 derart, dass zunächst in einem Druckreduktionschritt durch entsprechende Ansteuerung des Verdichters 28 der Druck in der Prozesswasserdestil- lationsanlage 10 auf einen unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck reduziert wird. Ferner wird zu reinigendes Prozesswasser in die Prozesswasserdestillationsan- lage 10 zugeführt, indem unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 ein in der Prozesswasserzufuhrleitung 14 angeordnetes Prozesswasserzufuhrventil 59geöffnet und der in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 aufgebaute Unterdrück für die Förderung des Prozesswassers in die Prozesswasserdestillationsanlage 10 genutzt wird.

Während der Vorwärmphase ist ein Bypassventil 60, das in einer den Verdampfer 18 mit dem Kondensator 34 verbindenden Bypassleitung 62 angeordnet ist, geöffnet. Der Verdichter 28 fördert dadurch Fluid in einem geschlossenen Rezirkulationskreis- lauf aus dem Verdampfer 18 in den Kondensator 34. Das durch die Verdichtung in dem Verdichter 28 erwärmte Fluid kondensiert beim Durchströmen des Kondensators 34. Die bei der Kondensation freiwerdende Wärmeenergie wird an das zu verdamp- fende Fluid in dem Verdampfer 18 abgegeben. Dadurch wird die Prozesswasserdestil- lationsanlage 10 und insbesondere der Verdampfer 18 aufgeheizt.

Der Vorwärmprozess wird von der Energiequelle unterstützt, die während der Vor- wärmphase unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 Wärmeenergie und/oder Heißgas in die Prozesswasserdestillationsanlage 10 zugeführt. Insbesondere wird während der Vorwärmphase unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 die elekt- rische Heizeinrichtung 47 in Betrieb gesetzt, sodass die elektrische Heizeinrichtung 47 Wärmeenergie in den Verdampfer 18 abgibt. Während der Vorwärmphase wirkt die elektrische Heizeinrichtung 47 somit als Anfahrheizung. Darüber hinaus wird un- ter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 die Heißgasquelle 41 in Betrieb gesetzt und durch Öffnen des zweiten Heißgaszufuhrventils 51 die Zufuhr von Heißgas in den Kondensator 34 der Prozesswasserdestillationsanlage 10 initiiert. Durch die Zufuhr zusätzliche Energie in die Prozesswasserdestillationsanlage 10 wird die für eine konti- nuierliche Destillation in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 erforderliche Be- triebstemperatur schneller erreicht und damit der Anfahrprozess verkürzt.

Nach Abschluss der Vorwärmphase, d.h. wenn in der Prozesswasserdestillationsan- lage 10 eine jeweilige gewünschte Betriebstemperatur für eine kontinuierliche Destil- lation erreicht ist, wird der Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 in eine Destillationsphase überführt. Hierzu wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 zunächst das Bypassventil 60 geschlossen, sodass die Rezirkulation von Fluid zwi- schen dem Verdampfer 18 und dem Kondensator 34 unterbrochen wird. Ferner wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 ein in der Verbindungsleitung 36 ange- ordnetes Destillatabfuhrventil 64 geöffnet, sodass Destillat aus dem Kondensator 34 abgeführt wird. Während der Destillationsphase sammelt sich in dem Konzentratsammelbereich 20 ein Konzentrat, wobei mit zunehmendem Destillationsfortschritt und folglich zuneh- mender Abfuhr von Destillat aus dem Kondensator 34 die Konzentration schwer flüchtiger Verunreinigungen in dem Konzentrat zunimmt und dementsprechend der Siedepunkt des Konzentrats ansteigt. Infolgedessen verlangsamt sich der Destillati- onsprozess. In Abhängigkeit des mittels der Sensoren 52, 54, 56, 58 überwachten Fortschritts des Destillationsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage 10 wird daher unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 Heißgas aus der Heißgas- quelle 41 in den Verdampfer 18 und/oder den Kondensator 34 der Prozesswasser- destillationsanlage zugeführt. Darüber hinaus bleibt unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 die elektrische Heizeinrichtung 47 in Betrieb, sodass von der elektrischen Heizeinrichtung 47 zusätzliche Wärmeenergie in den Verdampfer 18 ein- getragen wird. Durch den zusätzlichen Eintrag von Energie in das System kann die Siedepunktserhöhung des Konzentrats zumindest für eine gewisse Zeitspanne kom- pensiert und der Destillationsprozess aufrechterhalten werden.

Wie oben beschrieben, erfolgt während der Vorwärmphase die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 nicht in Verdampfer 18, sondern ausschließlich in den Kon- densator 34, um zu vermeiden, dass das zu verdampfende Prozesswasser durch das aus der Heißgasquelle 41 zugeführte Heißgas, d.h. den von dem Dampferzeuger er- zeugten Wasserdampf, verdünnt wird. Während der Destillationsphase kann dagegen das von der Heißgasquelle 41 erzeugte Heißgas wahlweise dem Verdampfer 18 oder dem Kondensator 34 zugeführt werden. Um das von der Heißgasquelle 41 erzeugten Heißgas in den Verdampfer 18 zu leiten, wird unter der Steuerung der Steuereinrich- tung 49 das in der ersten Heißgaszufuhrleitung 44 angeordnete erste Heißgaszufuhr- ventil 50 geöffnet, während das in der zweiten Heißgaszufuhrleitung 45 angeordnete zweite Heißgaszufuhrventil 51 geschlossen ist. Die Zufuhr von Dampf aus der Heiß- gasquelle 41 in den Kondensator 34 erfolgt dagegen, wie oben beschrieben, durch Öffnen des zweiten Heißgaszufuhrventil 51 bei gleichzeitig geschlossenem ersten Heißgaszufuhrventil 50.

Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 in den Verdampfer 18 wird wäh- rend der Destillationsphase unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 initiiert, wenn der Druck in dem Verdampfer 18 einen Druckschwellwert unterschreitet und/o- der die Temperatur in dem Verdampfer 18 einen Temperaturschwellwert unterschrei- tet. Der Temperaturschwellwert in dem Verdampfer 18, ab dem unter der die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 in den Verdampfer 18 initiiert wird, kann bei- spielsweise eine Temperatur sein, die der Temperatur des Prozesswassers in der Pro- zesswasserdestillationsanlage 10 entspricht. Während Destillationsphase wird der Verdichter 48 kontinuierlich mit konstanter Drehzahl betrieben, sodass der Druck in dem Verdampfer 18 im Wesentlichen durch die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgas- quelle 41 in den Verdampfer 18 gesteuert wird. Durch die Zufuhr von Heißgas, insbe- sondere Dampf, können der Druck und die Temperatur in dem Verdampfer 18 erhöht und damit der Destillationsprozess länger aufrechterhalten werden, obwohl der der Siedepunkt des Konzentrats in dem Konzentratsammelbereich 20 ansteigt. Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 in den Verdampfer 18 wird unterbrochen, wenn die Temperatur in dem Verdampfer 18 einen zulässigen Maximalwert über- schreitet.

Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 in den Kondensator 34 wird wäh- rend der Destillationsphase unter der Steuerung der Steuereinrichtung 49 initiiert, wenn die Temperatur in dem Kondensator 34 einen Temperaturschwellwert unter- schreitet. Durch die Zufuhr von Heißgas, insbesondere Dampf, kann die Temperatur in dem Kondensator 34 erhöht und damit der für eine Aufrechterhaltung des Destilla- tionsprozesses in der Prozesswasserdestillationsanlage erforderliche Wärmetransfer von dem den Kondensator 34 durchströmenden Fluid an das Fluid in dem Verdamp- fer gewährleistet werden. Die Zufuhr von Heißgas aus der Heißgasquelle 41 in den Kondensator 34 der Prozesswasserdestillationsanlage wird dagegen unter der Steue- rung der Steuereinrichtung 49 unterbrochen, wenn die Temperatur in dem Konden- sator 34 einen zulässigen Maximalwert überschreitet, wobei als zulässiger Maximalwert ein Temperaturwert gewählt wird, ab dem in dem Kondensator 34 keine vollständige Kondensation mehr stattfindet.

Im Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 schließt sich an die Destillations- phase eine Kompensationsphase an, die dann beginnt, wenn trotz des zusätzlichen Energieeintrags von der Energiequelle der Destillationsprozess nicht mehr aufrecht- erhalten werden kann. Während der Kompensationsphase, während der die Siede- punktserhöhung des Konzentrats kompensiert werden muss, um den Destillationsprozess aufrechtzuerhalten, steuert die Steuereinrichtung 49 den Betrieb der Prozesswasserdestillationsanlage 10 und insbesondere den Betrieb des Verdich- ters 28 derart, dass mittels des Verdichters eine Druckdifferenz zwischen dem Ver- dampfer 18 und dem Kondensator 34 erhöht. Wird, bis die Druckdifferenz einen zusätzlichen Maximalwert erreicht. Der zulässige Maximalwert für die Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer 18 und dem Kondensator 34 ergibt sich beispielsweise aus dem Design der Prozesswasserdestillationsanlage 10. Die Kompensationsphase und damit der Destillationsprozess insgesamt enden, wenn mit dem Erreichen des zulässi- gen Maximalwerts für die Druckdifferenz keine weitere Förderung des Destillations- prozesses mehr möglich ist.