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Effiziente Kreislaufführung von Kühlwasser durch integrierte Entsalzung am Beispiel der Stahlindustrie

Kurzbeschreibung:

Ziel des Projektes ist die Halbierung des Frischwasserverbrauchs für Kühlkreisläufe am Beispiel der Stahlindustrie und damit eine Wassereinsparung von bis zu 800.000 m³/a für einen durchschnittlichen Stahlstandort. Dies soll über einen verminderten Salzeintrag durch bedarfsgerechte Dosierung von Kühlwasserchemikalien einerseits und durch die Verfahrensentwicklung geeigneter Verfahren zur Salzabtrennung aus Zulauf-, Kreislauf- und Absalzwasser andererseits erreicht werden. Aufgrund der komplexen Kühlwassermatrix und Struktur der Kühlkreisläufe ist dieses Ziel nur durch begleitende Entwicklung eines Simulationstools für das gesamte Kreislaufwassersystem möglich.

Ziele:

Mit der Verbesserung der Effizienz der Wasserkreisläufe werden folgende Ziele erreicht:

  • Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von gekühlten Prozessen
  • Schutz der natürlichen Wasserquellen vor Verunreinigung durch Zusätze und Salze
  • Geringere Abhängigkeit der Stahlproduktion von der Wasserverfügbarkeit

Arbeitsschwerpunkte:

Arbeitsschwerpunkte des Projektes sind:

  • Entwicklung eines Konzepts zur bedarfsgerechten Chemikaliendosierung auf Basis neuer Messverfahren für biologische Aktivität und Feststoffkonzentration in Kühlwässern
  • Entsalzung von Kühlwässern: Herstellung von Prototypen und Demonstrationsversuche unter betrieblichen Bedingungen als Kombinationsverfahren aus:
    • kapazitiver Deionisation
    • Umkehrosmose mit, im Projekt neu entwickelten Membranen mit Anti-Fouling-Beschichtung,
    • Hochleistungsumkehrosmose und Evaporation mit strukturierten Polymerwärmetauschern zur Konzentratminimierung auf dem Weg zu einer Zero-Liquid-Discharge-Lösung
  • Auf die vorstehenden Entsalzungsverfahren angepasste Vorbehandlung des Absalzwassers zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit
  • Exemplarische Abbildung der Kühlkreisläufe eines Stahlverarbeiters mittels Simulation, Entwicklung der Simulationsmodule der neuen Verfahren und Berechnung der wirtschaftlichsten und nachhaltigsten Prozesskombinationen und Betriebsweisen
  • Zusammenfassung der Ergebnisse in ein unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bewertetes Anlagenkonzept im Stahlbereich bestehend aus Vorbehandlung, 1. und 2. Entsalzungsstufe für neu zu errichtende Kühlkreisläufe oder als Ergänzungsanlage zum Wasserrecycling unter Berücksichtigung einer bedarfsgerechten Dosierung von Kühlwasserchemikalien
  • Transfer auf Kühlwasserkreisläufe anderer Branchen

In Europa bzw. in Ländern ohne Wassermangel wird ein Marktpotential für das System zur bedarfsgerechten Chemikaliendosierung gesehen. Weltweit, insbesondere in Gebieten mit Wassermangel, wird ein hohes Marktpotential für die entwickelte Verfahrenskombination zur Salzentfernung und hocheffizienten Wasserkreislaufführung gesehen.


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