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Verfahren und Anlage zum Abscheiden von Flüssigkeit aus mit Flüssigkeit vermischtem körnigem Gut, z. B. Sand-Wassergemischen
Es sind Entwässerungsverfahren bekanntgeworden, bei denen das zu entwässernde Rohgut zunächst einem Konuseindicker zugeführt wird, in dem eine Vorkonzentration des Korngutes stattfindet. Das in diesem Voreindicker abgesetzte Korngut samt einem erheblichen Flüssigkeitsanteil wird mittels einer Dick-' stoffpumpe in den Einlauf eines Zyklones gefördert, in dem der zweite Abscheidungsprozess vor sich geht.
Die von dem Zyklon abgeschiedene Feinfraktion wird in den Konuseindicker rUckgeführt. Wenn der Feststoffgehalt des zu entwässernden Rohgutes starken Schwankungen unterworfen ist, so kann der Hydrozyklon auch so eingerichtet sein, dass das von ihm eingedickte Korngut-Wassergemisch in den Einlauf des Voreindickers rückgeführt wird, wenn es einen bestimmten Feststoffgehalt unterschreitet und nur dann als Endfraktion anfällt, wenn dieser Mindestgehalt überschritten wird. Der Wirksamkeit solcher Anlagen sind gewisse Grenzen gesetzt, die ihre Anwendbarkeit beschränken. Ihre Leistungsfähigkeit gestattet eine Anreicherung des Korngehaltes auf etwa 40-50 Vol.-%, entsprechend 65-72 Gew.-% bei Sanden, so dass sie ein Endprodukt liefern, das beim Lagern, vor allem aber beim Transport noch Flüssigkeit abgibt.
Nun ist es aber in vielen Fällen erwünscht, wenn nicht erforderlich, die Konzentration bis zur Tropffreiheit zu treiben, um beim Transport möglichst wenig totes Gewicht zu verfrachten und im Winter eine Vereisung der Strassen durch abtropfendes Wasser zu vermeiden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine Entwässerung bis zur Tropffreiheit bei wirtschaftlich tragbarem Aufwand nur mit Hilfe eines Verfahrens möglich ist, in dessen Verlauf das von Flüssigkeit teilweise zu befreiende Korngut-Flüssigkeitsgemisch im letztenverfahrensschritt durch die Anwendung aufgeprägter Schwingungen in seine Komponenten geschieden wird.
Das angestrebte Ziel,. ein anfallendes Korngut-Flüssigkeitsgemisch hinsichtlich seines Korngehaltes bis zur Tropffreiheit zu konzentrieren, lässt sicherreichen, wenn erfindungsgemäss das Korngut-Flüssigkeits- gemisch in den ersten Verfahrensschritten, gegebenenfalls bei wenigstens teilweiser Ausscheidung von Körnern mit einem Durchmesser unter 100 Mikron, bis zu einem Korngehalt von mindestens 25 Vol.-% eingedickt, die abgeschiedene Flüssigkeit samt den gegebenenfalls ausgeschiedenen Kornbestandteilen abgeführt, das eingedickte Korngut-Flüssigkeitsgemisch in dem letzten Verfahrenssçhritt während seines Transportes der Einwirkung wenigstens einer mit der Transportrichtung höchstens einen spitzen Winkel einschliessenden, Durchbrechungen aufweisenden, schwingenden Wandung unterworfen,
die durch die Wechselwirkung dieser Wand mit den Kornbestandteilen sich an und nahe der Oberfläche des Korngutes-Flüssigkeitsgemisches ansammelnde Flüssigkeit abgezogen und das abgesetzte, wenigstens annähernd bis zur Tropffreiheit eingedickte Korngut-Fltissigkeitsgemisch als Endfraktion entnommen wird.
Der Trennvorgang in der letzten Verfahrensstufe beruht auf einer Wechselwirkung der schwingenden Wand mit dem Korngut-Flüssigkeitsgemisch, dessen beide Komponenten sich unterschiedlich verhalten.
Von einer schwingenden Wand zurückgestossene Körner werden in dem Gemisch zurückgehalten, wogegen hinsichtlich der Flüssigkeit ein solcher Effekt nicht auftritt. Es ist verständlich, dass ein Zurückhalten von in das Gemisch zurückprallenden Körnern nur dann auftreten kann, wenn dessen Gehalt an Kornbestandteilen oberhalb einer gewissen Schranke liegt, die mit etwa 25 Vol.-% angesetzt werden kann. Desgleichen ist es von Wichtigkeit, dass zum Herabsetzen der Restfeuchtigkeit des Endproduktes das Korngut zum Ausfüllender Hohlräume zwischen den grösseren Körnern wenigstens einen Anteil, etwa 10 %, von feineren Körnern z. B. unter 1 mm Durchmesser, enthält, eine Bedingung, die z. B. bei natürlich anfallenden Sanden im allgemeinen erfüllt ist.
Befinden sich in dem Korngut zu wenige Körner mit einem unterhalb die-
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ses Wertes liegenden Durchmesser, so kann nach einem Merkmal der Erfindung der erforderliche Anteil durch die Rückführung eines Anteiles des abgetrennten Wassers samt mitgeführten feinen Körnern in den Einlauf dieser Stufe erreicht werden.
Enthalt das Rohgut einen erheblichen Anteil von sehr feinen Körnern, so kann es sich-z. B. bei Be- tonsanden-als notwendig oder wenigstens vorteilhaft erweisen, wenigstens einen Anteil dieser Körner auszuscheiden, bevor das Korngut-Flüssigkeitsgemisch in die letzte Verfahrensstufe eintritt. Es ist aber auch möglich, die Abscheidung eines solchen Anteiles in der letzten Verfahrensstufe vorzusehen. Enth lt das Gemisch praktisch keine oder viel zu wenig Körner mit einem Durchmesser zwischen 0, 1 und 1 mm, so kann zur Erhöhung der Wirksamkeit des letzten Verfahrensschrittes eine Menge solchen Feinkornes zugesetzt werden. Diese Menge wird dann in dem Prozess mehrfach umgewälzt und nur nach und nach ausgeschieden, so dass sie nur fallweise ergänzt zu werden braucht.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anlage besteht aus wenigstens zwei nacheinander zur Wirkung kommenden Entwässerungsvorrichtungen, von denen erfindungsgemäss zumindest die letzte Vorrichtung als Transportkanal ausgebildet ist, dessen Wandung wenigstens eine absteigend verlaufende Wandpartie aufweist, die in die Nähe des Einlaufes verlegt und die zur Gänze oder teilweise mit Durchbrechungen zum Abführen von Flüssigkeit ausgestattet und mit einem Schwingungserzeuger in Verbindung gebracht sind.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen die Fig. 1-4 in schematisierter Darstellung Ausführungbeispiele erfindungsgemässer Anlagen.
Die Anlage nach Fig. 1 enthält als Voreindicker einen Hydrozyklon 1, dessen Einlauf das Rohgut R zugeführt wird und dessen Ablauf ins Freie mündet. Dieser Hydrozyklon ist in vorteilhafter Weise oberhalb des Einlaufes eines Rüttelentwässerers 2 angeordnet. der einen Transportkanal darstellt, an dessen wenigstens zonen weise z. B. ; m Bereich der Vorderwand 5, durchorocheller Wandung die Abscheidung von Flüssigkeit in dem erforderlichen Ausmass vor sich geht. Das aus dem Rilt elentwässerer austretende KorngutFlüssigkeitsgemisch bildet das Endprodukt E.
Die im Hydrozyklon bzw. im Rüttelentwässerer abgeschiedenen Flüssigkeitsmengenoder FeinfraktionenF1 bzw. F werden abgezogen und entweder verworfen oder, wenn es sich lohnt, auf andere Weise bzw. in andern Vorrichtungen weiterverarbeitet.
Bei der Anlage nach Fig. 2, die ebenfalls zwei Stufen aufweist, ist ein Einlauftrichter 3 vorgesehen, dem das Rohgut R zugeführt wird. Dieser Trichter kann zweckmässig als Einlauf eines Kippeindickers 4 ausgebildet sein, indem eine Vorentwässerung vor sich geht und der zur Abgabe von zwei mit Flüssigkeit ver- mischten Kornfraktionen E, bzw. K. eingerichtet ist. Die aus dem Kippentwässerer austretende, auf die erforderliche Feststoffkonzentration von 25 Vol.-% voreingedickte, mit Flüssigkeit vermischte Kornfraktion
K1 wird dem Einlauf eines Rüttelentwässerers 2 zugeführt und in diesem weiterkonzentriert. Das aus diesem austretende Korn-Flüssigkeitsgemisch bildet das Endprodukt E.
Die feinere Fraktion F, des Kippeindickers und die aus dem Rüttelentwässerer mit Flüssigkeit abgeschiedenen Feinkörner F, werden in einem Pumpensumpf 6 gesammelt, aus diesem mittels einer Dickstoffpumpe 7 hochgefördert und über eine Rohrleitung 8 in den Einlauftrichter 3 rückgeführt und dort dem Rohgut beigemengt. Der Überlauf F des Kippeindickers bildet die abgeschiedene Fltissigkeitsmenge.
In Fig. 3 ist eine dreistufige Anlage veranschaulicht. Sie besteht aus einem Konuseindicker 9, dem das Rohgut R zugeleitet wird und der einen Überlauf 10 aufwe's*. Das sich in diesem Voreindicker absetzende Korngut wird mit einem erheblichen Flüssigkeitsanteil mittels einer Fördereinrichtung z. B. einer Dickstoffpumpe 7, in den Einlauf eines Kippeindickers 4 gefördert, der die zweite Stufe realisiert. bem Kippeindicker ist als letzte Stufe wieder ein Rüttelentwässerer 2 nachgeschaltet. Das aus diesem austretende Korngut-Flüssigkeitsgemisch, dem Flüssigkeit bis zur Tropffreiheit entzogen ist, bildet das Endprodukt E.
Die Feinbestandteile mit sich führende, aus dem Rüttelentwässerer austretendeFlüssigkeit F, fliesst ebenso wie die feinere Fraktion F. des Kippeindickers in den Konuseindicker 9 zurück. Gegebenenfalls kann auch der Überlauf Fs des Kippeindickers in den Konuseindicker rückgeführt werden. Die aus dem Konuseindicker überlaufende Flüssigkeit F stellt in Verbindung mit dem Überlauf Fg, oder, wenn dieser rück- geführt wird, für sich allein die dem Rohgut entzogene Flüssigkeitsmenge dar. An Stelle des Kippeindickers kann auch ein anderer Eindicker mit selbsttätiger Steuerung des Korngutauslasses verwendet werden.
Fig. 4 zeigt eine Variante der zweistufigen Anlage nach Fig. l, bei welcher der Hydrozyklon durch einen Kippeindicker 4 ersetzt ist. Sämtliche besprochenen Anlagen haben sich in der Praxis bewahrt.
Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. erfindungsgemässer Anlage zeigt das folgende Beispiel, das sich auf eine Anlage nach Fig. 3 bezieht, bei welcher die Feinfraktion F, des Kippeindickers und dessen Überlauf F. in den Konuseindicker rückgeführt werden.
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Die folgende Tabelle gibt Aufschluss über die eingetragenen, abgeführten und umgewälzten Mengen an Korngut bzw. Flüssigkeit.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Korngut <SEP> Wasser
<tb> Menge <SEP> in <SEP> Korndurchmesser. <SEP> Menge <SEP> in <SEP> Gew. <SEP> -%" <SEP>
<tb> t/h <SEP> inmm <SEP> m <SEP> /h
<tb> R <SEP> 30 <SEP> 0-3 <SEP> 150 <SEP> 83
<tb> F <SEP> 1 <SEP> 0-0. <SEP> 1 <SEP> 146 <SEP> 99
<tb> Ft <SEP> + <SEP> Fs <SEP> 3 <SEP> 0-0, <SEP> 2 <SEP> 110 <SEP> 97
<tb> Kl <SEP> 34 <SEP> 0-3 <SEP> 15 <SEP> 31
<tb> E <SEP> 29 <SEP> 0-3 <SEP> 4 <SEP> 12
<tb> Fz <SEP> 5 <SEP> 0-3 <SEP> 11 <SEP> 69
<tb>
Das abgeschiedene Korngut-Flüssigkeitsgemisch hat einen Wassergehalt von 12Gew. und ist somit bis zur Tropffreiheit eingedickt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeit aus mit Flüssigkeitvermischtem körnigem Gut, mit einem Flüssigkeitsentzug in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten, dadurch gekennzeichnet, dass das Korngut-Flüssigkeitsgemisch in den ersten Verfahrensschritten, gegebenenfalls bei wenigstens teilweiser Ausscheidung von Körnern mit einem Durchmesser unter 100 Mikron, bis zu einem Korngehalt von mindestens 25 Vol.
-0/0 eingedickt, die abgeschiedene Flüssigkeit samt den gegebenenfalls ausgeschiedenen Kornbestandteilen abgeführt, das eingedickte Korngut-Flüssigkeitsgemisch in dem letzten Verfahrensschritt während seines Transportes der Einwirkung wenigstens einer mit der Transportrichtung höchstens einen spitzen Winkel einschliessenden, Durchbrechungen aufweisenden, schwingenden Wandung unterworfen, die durch die Wechselwirkung dieser Wand mit den Kornbestandteilen sich an und nahe der Oberfläche des Korngut-Flüssigkeitsgemisches ansammelnde Flüssigkeit abgezogen und das. abgesetzte, wenigstens annähernd bis zur Tropffreiheit eingedickte Korngut-Flüssigkeitsgemisch als Endfraktion entnommen wird.