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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung, insbesondere Entwässerung, von Suspen- sionen, insbesondere Zementrohmehlsuspensionen, wobei vor Zuführung der Suspension zu einer Filtra- tionsvorrichtung für die Suspensionsbestandteile, vorteilhaft einer Presse bzw. Filtriereinrichtung mit einem Filtergewebe, insbesondere einer Siebpresse, bevorzugt Siebbandpresse, der Suspension
Konditionierungsmittel zur Erhöhung der Viskosität bzw. der inneren Reibung bzw. der Scherfestig- keit des Presskuchens und gegebenenfalls zur Herabsetzung des Filtrationswiderstandes, z. B. Ein- dickungs-bzw. Flockungsmittel, zugesetzt werden, und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Erfindung hat im besonderen eine Verbesserung der Zementproduktion zum Ziel. Bekannt- lich werden etwa 40% der Weltproduktion von Zement derzeit noch nach dem sogenannten Nassver- fahren durchgeführt. Dabei werden die Rohstoffe unter Zugabe von Wasser vermahlen und vermischt und als wässerige Suspension dem Brennofen zugeführt. Hiebei wird im ersten Schritt durch Zufüh- rung thermischer Energie, u. zw. üblicherweise durch Gas-, Öl-oder Kohlefeuerung, Klinker ge- brannt. Der dafür notwendige Energieaufwand von etwa 4600 bis 6500 kJ/kg fertigen Zementklinker ist ein wesentlicher Betriebskostenfaktor. Daher führt man seit geraumer Zeit Umbauten durch, um das Zementrohmehl vor seiner Einspeisung in den Ofen zu filtrieren und zu entwässern, um
Brennstoff einzusparen.
Derzeitiger Stand der Technik ist es, für diesen Prozess neben andern Aggregaten auch Sieb- bandpressen einzusetzen. Um die Zementrohmehl-Wassersuspension grosstechnisch filtrierbar zu ma- chen, wird als Flockungsmittel organischer Polyelektrolyt zugegeben. Dabei werden durch elektro- statische Kräfte das an den Feststoffteilchen stark gebundene Wasser in leicht abtrennbares Zwi- schenraumwasser umgewandelt und die Feststoffteilchen zu einer gallertartigen Masse derart mit- einander verbunden, dass diese nach erfolgter Schwerkraftentwässerung für eine Druckbeaufschla- gung mechanisch stabil genug sind. Nachfolgend wird der dabei entstehende Schlammkuchen durch steigenden Druck zwischen Siebbändern entwässert.
Diese Form der Konditionierung ist mit erhebli- chen Kosten für den Polyelektrolyt verbunden. Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei der Behand- lung, insbesondere Entwässerung, anderer Suspensionen.
Der Nachteil der bekannten Verfahren wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass als Kon- ditionierungsmittel Filterstaub, vorteilhaft mit einem Kalkanteil, insbesondere aus der Zementher- stellung bzw. aus dem dabei verwendeten Brennofen, vorzugsweise Drehrohrofen, sowie nach dessen Ausscheidung in Staubabscheidern, insbesondere Zyklonen bzw. Elektrofiltern, also aus der elektrostatischen Gasreinigung, und bzw. oder Kalk der Suspension, insbesondere der Zementrohmehlsuspension, vor deren Zuführung zur Filtrationsvorrichtung, insbesondere Siebbandpresse, zugesetzt wird und dass gegebenenfalls eine Vakuumentwässerung durchgeführt wird, bevor bzw. während die konditionierte Suspension der Filtrationsvorrichtung, insbesondere der Siebbandpresse, beispielsweise in einem gravitären Ablauf, zugeleitet wird.
Auf diese Weise kann der teure Polyelektrolyt, Energie und Zementrohmehl eingespart werden. Durch eine geeignete Menge, im Regelfall zwischen 5 und 20% der ursprünglichen Rohmehlfeststoffmenge, wird eine Änderung des rheologischen Verhaltens der Suspension erreicht, so dass ein Stoff mit einem quasi Feststoffcharakter ent- steht. Dieser ist nun mechanisch stabil genug oder kann durch Einsatz einer Vakuumvorentwässerung so druckstabil gemacht werden, dass er den bei der Pressung in Siebbandpressen charakteristisch auftretenden Scherspannungen widersteht. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt dabei nicht nur in der oben bereits erwähnten Einsparung an organischen Polyelektrolyten, sondern auch in der Verwertung des Abfallstaubs, was Einsparungen bei der erforderlichen Rohmehlmenge bedeutet.
Bei dieser Art der Rückführung des Filterstaubes in den Prozess erreicht man ebenso eine Abscheidung von unerwünschten Bestandteilen im Filterstaub als gelöste Substanzen im Filtrat.
Vorteilhaft ist die Kalkzugabe wesentlich geringer als die Filterstaubzugabe, wobei die Kalkzugabe z. B. etwa 10 Gew.-% von der Filterstaubzugabe beträgt. Damit lässt sich die Aktivität des Filterstaubs steigern. Zweckmässigerweise wird vor der Zugabe des Filterstaubs bzw. des Kalks mittels Dichtemessung die Trockensubstanzmenge der Suspension festgestellt und dann erfolgt gemäss einer gewünschten Eingangskonsistenz der Suspension für die Filtrationsvorrichtung, insbesondere Siebbandpresse, die Zugabe des Filterstaubs bzw. Kalks zur Suspension vor der Trennvorrichtung.
Vorteilhaft wird dazu die Zugabemenge des Filterstaubs bzw. Kalks in Abhängigkeit von der Dichtemessung und der Durchflussmenge der Suspension eingeregelt. Auf diese Weise lässt sich eine gewünschte Schlammeingangskonsistenz erreichen.
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Gemäss der weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden Suspension und Filterstaub bzw. Kalk vor deren Zuleitung zur Filtrationsvorrichtung zweckmässig der Siebbandpresse, insbesondere kontinuierlich gemischt, wobei die Zuführung der Konditionierungsmittel und
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Eindringen störender Feuchtigkeit verhindert werden.
Es genügt, wenn der Suspension, bezogen auf deren Trockensubstanzgehalt, der vorteilhaft
50 bis 75 Gew.-% beträgt, eine wesentlich geringere Menge Filterstaub bzw. Kalk, insbesondere
3 bis 30 Gew.-%, vorteilhaft 5 bis 15 Gew.-%, zweckmässig etwa 5 Gew.-%, Filterstaub bzw. insbe- sondere 0, 5 bis 10 Gew.-%, vorteilhaft 1 bis 5 Gew. -%, zweckmässig etwa 5 Gew.-%, Kalk zuge- geben werden.
Man kann auch Filterstaub und Kalk gleichzeitig zumischen. Dann kann vorteilhaft bei einer solchen gleichzeitigen Zugabe von Filterstaub und Kalk deren Menge, bezogen auf die Trockensubstanzmenge, der Suspension 3 bis 15 Gew.-% Filterstaub und 0, 5 bis 5 Gew.-% Kalk betragen.
Die an die Filterstaub- bzw. Kalkzugabe gegebenenfalls anschliessende Vakuumentwässerung kann bei einem Unterdruck von etwa 0, 1 bis 0, 8, vorteilhaft 0, 3 bis 0, 6 bar, erfolgen.
Anlagen zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren bauen auf bekannte Anlagen zur Behandlung, insbesondere Entwässerung von Suspensionen, insbesondere Zementrohmehlsuspensionen, auf, in denen zumindest eine Filtrationsvorrichtung für die Suspensionsbestandteile, vorteilhaft eine Presse bzw. Filtriereinrichtung mit einem Filtergewebe, insbesondere eine Siebpresse, bevorzugt Siebbandpressen, und eine Kontitionierungsmittelzuführung vorgesehen sind, wobei diese Konditionierungsmittelzuführung mit der Suspensionszuleitung vor der Aufbringungs- bzw. Einbringungsstelle der konditionierten Suspension an der Filtrationsvorrichtung (Stoffauflauf) verbunden ist.
Gemäss der Erfindung münden die Filterstaub, vorteilhaft mit Kalkanteil, insbesondere aus der Zementherstellung, und bzw. oder Kalk, führende Konditionierungsmittelzuführung und die Suspensionszuleitung direkt oder über eine Mischkammer in eine Mischvorrichtung, z. B. einen Durchlaufmischer, die bzw. der mit der Aufbringungs- bzw. Einbringungsstelle der konditionierten Suspension an der Filtrationsvorrichtung (Stoffauflauf) über eine weitere Leitung oder in einem gravi-
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am Eingang der Filtrationsvorrichtung vorgesehen sein kann. Auf diese Weise wird auf einfache Art die gewünschte Viskosität des zu entwässernden Materials eingestellt. Dieser Effekt lässt sich in verstärktem Ausmass erreichen, wenn eine Filterstaubzuführung und eine Kalkzuführung in eine Mischvorrichtung münden, an die eine, z.
B. mit Fördereinrichtungen, vorteilhaft Förderschnecken, versehene, Leitung für das so entstandene Filterstaub-Kalkgemisch angeschlossen ist, welche nebst der Suspensionszuleitung mit einer weiteren Mischvorrichtung verbunden ist, die mit der Aufbringungs-bzw. Einbringungsstelle der konditionierten Suspension an der Filtrationsvorrichtung (Stoffauflauf) über eine weitere Leitung oder einen gravitären Ablauf in Verbindung steht.
Es können auch zwei oder mehr Filtrationsvorrichtungen, insbesondere Siebbandpressen, parallelgeschaltet werden. Dabei steht bzw. stehen die Mischvorrichtung (en) für den Filterstaub bzw. Kalk und die Suspension über getrennte Leitungen mit zwei oder mehr Aufbringungs- bzw.
Einbringungsstellen der konditionierten Suspension von zwei oder mehr Filtrationsvorrichtungen in Verbindung. Im besondern ist zweckmässigerweise - in Fliessrichtung gesehen-vor der Mischvorrichtung bzw. vor Mischvorrichtungen für den Filterstaub bzw. Kalk und der Suspension eine Zuführschnecke angeordnet, die einerseits über (eine), z. B. mit Fördereinrichtungen, vorteilhaft Förderschnecken, versehene, Leitung (en) mit der bzw. den vorerwähnten Mischvorrichtung (en) und anderseits über eine Rückführleitung für Überschuss-Staub bzw. Überschuss-Kalk mit dem Vorratsbzw. Sammelbehälter für den Filterstaub bzw. den Kalk verbunden ist. Damit werden einzelne Einrichtungen und Aggregate eingespart.
Da es weitestgehend auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Konditionierungsmittels ankommt, wird vorteilhaft dafür Filterstaub aus dem Brennofen, insbesondere Drehrohrofen, eines Zementherstellungsprozesses benutzt, der in (einem) Staubabscheider (n), insbesondere Zyklon (en) und bzw. oder (einem) Elektrofilter (n) abgeschieden wird. Es ist auch günstig,
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wenn für die Zuführung der Suspension in deren Zuführungsleitung eine, insbesondere gepanzerte, Pumpe, vorteilhaft Kreiselpumpe, eingeschaltet ist, mit deren Antrieb, insbesondere einem Elektromotor, eine von einer Durchflussmessung des Suspensionsstroms abhängige Drehzahlregelung verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich eine für die Praxis zweckmässige Dosierung von Suspension und Konditionierungsmittel erreichen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn in der Suspensionszuleitung ein Dichtemessgerät eingeschaltet ist, das mit Einrichtungen für die Zuführung des Filterstaubs bzw.
Kalks, z. B. Förderschnecken und bzw. oder Zellenradschleusen, in Verbindung steht. Ausserdem können die Einrichtungen zur Zuführung des Filterstaubs bzw. Kalks mittels Wiegeeinrichtungen oder Schüttstrommessgeräten geregelt werden, wobei als Regelgrösse die gemessene Dichte bzw. der daraus ableitbare Feststoffgehalt und die gemessene Durchflussmenge in der Suspensionszuleitung dient.
Besonders vorteilhaft ist eine Zufuhr des Materials zur Filtrationsvorrichtung auf Grund der Schwerkraft. Dann ist bzw. sind die Mischvorrichtung (en) oberhalb der Filtrationsvorrichtung (en), insbesondere Siebbandpresse (n), angeordnet, wobei als Mischvorrichtung (en) beispielsweise (ein) Ein- bzw. Doppelwellenmischer vorgesehen ist bzw. sind. Dabei kann die Zwischenschaltung einer Pumpe entfallen.
Soweit eine Vakuumentwässerung erforderlich erscheint, können hiefür in der gravitären Entwässerungszone der Siebbandpresse (n) Vakuumsaugkästen angeordnet werden oder eine Vakuumentwässerung als getrennte Trennvorrichtung der (den) Siebbandpresse (n) vorgeschaltet werden.
Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise näher erörtert. An Hand der Zeichnungen werden verschiedene Anlagen und deren Funktion als praktische Ausführungsbeispiele geschildert. Dabei zeigen die Fig. l bis 3 Anordnungsbeispiele mit einer einzigen Siebbandpresse, die Fig. 4 und 5 mit drei Siebbandpressen.
Bei der in Fig. l dargestellten Anlage wird bei --1-- Filterstaub oder Kalk [CaO oder Ca (OH2) ] in das System eingebracht. Dessen Zugabemenge beträgt - bezogen auf den Trockenstoffanteil in der Suspension - bei Filterstaub 3 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, bei Kalk 0, 5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%. Dieses Konditionierungsmittel wird dann über eine durch einen Elektromotor --2-- betätigte Zellenradschleuse --3-- und über ein Durch-
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ben wird, dem Mischer --7-- zugeführt, der ebenfalls durch einen Elektromotor --8-- betätigt wird.
In den Mischer --7-- wird eine Zementrohmehlsuspension mit einem Trockensubstanzgehalt von 50 bis 75 Gew.-% mittels der vom Elektromotor --10-- angetriebenen Suspensionsförderpumpe - über die Leitung --11-- eingebracht. Vom Mischer --7-- wird hierauf die konditionierte Suspension über an sich bekannte Zuführorgane --12-- der Siebbandpresse --13-- zugeleitet. Der Stoffauflauf --14-- erfolgt hier von oben auf das obere Siebband --15--. Das obere Siebband - und das untere Siebband --16-- werden je durch einen Elektromotor --17 bzw. 18-- be- wegt. An Stelle eines Elektromotors bzw. von Elektromotoren kann ein bzw. können Hydraulikantriebe) vorgesehen werden. Ein einziger Elektromotor kann mittels entsprechender Getriebe und Antriebssysteme die obere und die untere Antriebswalze drehen.
Nachdem das eingebrachte Material die Presse durchlaufen hat, verlässt es bei --19-- als Presskuchen mit einem Trockengehalt von 75 bis 90 Gew.-%, insbesondere 78 bis 85 Gew.-%, die Anlage. Es wird dann dem Brennofen, insbesondere dem Drehrohrofen, einer Zementproduktion zugeleitet.
Bei der Ausbildung nach Fig. 2 werden als Konditionierungsmittel 3 bis 15 Gew.-% Filterstaub und 0, 5 bis 5 Gew.-% Kalk [CaO bzw. Ca (OH) :.], beides bezogen auf den Trockenstoffanteil in der Suspension, bei --20 bzw. 21-- eingebracht und einem Vormischer --22-- zugeführt, der durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der übrige Teil der Anlage ist in der gleichen Weise gestaltet wie die nach Fig. l, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen tragen.
Die Anlage nach Fig. 3 gleicht derjenigen nach Fig. l mit Ausnahme der zusätzlichen Vakuum- entwässerung --24--. Diese besteht aus einer Vakuumpumpe --25-- inklusive nötiger peripherer Aggregate und Behälter, die ebenfalls einen Elektroantrieb --26-- besitzt, und aus Vakuumsaug- kästen --27-- in der gravitären Entwässerungszone --28-- der Siebbandpresse.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird bei --29-- der von Elektrofiltern und Zyklonen kommende Staub aus dem Drehrohrofen der Zementherstellung eingebracht und zunächst einem Staub-
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--30-- zugeleitet.Mischer --35-- zugeführt. Die Suspension aus einer Rohmehlnassaufbereitung wird bei --36-- in einen Schlammvorratsbehälter --37-- eingebracht, der ein motorgetriebenes (--38--) Rührwerk --39-besitzt. Von diesem führt die Suspensionsleitung --40-- über eine motorgetriebene (--41--) Sus-
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diesem wird das so gewonnene Gemisch in getrennten Leitungen --44, 45 und 46-- über Förderpumpen --47 bis 49--, die durch Elektromotoren --50 bis 52- betätigt werden, und über Durch- flussmessgeräte --53 bis 55-- drei Siebbandpressen --56 bis 58-- zugeleitet.
Die so gewonnenen Presskuchen werden bei --59 bis 61-- entnommen und gelangen über ein gemeinsames Förderband - 62-- bei --63-- zum Brennprozess.
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Aus dem Staubsilo --71-- wird der von Elektrofiltern und Zyklonen herrührende Filterstaub über ein Förderorgan --72-- einer Verteilkammer --73-- zugeführt, die vorteilhaft eine durch einen
Elektromotor --74-- betriebene Mischvorrichtung aufweist. Der Überschussstaub wird durch die Lei- tung --75-- in den Staubsilo --71-- zurückgegeben. Von der Kammer --73-- gelangt der Filter- staub zu den Mischern --64 bis 66-- über in ähnlicher Weise wie bei den zuvor geschilderten
Beispielen ausgestattete Zuführungen --76 bis 78--.
Zu den gleichen Mischern --64 bis 66-- wird die Suspension aus dem vorerwähnten Behälter --70-- über getrennte Rohrsysteme --79 bis 81-- gebracht, die ähnlich ausgestattet sind wie die Zuleitung --40 bis 43-- beim Beispiel nach Fig. 4.
Der Presskuchen wird ebenfalls wie bei diesem Beispiel über Einrichtungen --59 bis 63-zum Brenn- prozess befördert. Bei allen vorbeschriebenen Ausführungen ist die Durchflussanzeigeregelung mit - bezeichnet.
Der Grundgedanke für die erfindungsgemässe Entwicklung war vor allem, eine aus Rohmaterial für die Zementherstellung und Wasser bestehende Suspension so zu konditionieren, dass sie für die
Entwässerung nach dem Siebbandpressenprinzip ohne Einsatz von Polyelektrolyten geeignet ist.
Durch die Zugabe von Filterstaub, der bei der Zementherstellung sowohl in einem Nassprozess als auch in einem Trockenprozess anfällt, wurde der oben geschilderte Konditionierungseffekt er- zielt, so dass damit erstens eine wesentliche Betriebskostenersparnis gegenüber der Verwendung von Polyelektrolyt und zweitens eine Verwertung dieser "Abfallstäube" möglich wurde.
Diese Filterstäube treten, wie bereits erwähnt, im Zementherstellungsprozess im Drehrohrofen auf und werden mit den heissen Ofenabgasen aus der Brennzone ausgetragen und anschliessend in Staubabscheidern, insbesondere Zyklonen und Elektrofiltern abgeschieden.
Auf Grund der Herkunft dieser Stäube unterscheidet man zwischen Filterstaub aus dem Nassoder Halbnassprozess und Filterstäuben aus dem Trockenverfahren, die sich wieder in "Bypass-Staub" und "Preheater-Staub" aufteilen lassen.
Grundsätzlich eignen sich für das erfindungsgemässe Konditionierungsverfahren alle diese Staubarten, jedoch ist zur Erzielung des gleichen Konditionierungseffektes mehr oder weniger Materialzugabe des jeweiligen Staubes erforderlich.
Es zeigte sich bei Versuchen, dass die "Aktivität" dieser Filterstäube vom "Freikalk"-Gehalt (Bestimmung mit Äthylenglykol, Äthanol, n/10 Salzsäure sowie Bromthymolblau als Indikator) abhängt. Der nach dieser Methode gemessene freie Kalkgehalt umfasst ausser CaO auch noch Ca (OH) : und einen Teil von Alkalien.
Zur Betätigung dieser Kenngrösse wurden Versuche durchgeführt, bei denen ausgehend von einer bestimmten Staubzugabe zur Suspension eine sukzessive Reduktion des Staubanteiles bei gleichzeitiger Substitution durch CaO und bzw. oder Ca (OH) 2 getestet wurde. Kalk wurde dabei jedoch nur in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1 : 10 (Kalk : Staub) als Staubersatz verwendet, was grössenordnungsmässig dem Anteil an Freikalk im Filterstaub entspricht.
Das positive Ergebnis dieser Testreihe zeigte zugleich die Möglichkeiten auf, die Konditionierung je nach Anforderung auch als Kombination dieser Filterhilfsmittel (Staub + Kalk) auszuführen bzw. diese sogar nur mit Kalk durchzuführen. Gerade im Hinblick darauf, dass diese Filterstäube
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je nach vorher genannten Typen unerwünscht hohe Anteile an Chloriden und Alkalien (besonders
Natrium und Kalium) enthalten können, die bei Rückführung in den Prozess technologisch unzulässi- ge Werte erreichen können, ist dieser teilweise oder vollständige Ersatz von Filterstaub durch
Kalk von Vorteil.
Vom Gesichtspunkt des Einsatzes zur Entwässerung von Rohmehlsuspensionen als Teil des Ze- mentherstellungsverfahrens sind zweckmässig als Filterhilfsmittel nur Staub aus dem Nass- oder Halb- nassverfahren selbst oder der Preheater-Staub aus einem Trockenverfahren direkt, Bypass-Staub ohne Vorbehandlung zur Chlorid- und Alkalireduktion nicht oder nur in sehr geringen Zugabemen- gen einsetzbar.
Die Rohmehlsuspensionen für den Zementherstellungsprozess weisen je nach Auslegung der Anla- ge unterschiedliche Wasser- bzw. Feststoffgehalte auf. Die oben genannten Filterstäube stehen je- doch meist nur in begrenzten Mengen zur Verfügung und die Kalkbeimischung bringt im Vergleich zu andern Entwässerungsverfahren ab einer gewissen Zugabemenge unwirtschaftlich hohe Betriebs- kosten.
Für alle jene Fälle, wo nun die Randbedingungen wie begrenzte vorhandene Staubmengen,
Begrenzung der Staubzugabe wegen technologischer Anforderungen bezüglich Chlorid- und Alkali- gehalte und eine Limitierung der Kalkzugabe aus Wirtschaftlichkeits-Erwägungen eine zufrieden- stellende Konditionierung der Suspension nicht erlauben, besteht die Möglichkeit, zusätzlich die bereits oben erwähnte Vakuumvorentwässerung einzusetzen.
Da das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen auf der richtigen Konditionierung be- ruht, soll hier auf die Zugabe der vorher erwähnten Filterhilfsmittel näher eingegangen werden.
Zu beachten ist dabei, dass der Konditionierungseffekt nur in einem geringen Mass durch die Erhöhung der Feststoffkonzentration hervorgerufen wird. Die Hauptursache für die Erreichung der geforderten Materialeigenschaften der Mischung sind chemische und physikalische Effekte.
Wie bereits dargestellt, ist offensichtlich der freie Kalkgehalt in den Konditionierungsmitteln besonders für eine erfolgreiche Konditionierung massgebend. Man erzielt bei der Zugabe von diesen Stoffen eine pH-Wert-Steigerung von üblicherweise PH 7 bis 10 auf PH 11 bis 13 als Zeichen einer starken Erhöhung der (OH)-Ionen Konzentration in der Mischung. Weiters wird durch die Erhöhung der Alkalität entsprechend der Kalziumanreicherung die Fremdionenkonzentration erhöht. Da mineralische Stoffe vornehmlich positive Ladungen in der Partikelgrenzschicht aufweisen, wird durch diese Ionenanreicherung das elektrochemische Potential in der Suspension in der Weise geändert, dass es zu einer Verringerung der Abstossungskräfte zwischen den Feststoffteilchen kommt, was sich in einer Änderung des rheologischen Verhaltens des Mischgutes zeigt.
Das vorher fliessfähige Material weist nach der Konditionierung ungleich höhere Viskosität auf. Der Stoff, der vorher annähernd als Newton'sche Flüssigkeit bezeichnet ist, wird thixotrop, wobei er ohne Einbringung von Scherkräften dickflüssige bis plastische Konsistenz zeigt.
Die Suspension wird vorzugsweise mit gepanzerten Kreiselpumpen --9, 42--, die speziell für derartige Stoffe entwickelt wurden, zum Mischer gepumpt. Durch eine über eine Durchlfussmessung gesteuerte Drehzahlregelung der Pumpe wird der gewünschte Förderstrom eingestellt. Die Konditionierungsmittelzugabe erfolgt ausgehend von einer bestimmten Schlamm-Eingangskonsistenz entsprechend der Trockensubstanzmenge in der Suspension. Schwankungen dieses Wertes werden mittels Dichtemessgerät erfasst und korrigieren die Zugabemenge (n) des (der) Filterhilfsmittel. Diese können über Förderschnecken und/oder Zellenradschleusen zugeführt und mittels Wiegeeinrichtungen oder Schüttstrommessgeräten geregelt und entsprechend der Regelgrösse aus dem Suspensionsregelkreis (Dichtemessung + Durchflussregelung) eingestellt werden.
Bei Anlagen mit mehreren Maschinen sollte diese Regelung im Zusammenhang mit dem Gesamtprozess in ein automatisches Prozessleitsystem eingegliedert werden.
Wie aus den Beispielen ersichtlich, werden Suspension und Staub entweder getrennt dem Mischer zugeführt oder in einer dem Mischer vorgeschalteten Mischkammer vermengt. Es ist bei der konstruktiven Ausführung dieser Zuführsysteme zu beachten, dass möglichst wenig Feuchtigkeit in die Konditionierungsmittelzuführleitung (en) eindringen kann.
Der Mischer selbst sollte vorzugsweise kontinuierlich als Durchlaufmischer ausgeführt sein.
Für die Aufstellung des Mischaggregates gibt es prinzipiell zwei Varianten, die in der Folge auch
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die nötige Stoffzufuhr und Verteilung des Mischgutes auf der Siebbandpresse beeinflussen, nämlich ein Aufbau über die Siebbandpresse, so dass jeder Siebbandpresse ein Mischer zugeordnet ist, oder eine Aufstellung auf gleichem oder niedrigerem Niveau als die Siebbandpresse.
Die erstgenannte Bauweise bietet die Vorteile, dass jeder Mischer direkt einer Siebbandpres- se zugeordnet ist und damit die Optimierung jeder Siebbandpressenlinie für sich erleichtert wird, und dass die Stoffzufuhr zur Siebbandpresse gravitär ohne Zwischenschaltung einer Pumpe möglich ist. Als Mischer kommen hier insbesondere Doppelwellenmischer oder Einwellenmischer in Betracht.
Die zweiterwähnte Variante ist vor allem sinnvoll, wenn für mehrere Siebbandpressen die
Mischung von Suspension und Konditionierungsmittel zusammengefasst werden soll, d. h. wenn weni- ger Mischaggregate als Siebbandpressen vorhanden sind. Der Vorteil ist hier eine zentrale Misch- anlage, von der jedoch für jede Pressenlinie eine Pumpe (Membran-, Kolben- oder Exzenter- schneckenpumpe) zur Förderung der Mischung zum Stoffauflauf installiert werden muss.
Als Mischer sind ebenfalls die bei der Variante 1 beschriebenen Maschinen sowie auch Aus- führungsformen geeignet, bei denen die Mischung in Rührbehältern durchgeführt wird und die ge- gebenenfalls auch quasikontinuierlich bei Einschaltung von Vorratsbehältern betrieben werden kön- nen.
Wie bereits angeführt, ist eine Pumpenförderung im üblichen Sinn nur nötig, wenn das Misch- aggregat nicht über dem Stoffauflauf der Siebbandpresse angeordnet ist. Beim Aufbau des Mischers auf die bzw. über der Siebbandpresse erfolgt der Abwurf des Mischgutes gravitär in den nachge- schalteten Stoffauflauf.
Die Ausführung dieses vornehmlich als Verteileinrichtung wirkenden Stoffauflaufes wird zweck- mässigerweise für jeden einzelnen Anwendungsfall getrennt bestimmt, u. zw. abhängig von der Vis- kosität bzw. dem rheologischen Verhalten des Stoffes. Grundsätzlich besitzt das Mischgut thixo- trope Eigenschaften, was bei der Gestaltung dieser Vorrichtung zu beachten ist. Die Anforderung ist, den Stoff über die entsprechende Arbeitsbreite der Siebbandpresse mit gleicher Kuchenstärke und mit möglichst geringen Dickenschwankungen in Lauf- und Querrichtung des Filtermediums (Sieb oder Filz oder Mischgewebe) zu verteilen.
Ist, wie beschrieben, die ursprüngliche Suspension durch die vorhergehende Konditionierung nicht pressstabil genug, um der Druckbeaufschlagung in einer Siebbandpresse unterzogen zu wer- den, führt eine Vakuumvorentwässerung zum Ziel. Versuche zeigten, dass die Konditionierung mit Filterstaub selbst bei geringer Zugabe (etwa 5% bezogen auf Trockensubstanz in Suspension) bereits eine Verringerung der Vakuumentwässerungszeit um ein Vielfaches bewirkt bzw. oft erst durch diese Konditionierung eine Vakuumfiltration möglich wird. Bei Vakuumfiltration allein sind die so erreichbaren Endtrockengehalte um einige Prozentpunkte (grössenordnungsmässig 4 bis 5%) geringer als mit anschliessender Siebbandpressenentwässerung.
In Kombination mit der Druckentwässerung wird diese Vakuumentwässerung nicht bis zum maximal erreichbaren Trockengehalt durchgeführt, sondern dient nur zur Erreichung der für die Druckentwässerung erforderlichen Druckstabilität des Kuchens. Dies bedeutet eine wesentliche Verringerung der Vakuumleistung gegenüber einem konventionellen Vakuumfilter.
Diese Vakuumentwässerung kann nun in einem der Siebbandpresse vorgeschalteten Vakuumfilter oder wie in Fig. 3 gezeigt, durch Integration von Vakuumsaugkästen --27-- in die gravitäre Entwässerungszone --28-- der Siebbandpresse durchgeführt werden. Die erforderlichen Vakua betragen etwa 0, 1 bis 0, 8, vorteilhaft 0, 3 bis 0, 6 bar.
Die einsetzbaren Siebbandpressen-Typen für diesen Anwendungsfall sind Maschinen mit nur Flächendruckbeaufschlagung, z. B. in Form von Walzenumschlingungen und auch Kombinationen von Flächen- und Liniendruckbeaufschlagung (durch sogenannte Press-Nips). Der Entwässerungsverlauf in den einzelnen Zonen der Siebbandpressen (gravitäre Zone, Keilzone, S-Zug-Zone, P-Nip-Zone oder gegebenenfalls Hochdruckzone mit Flächendruckbeaufschlagung) kann in bekannter Weise gestaltet werden.
In den Leitungen, insbesondere Rohrleitungen können je nach Bedarf Fördereinrichtungen, z. B. Förderschnecken vorgesehen bzw. eingeschaltet sein.