CH659007A5

CH659007A5 - METHOD FOR REGENERATING A COMPACT, IN PARTICULAR AN INSOLUBLE RESIDUAL LAYER IN A CENTRIFUGAL DRUM.

Info

Publication number: CH659007A5
Application number: CH631482A
Authority: CH
Inventors: Leonhard Spiewok
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1986-12-31
Also published as: GB2129327B; GB2129327A; DE3336132C2; DE3336132A1; NL8303727A; GB8328807D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung einer kompakten, insbesondere einer unlöslichen Restschicht in einer rotierbaren Zentrifugentrommel, wobei die Restschicht beim Rotieren der Trommel unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Filtrationsfläche der Trommel gedrückt wird. The invention relates to a method for regenerating a compact, in particular an insoluble, residual layer in a rotatable centrifuge drum, the remaining layer being pressed against the filtration surface of the drum when the drum rotates under the action of the centrifugal force.

Beim Filtrieren einer Suspension mittels rotierender Zentrifugentrommel bildet sich an den Filtrationsflächen ein Feststoffkuchen, welcher als Produkt auf verschiedene Weise von der Filtrationsfläche ausgetragen wird. Nicht ausgetragen bleibt dabei eine sogenannte Restschicht, die durch Einbetten von Feinkornanteil in der Restschicht immer dichter und undurchlässiger wird und mit der Zeit den Abfluss des Filtrats durch die Filtrationsfläche behindert und schliesslich verhindert. In diesen Fällen muss die Filtration unterbrochen und die Restschicht muss regeneriert werden, in vielen Fällen ausgetragen bzw. beseitigt werden, um die Durchlässigkeit der Filtrationsfläche für das Filtrat wieder herzustellen. Diese Aufgabe ist relativ einfach bei Restschichten aus einem löslichen Material zu bewerkstelligen. Man setzt eine bei diesen Apparaten übliche und vorhandene Waschvorrichtung ein. Durch die Waschvorrichtung bespritzt man die Restschicht mit einem geeigneten Lösemittel, bis sich die Restschicht aufgelöst hat. Dieses nimmt selbstverständlich eine gewisse Zeit in Anspruch, was die Durchsatzleistung der Anlage beeinträchtigt, weil unterdessen die Zufuhr der zu filtrierenden Suspension unterbrochen werden muss. Schwieriger ist das Regenerieren bzw. Beseitigen einer Restschicht zu bewerkstelligen, welche aus einem unlöslichen Material besteht. In diesem Fall wird die Zentrifugentrommel ausser Gang gesetzt und die Restschicht von Hand durch Abschlagen, Auskratzen und ähnliches entfernt. Es ist auch bekannt, wie es z.B. bei den sogenannten Syphon-Zentrifugen der Fall ist, die Restschicht durch einen Flüssigkeitsstrom zu regenerieren, der entgegen der Filtratsflussrichtung durch die Filterfläche strömt, die Restschicht von der Filterfläche abhebt, und dadurch regeneriert wegschwemmt. Dieser Vorgang bedingt selbstverständlich relativ aufwendige, konstruktive Massnahmen. When a suspension is filtered by means of a rotating centrifuge drum, a solid cake forms on the filtration surfaces, which is discharged as a product from the filtration surface in various ways. A so-called residual layer is not discharged, which becomes increasingly denser and impermeable due to the embedding of fine grain in the residual layer and over time hinders the flow of the filtrate through the filtration surface and ultimately prevents it. In these cases the filtration has to be interrupted and the remaining layer has to be regenerated, in many cases it has to be removed or removed in order to restore the permeability of the filtration surface to the filtrate. This task is relatively easy to accomplish with residual layers made of a soluble material. A washing device customary and available in these apparatuses is used. The residual layer is sprayed through the washing device with a suitable solvent until the residual layer has dissolved. Of course, this takes a certain amount of time, which affects the throughput of the system, because the supply of the suspension to be filtered has to be interrupted in the meantime. It is more difficult to regenerate or remove a residual layer which consists of an insoluble material. In this case, the centrifuge drum is put out of operation and the remaining layer is removed by hand by knocking off, scraping out and the like. It is also known, e.g. in the case of the so-called siphon centrifuges, the case is to regenerate the residual layer by means of a liquid flow which flows through the filter surface against the direction of the filtrate flow, lifts the residual layer from the filter surface, and is thus regenerated washed away. Of course, this process requires relatively complex, constructive measures.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Regenerieren einer kompakten, insbesondere einer unlöslichen Restschicht zu finden, welches ohne Einsatz von Handarbeit und ohne Ändern der Betriebsdrehzahl der Zentrifugentrommel durchführbar ist. Die dazu einzusetzenden Mittel sollen relativ einfach und billig sein. Es soll möglich sein, diese dazu notwendigen Mittel ohne grosse Umbauten in eine vorhandene Zentrifuge einzubauen. It is an object of the invention to find a method for regenerating a compact, in particular an insoluble residual layer, which can be carried out without manual labor and without changing the operating speed of the centrifuge drum. The means to do this should be relatively simple and cheap. It should be possible to incorporate these necessary means into an existing centrifuge without major modifications.

Diese Aufgabe ist beim Regenerieren einer Restschicht der anfangs beschriebenen Art dadurch erfüllt, dass gegen die mit Betriebsdrehzahl rotierende Restschicht vom Innern der Zentrifugentrommel in einem spitzen Winkel gegen die Umlaufrichtung der Filtrationsfläche mindestens ein fächerartig flacher, eine Schnittwirkung erzeugender Flüssigkeitsstrahl gerichtet wird, dessen Druck auf die Restschicht grösser ist, als der durch die Zentrifugalkraft verursachte Druck, unter welchem die Restschicht gegen die rotierende Filtrationsfläche gedrückt wird, durch welchen Flüssigkeitsstrahl die Restschicht von der Filtrationsfläche gehoben wird, wobei sie gebrochen und umgeschichtet wird, und wobei sich das Restschicht-Material, in Richtung der Rotationsbewegung der Filtrationsfläche hinter dem Flüssigkeitsstrahl auf der Filtrationsfläche wieder absetzt. This task is accomplished in the regeneration of a residual layer of the type initially described in that at least one fan-like flat, cutting effect-producing liquid jet is directed against the residual layer rotating at the operating speed from the inside of the centrifuge drum at an acute angle against the direction of rotation of the filtration surface Residual layer is greater than the pressure caused by the centrifugal force, under which the residual layer is pressed against the rotating filtration surface, by means of which liquid jet the residual layer is lifted from the filtration surface, whereby it is broken and shifted, and wherein the residual layer material, in Depends on the direction of rotation of the filtration surface behind the liquid jet on the filtration surface.

Während des Umschichtungsvorganges werden die Feinkornanteile in der Restschicht freigelegt und mit der eingesetzten Flüssigkeit durch die Filtrationsfläche weggeschwemmt; so weist die neuentstandene Restschicht einen kleinen spezifischen Durchflusswiderstand auf, ist also für das Filtrat gut durchlässig. Sie ist dadurch regeneriert. During the stratification process, the fine grain fractions in the remaining layer are exposed and washed away with the liquid used through the filtration surface; the newly created residual layer has a small specific flow resistance, so it is well permeable to the filtrate. It is regenerated.

Nach einer vorteilhaften Ausführung dieses Verfahrens wird zum Bilden mehrerer fächerartigen Flüssigkleitsstrah-len ein mit in einer Reihe angeordneten Düsen, insbesondere Flachstrahldüsen, bestücktes Rohr benutzt, welches in dem Innenraum der rotierbaren Zentrifugentrommel zu dieser stationär und zur Achse der Zentrifugentrommel parallel angeordnet ist, wobei sein Abstand zur Filtrationsfläche wie auch die Richtung der durch die Düsen gebildeten Flüssigkeitsstrahlen durch Drehen des Rohres einstellbar sind. According to an advantageous embodiment of this method, a tube equipped with nozzles arranged in a row, in particular flat jet nozzles, which is arranged in the interior of the rotatable centrifuge drum, stationary and parallel to the axis of the centrifuge drum, is used to form a plurality of fan-like liquid small jets Distance to the filtration surface and also the direction of the liquid jets formed by the nozzles can be adjusted by rotating the tube.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher beschrieben und erklärt. Dabei wird eine zum Ausführen des Verfahrens geeignete Zentrifuge beschrieben. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Zeichnung, in welcher zeigen: The subject matter of the invention is described and explained in more detail below, for example. A centrifuge suitable for carrying out the method is described. The description refers to a drawing, in which:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Zentrifuge, 1 shows an axial longitudinal section through a centrifuge,

Fig. 2 einen partiellen Schnitt durch die Zentrifuge, gemäss der Linie I—I in Fig. 1. FIG. 2 shows a partial section through the centrifuge, along the line II in FIG. 1.

Fig. 3 einen partiellen Anblick auf den Deckel der Zentrifuge in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1. 3 shows a partial view of the lid of the centrifuge in the direction of arrow II in FIG. 1.

Die abgebildete Zentrifuge weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem rotierbar eine Zentrifugentrommel 2 gelagert ist. Die radial äussere Wand 3 der Zentrifugentrommel ist mit Öffnungen 4 zum Abführen des Filtrats versehen, welches in dem Gehäuse gesammelt und von diesem weggeführt wird. Die Zentrifugentrommel ist mit einem Stützgewebe und einem Filtertuch ausgekleidet, welches die eigentliche Filtrationsfläche 5 bildet. Auf der Filtrationsfläche wächst das The centrifuge shown has a housing 1 in which a centrifuge drum 2 is rotatably mounted. The radially outer wall 3 of the centrifuge drum is provided with openings 4 for discharging the filtrate, which is collected in the housing and guided away from it. The centrifuge drum is lined with a support fabric and a filter cloth, which forms the actual filtration surface 5. That grows on the filtration surface

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

659 007 659 007

Produkt zu einem Feststoffkuchen, welcher von Zeit zu Zeit mittels einer nicht gezeichneten Schälvorrichtung von der Filtrationsfläche geschält und aus der Zentrifuge ausgetragen wird. Nach dem Ausschälen des Produktes bleibt jedoch auf der Filtrationsfläche eine Restschicht 6 übrig, die mit der Zeit durch einbetten von Feinkorngutteil immer dichter und undurchlässig wird, so dass sie den Durchfluss des Filtrats durch die Filtrationsfläche be- bzw. verhindert. Es handelt sich um eine kompakte und unlösliche Restschicht, welche beim Rotieren der Fläche unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Filtrationsfläche 5 gedrückt wird. Um die Durchlässigkeit der Filtrationsfläche 5 für das Filtrat wieder herzustellen, muss diese Restschicht 6 regeneriert werden. Die Zerstörung der Restschicht 6 wird dadurch erreicht, dass mindestens ein facherartig flacher, eine Schnittwirkung erzeugender Flüssigkeitsstrahl 8 unter einem, zu einer gedachten Tangente 7—7 spitzen Schnittwinkel 18 gegen die Restschicht gerichtet wird, wie besonders in Fig. 2 gezeigt ist. Damit wird der Flüssigkeitsstrahl 8 gegen die Umlaufrichtung der Filtrationsfläche 5 bzw. der Zentrifugentrommel 2, welche mit dem Pfeil 9 in Fig. 2 dargestellt ist, gerichtet. Der Druck des Flüssigkeitsstrahles auf die Restschicht ist grösser als der durch die Zentrifugalkraft verursachte Druck, unter welchem die Restschicht 6 gegen die rotierende Filtrationsfläche gedrückt wird. Der facherartig flache Flüssigkeitsstrahl wirkt also gegen die Restschicht wie eine Schaberfläche und ist fähig, die Restschicht von der Filtrationsfläche zu heben, ohne jedoch die Filtrationsfläche zu beschädigen. Dabei wird die Restschicht gebrochen, umgeschichtet und dieses zerbrochene und umgeschichtete Restschicht-Material setzt sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft hinter dem Flüssigkeitstrahl auf der Filtrationsfläche in einer umgeänderten Struktur wieder ab, wo es eine regenerierte, durchlässige Material-Schicht auf der Filtrationsfläche aufbaut. Diese Umstrukturierung des Materials auf der Filtrationsfläche erfolgt in der Richtung der Rotationsbewegung der Filtrationsfläche, wie es mit dem Pfeil 9 dargestellt ist in Fig. 2, hinter dem Flüssigkeitsstrahl 8. Dieser Vorgang erfolgt bei normalen Betriebsumdrehungen der Zentrifugentrommel mehrmals hintereinander in einer relativ kurzen Zeit. Product into a solid cake, which is peeled from the filtration surface from time to time using a peeling device, not shown, and is discharged from the centrifuge. After the product has been peeled off, however, a residual layer 6 remains on the filtration surface, which over time becomes increasingly denser and impermeable due to the embedding of fine-grain material part, so that it prevents or prevents the filtrate from flowing through the filtration surface. It is a compact and insoluble residual layer which is pressed against the filtration surface 5 when the surface is rotated under the action of the centrifugal force. In order to restore the permeability of the filtration surface 5 to the filtrate, this residual layer 6 must be regenerated. The destruction of the residual layer 6 is achieved in that at least one fan-like flat liquid jet 8 producing a cutting effect is directed against the residual layer at an intersection angle 18 which is acute to an imaginary tangent 7-7, as is particularly shown in FIG. 2. The liquid jet 8 is thus directed against the direction of rotation of the filtration surface 5 or the centrifuge drum 2, which is shown by the arrow 9 in FIG. 2. The pressure of the liquid jet on the residual layer is greater than the pressure caused by the centrifugal force, under which the residual layer 6 is pressed against the rotating filtration surface. The fan-like, flat liquid jet thus acts against the residual layer like a scraper surface and is capable of lifting the residual layer from the filtration surface without, however, damaging the filtration surface. The remaining layer is broken, re-layered and this broken and re-layered residual layer material settles under the action of the centrifugal force behind the liquid jet on the filtration surface in a modified structure, where it builds up a regenerated, permeable material layer on the filtration surface. This restructuring of the material on the filtration surface takes place in the direction of the rotational movement of the filtration surface, as shown by arrow 9 in FIG. 2, behind the liquid jet 8. This process takes place several times in succession in a relatively short time during normal operating revolutions of the centrifuge drum.

Beispielsweise bei einer Drehzahl der Zentrifugentrommel gegen 900 min-1 wird die Restschicht 15mal pro Sekunde umgeschichtet. Man braucht also die Betriebsumdrehungszahl bei diesem Vorgang nicht ändern. For example, when the centrifuge drum rotates at 900 rpm, the remaining layer is shifted 15 times per second. You do not need to change the number of operating revolutions during this process.

Bei dem beschriebenen Vorgehen kommt es zu keinen Inhomogenitäten in Verteilung des Materials entlang der Filterfläche und demzufolge auch nicht zu Umwuchten, da sich unter der Zentrifugalkraft das mehrmals aufgepflügte und aufgehobene Restschichtmaterial wieder absetzt und durch das mehrfache Umschichten unter der Wirkung der Zentrifugalkraft symmetrisch auf der Filtrationsfläche verteilt wird. In the described procedure there are no inhomogeneities in the distribution of the material along the filter surface and consequently also no balancing, since the residual layer material which has been repeatedly plowed and lifted is deposited again under the centrifugal force and symmetrically on the filtration surface due to the multiple shifting under the effect of the centrifugal force is distributed.

Zum Ausführen des beschriebenen Verfahrens und des eine Schnittwirkung erzeugenden Flüssigkeitsstrahles ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel an stationäres Rohr 10 vorgesehen, welches parallel zu der Trommelachse 11 angeordnet ist und in den Innenraum der Zentrifugentrommel hineinragt. Das Rohr ist mit geeigneten, das heisst den Flüssigkeitsstrahl in der facherartig flachen Form bildenden Düsen 12, sogenannten Flachstrahldüsen, bestückt. Der Abstand des Rohres 10 relativ zu der Filtrationsfläche 5 bzw. zu der Restschicht 6, wie auch die Richtung des durch die Düsen 12 gebildeten Flüssigkeitsstrahles 8 gegen die Restschicht ist durch Drehen des Rohres 10 einstellbar. Das Rohr 10 ist in die Zentrifugentrommel durch einen Deckel 13 des Zentrifugengehäuses hineingeführt und drehbar und exzentrisch in einer Scheibe 14 gelagert, welche ihrerseits in dem Deckel 13 drehbar gelagert ist. Durch Drehen der Scheibe 14 in beide Richtungen, die mit dem Zeichen 15 in der Fig. 3 angegeben sind, lässt sich der Abstand des Rohres 10 zu der Restschicht 6 einstellen. Am Rohr 10 ist ein Hebel 16 befestigt, mittels welchem sich das Rohr in der Scheibe 14 drehen lässt, und zwar in Richtung der Pfeile, die in der Fig. 3 mit 17 bezeichnet sind. Durch dieses Drehen des Rohres 10 lässt sich die Richtung des durch die Düsen 12 gebildeten Flüssigkeitsstrahles in einem spitzen Schnittwinkel 18 zu der Restschicht 6 einstellen. Das Rohr 10 ist noch mit einem Ventil 19 versehen, mit welchem sich der Zufluss eines Flüssigkeit in das Rohr 10 regulieren lässt. Die Druckflüssigkeit wird von einer nicht gezeichneten Hochdruckpumpe in das Rohr 10 gepumpt. Diese Pumpe muss so ausgelegt sein, dass sie eine genügende Menge Flüssigkeit mit einem genügenden Druck, z.B. über 10 bar zu liefern im Stande ist. In order to carry out the described method and the liquid jet producing a cutting effect, in the illustrated exemplary embodiment a stationary tube 10 is provided, which is arranged parallel to the drum axis 11 and projects into the interior of the centrifuge drum. The tube is equipped with suitable nozzles 12, so-called flat jet nozzles, which form the liquid jet in the fan-like flat shape. The distance of the tube 10 relative to the filtration surface 5 or to the residual layer 6, as well as the direction of the liquid jet 8 formed by the nozzles 12 against the residual layer can be adjusted by rotating the tube 10. The tube 10 is guided into the centrifuge drum through a cover 13 of the centrifuge housing and is rotatably and eccentrically mounted in a disk 14 which in turn is rotatably supported in the cover 13. By rotating the disk 14 in both directions, which are indicated by the symbol 15 in FIG. 3, the distance of the tube 10 to the residual layer 6 can be adjusted. A lever 16 is fastened to the tube 10, by means of which the tube can be rotated in the disk 14, specifically in the direction of the arrows which are denoted by 17 in FIG. 3. By rotating the tube 10, the direction of the liquid jet formed by the nozzles 12 can be set at an acute cutting angle 18 to the residual layer 6. The tube 10 is also provided with a valve 19 with which the inflow of a liquid into the tube 10 can be regulated. The hydraulic fluid is pumped into the pipe 10 by a high pressure pump, not shown. This pump must be designed so that it can hold a sufficient amount of liquid with sufficient pressure, e.g. is able to deliver over 10 bar.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel reicht das Rohr 10 über die ganze Länge der Zentrifugentrommel 2. Die Länge des mit den Düsen 12 bestückten Abschnittes des Rohres 10 entspricht der Länge der Filtrationsfläche der Zentrifugentrommel. Die Düsen 12 sind in einer Reihe entlang des Rohres 10 angeordnet. Das schliesst nicht aus, dass es in gewissen Fällen notwendig sein könnte, das Rohr 10 beispielsweise mit Düsen so zu bestücken, dass diese in zwei oder mehreren Reihen angeordnet würden. In the illustrated embodiment, the tube 10 extends over the entire length of the centrifuge drum 2. The length of the section of the tube 10 equipped with the nozzles 12 corresponds to the length of the filtration surface of the centrifuge drum. The nozzles 12 are arranged in a row along the tube 10. This does not exclude that in certain cases it might be necessary to equip the tube 10 with, for example, nozzles in such a way that they would be arranged in two or more rows.

Es ist auch vorstellbar, dass nur ein Teilabschnitt des Rohres 10 mit den Düsen bestückt wäre, wobei dann das Rohr parallel verschiebbar zu der Achse 11 der Zentrifugentrommel in axialer Richtung sein müsste. It is also conceivable that only a partial section of the tube 10 would be equipped with the nozzles, the tube then having to be axially displaceable parallel to the axis 11 of the centrifuge drum.

Ein grosser Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist auch darin zu sehen, dass die einfachen Mittel, die zu seiner Ausführung notwendig sind, sich ohne weiteres in eine vorhandene Zentrifuge einbauen lassen, wodurch eine ältere Vorrichtung modernisiert werden kann. A great advantage of the method according to the invention can also be seen in the fact that the simple means which are necessary for its implementation can be easily installed in an existing centrifuge, as a result of which an older device can be modernized.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

659007 PATENT CLAIMS

1. A method for regenerating a compact, in particular an insoluble residual layer (6) in a rotatable centrifuge drum (2), the remaining layer being pressed against the filtration surface (5) of the drum when the drum rotates under the action of centrifugal force, characterized in that against the remaining layer (6) rotating at the operating speed is directed from the inside of the centrifuge drum at an acute angle against the circumferential direction of the filtration surface at least one fan-like flat liquid jet (8) producing a cutting effect, the pressure of which on the remaining layer (6) is greater than that caused by the Centrifugal force caused pressure under which the residual layer is pressed against the rotating filtration surface (5), by means of which liquid jet (8) the residual layer (6) is lifted from the filtration surface (5), whereby it is broken and shifted, and wherein the residual layer -Material, in the direction of the rotational movement of the filt rationsfläche (5) behind the liquid jet (8) on the filtration surface (5) again.

2. The method according to claim 1, characterized in that a tube (10) equipped with nozzles arranged in a row, in particular flat jet nozzles (12), is used to form a plurality of fan-like liquid jets (8), said tube (10) being located in the interior of the rotatable centrifuge drum (2). it is stationary and parallel to the axis (11) of the centrifuge drum, its distance from the filtration surface (5) and the direction of the liquid jets (8) formed by the nozzles (12) being adjustable by rotating the tube (10).

3. The method according to claim 2, characterized in that for forming the liquid jets (8) a tube (10) extending over the entire length of the centrifuge drum is used, the length of the section of the tube equipped with the nozzles (12) being the length of the tube Filtration area (5) corresponds to the centrifuge drum (2).