CH683399A5

CH683399A5 - Decantation centrifuge for producing free flowing solids

Info

Publication number: CH683399A5
Application number: CH1798/90A
Authority: CH
Inventors: Alexander Michailovic Bessonov; Igor Ivanovic Duedin; Valeri Innokentevic Stukov; Anatoli Andreevic Kovalev
Original assignee: Chematec Ag
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1994-03-15
Also published as: FR2662373B3; ITMI911348A0; FR2662373A3; IT1251058B; ITMI911348A1; DE9106138U1

Abstract

An improved decantation centrifuge is claimed in which a drum (2) and an endless screw (3) are arranged inside a housing (1). Some openings (7,8) are provided to evacuate the decanted liq. and the solid materials. In order to reduce the content of residual water in the highly dispersed solid materials, a collector (15) is arranged beneath the drum (2) to bring hot gases into contact. A manifold (16) is provided on the upper part of the housing for the evacuation of gases. Some openings (17,18) and some directing blades (19,20) are provided to facilitate the entry and egress of hot gases. These blades (19,20) are, on the lower front face of the inner body (11), inclined in the sense of rotation of the drum (2) and, on the upper front face of the outer body (12), inclined in a sense opposed to that of the rotation of the drum (2). The centrifuge pref. includes a heating jacket or a filter component allied with a condenser or vacuum pumping system.

Description

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CH 683 399 A5 CH 683 399 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dekantierzentrifuge zum Trennen von flüssigen heterogenen Mischungen mit Hilfe von Fliehkräften. Eine erfin-dungsgemässe Dekantierzentrifuge kann in der pharmazeutischen, der chemischen oder der metallurgischen Industrie oder dergleichen angewandt werden. The invention relates to a decanter centrifuge for separating liquid heterogeneous mixtures using centrifugal forces. A decanter centrifuge according to the invention can be used in the pharmaceutical, chemical or metallurgical industry or the like.

Eine bekannte derartige Dekantierzentrifuge weist ein Gehäuse auf, eine zylindrisch-konische Trommel, eine Schnecke, bestehend aus einer zylin-drisch-konischen Schneckentrommel und einer an ihr befestigten Spirale, ein im Inneren des zylindrischen Teiles der Schneckentrommel angeordnetes Tellerpaket, Fenster für den Abzug von geklärter Flüssigkeit und von Feststoffen, eine Druckscheibe, ein Speiserohr und zusätzliche konische Zargen bzw. konische trommeiförmige Bauteile, die konzentrisch um den konischen Teil der Trommel angeordnet sind. Die äussere Zarge ist dabei starr mit der Trommel und die innere Zarge ist mit der Schnek-kentrommel verbunden, und an den Aussenflächen von Trommel und Zarge sind Band- bzw. Austrags-spiralen für einen Feststofftransport befestigt. A known decanter centrifuge of this type has a housing, a cylindrical-conical drum, a screw consisting of a cylindrical-conical screw drum and a spiral attached to it, a plate pack arranged in the interior of the cylindrical part of the screw drum, windows for the extraction of clarified liquid and solids, a thrust washer, a feed pipe and additional conical frames or conical drum-shaped components, which are arranged concentrically around the conical part of the drum. The outer frame is rigid with the drum and the inner frame is connected with the screw drum, and on the outer surfaces of the drum and frame there are band or discharge spirals for solids transport.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Restwassergehalt ausgetragener Feststoffe herabzusetzen. The invention has for its object to reduce the residual water content of discharged solids.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einer Dekantierzentrifuge der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention in a decanter centrifuge of the type mentioned by the characterizing features of independent claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäs-sen Dekantierzentrifuge ist anhand der Zeichnung erläutert. An embodiment of a decanter centrifuge according to the invention is explained with the aid of the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Dekantierzentrifuge im Längsschnitt, 1 is a decanter centrifuge in longitudinal section,

Fig. 2 eine Ansicht eines Teils der Dekantierzentrifuge gemäss Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A, 2 is a view of part of the decanter centrifuge according to FIG. 1 in the direction of arrow A,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 2, 3 is a view in the direction of arrow B in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in Fig. 2, 4 is a view in the direction of arrow C in FIG. 2,

Fig. 5 eine Variante im Längsschnitt und Fig. 5 shows a variant in longitudinal section and

Fig. 6 eine weitere Variante im Schnitt. Fig. 6 shows another variant in section.

Eine Bewegung einer Suspension ist dabei in Fig. 1 mit schwarz-weissen Pfeilen dargestellt, eine Strömung einer geklärten Flüssigkeit mit weissen Pfeilen, und eine Strömung eines Gases mit welligen Pfeilen. A movement of a suspension is shown in FIG. 1 with black and white arrows, a flow of a clarified liquid with white arrows, and a flow of a gas with wavy arrows.

Die Dekantierzentrifuge weist ein Gehäuse 1 auf, eine zylindrisch-konische Trommel 2, eine Schnek-ke 3, bestehend aus der zylindrisch-konischen Schneckentrommel 4 und einer an ihr befestigten Spirale 5, ein im Inneren des zylindrischen Teiles der Schneckentrommel 4 angeordnetes Tellerpaket 6, Öffnungen 7, 8 für den Abzug von geklärter Flüssigkeit und von Feststoffen, eine Druckscheibe 9, ein Speiserohr 10 und zusätzliche Zargen bzw. konische trommeiförmige Bauteile 11, 12, die konzentrisch um den konischen Teil der Trommel 2 angeordnet sind. Die äussere Zarge 12 ist starr mit der Trommel 2 verbunden und die innere Zarge 11 mit der Schneckentrommel 4. An den Aussenflächen der Trommel 2 und der Zarge 11 sind Bandspiralen als Ausstragsschnecken 13, 14 für einen Feststoff-austrag befestigt. The decanter centrifuge has a housing 1, a cylindrical-conical drum 2, a screw 3, consisting of the cylindrical-conical screw drum 4 and a spiral 5 fastened to it, a plate pack 6 arranged in the interior of the cylindrical part of the screw drum 4, Openings 7, 8 for the removal of clarified liquid and solids, a thrust washer 9, a feed pipe 10 and additional frames or conical drum-shaped components 11, 12, which are arranged concentrically around the conical part of the drum 2. The outer frame 12 is rigidly connected to the drum 2 and the inner frame 11 to the screw drum 4. On the outer surfaces of the drum 2 and the frame 11, band spirals are fastened as discharge screws 13, 14 for a solids discharge.

Unterhalb des unteren Endes der Trommel 2 ist ein Sammler 15 zur Zufuhr erhitzten Gases angeordnet; im oberen Teil des Gehäuses 1 ist ein Stutzen 16 zum Abführen des erhitzten Gases vorgesehen. Die untere Stirnfläche der inneren Zarge 11 der Schnecke 3 und die obere Stirnfläche der äusseren konischen Zarge 12 der Trommel 2, weisen am Umfang liegende Öffnungen 17, 18 und Leitschaufeln 19, 20 für die Zu- und Abfuhr des erhitzten Gases auf. Die Leitschaufeln 19 an der unteren Stirnfläche der inneren konischen Zarge 11 sind in Drehrichtung der Trommel 2 geneigt, um die Aufrechterhaltung des Druckes des erhitzten Gases in der Trommel 2 sicherzustellen, und die Leitschaufeln 20 an der oberen Stirnfläche der äusseren konischen Zarge 12 sind gegen die Drehrichtung der Trommel 2 geneigt, um einen Unterdruck in den Öffnungen 18 zu schaffen A collector 15 for supplying heated gas is arranged below the lower end of the drum 2; In the upper part of the housing 1, a nozzle 16 is provided for discharging the heated gas. The lower end face of the inner frame 11 of the screw 3 and the upper end face of the outer conical frame 12 of the drum 2 have openings 17, 18 and guide vanes 19, 20 on the circumference for the supply and discharge of the heated gas. The guide vanes 19 on the lower end face of the inner conical frame 11 are inclined in the direction of rotation of the drum 2 to ensure the maintenance of the pressure of the heated gas in the drum 2, and the guide vanes 20 on the upper end face of the outer conical frame 12 are against the Direction of rotation of the drum 2 inclined to create a negative pressure in the openings 18

Im oberen Teil der Zarge 11 sind Öffnungen 21 für die Abfuhr von teilweise entwässerten Feststoffen und in der äusseren Zarge 12 sind Öffnungen für die aus den Feststoffen ausgedrückte Flüssigkeit ausgebildet, in dem Gehäuse 1 ist eine Tasche 23 ausgebildet, die die äussere Zarge 12 umgibt um aus den Feststoffen in den Zargen 11, 12 ausgedrückte Flüssigkeit zu sammeln. Ein Spalt zwischen der Tasche 23 und der Zarge 12 ist dabei klein ausgeführt, um eine Leckage eines wärmeübertragenden Mediums, wie bspw. des erhitzten Gases durch ihn zu erschweren. Um Wärmeverluste auszuschliessen ist das Gehäuse 1 der Zentrifuge mit einer Wärmeisolierung 24 versehen, und der Anschluss zwischen der Zentrifuge und einem Feststoffaufnehmer ist im wesentlichen hermetisch dichtend ausgeführt. In the upper part of the frame 11 there are openings 21 for the removal of partially dewatered solids and in the outer frame 12 there are openings for the liquid expressed from the solids, in the housing 1 a pocket 23 is formed which surrounds the outer frame 12 to collect liquid expressed from the solids in the frames 11, 12. A gap between the pocket 23 and the frame 12 is made small in order to make leakage of a heat transfer medium, such as the heated gas, difficult by it. In order to exclude heat losses, the housing 1 of the centrifuge is provided with thermal insulation 24, and the connection between the centrifuge and a solids receiver is essentially hermetically sealed.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Dekantierzentrifuge beschrieben. The operation of the decanter centrifuge is described below.

Die Trommel 2 mit der konischen Zarge 12 und die Schnecke 3 mit der konischen Zarge 11 werden durch einen entsprechenden, nicht dargestellten, Antrieb in eine Drehung w versetzt. Der Antrieb bewirkt eine kleine Nacheilung oder eine Voreilung der Schnecke 3 in Bezug auf die Trommel 2 von beispielsweise 10-20 U/min. The drum 2 with the conical frame 12 and the screw 3 with the conical frame 11 are set in rotation w by a corresponding drive, not shown. The drive causes a small lag or lead of the screw 3 in relation to the drum 2 of, for example, 10-20 rpm.

Vor einer Zugabe einer Suspension wird erhitztes Gas über den Sammler 15 in die Zentrifuge geführt. Aufgrund ihrer konischen Ausbildung wird über die Zarge 12 das erhitzte Gas in Richtung zu dem Ende mit grösserem Durchmesser gefördert. Die vor den Öffnungen 17 angeordneten Leitschaufeln Before adding a suspension, heated gas is fed into the centrifuge via the collector 15. Due to their conical shape, the heated gas is conveyed towards the end with the larger diameter via the frame 12. The guide vanes arranged in front of the openings 17

19 drücken das erhitzte Gas in den durch die Trommel 2 und die Zarge 11 gebildeten Raum. Die vor den Öffnungen 18 angeordneten Leitschaufeln 19 press the heated gas into the space formed by the drum 2 and the frame 11. The guide vanes arranged in front of the openings 18

20 schaffen im Bereich der Öffnungen 18 einen Unterdruck. Dieser trägt dazu bei, dass Gas und Dämpfe einer verdampfenden Flüssigkeit, während der Zufuhr einer Suspension in die Zentrifuge, aus dem über die Trommel 2 und die konischen Zargen 11, 12 gebildeten Raum, zwangsweise austreten. Unter der Wirkung des wärmeübertragenden Mediums findet eine Erwärmung der zusätzlichen koni5 20 create a negative pressure in the area of the openings 18. This contributes to the gas and vapors of an evaporating liquid being forced to escape from the space formed by the drum 2 and the conical frames 11, 12 while a suspension is being fed into the centrifuge. The additional koni5 heats up under the effect of the heat transfer medium

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sehen Zargen 11, 12 sowie des konischen Teils der Trommel 2 und der Austragsschnecken 13, 14 statt. Für eine wirksamere Einwirkung des wärmeübertragenden Mediums, auf die Aussenfläche der Zarge 12, ist die Tasche 23 für die Aufnahme ausgedrückter Flüssigkeit in der Nähe der Öffnungen 22 ausgebildet. Diese Anordnung der Tasche 23 ver-grössert eine Kontaktfläche der Aussenfläche der Zarge 12 mit dem wärmeübertragenden Medium. see frames 11, 12 and the conical part of the drum 2 and the discharge screws 13, 14 instead. For a more effective action of the heat-transfer medium on the outer surface of the frame 12, the pocket 23 is designed for receiving expressed liquid in the vicinity of the openings 22. This arrangement of the pocket 23 increases a contact area of the outer surface of the frame 12 with the heat-transfer medium.

Nach einer vorläufigen Erwärmung der Zargen 11, 12 wird, ohne die Zufuhr des erhitzten Gases als wärmeübertragendes Medium, die Ausgangssuspension, die in den konischen Teil der Trommel 2 eintritt und innerhalb dieser eine Ringschicht bildet, deren innerer Halbmesser die Lage der Öffnungen 7 bestimmt, durch das Speiserohr 10 in die Zentrifuge aufgegeben. Die flüssige Phase der Suspension wird im Laufe des Durchflusses durch die Klärzone der Trommel 2 und des Tellerpaketes 6 von Feststoffteilchen geklärt, die aus der Trommel 2 als Feststoffe durch die Öffnung 7 herausgeführt und mit der Druckscheibe 9 aus der Zentrifuge herausgeführt werden. Die auf den Wänden der Trommel 2 niedergeschlagenen Teilchen bilden eine Feststoffschicht, die mit der Schnecke 3 über die Wand der Trommel 2 zu dem Ende kleineren Durchmessers transportiert und auf die Innenfläche der Zarge 11 übergeleitet wird, über die sie mit der Austrags-schnecke 13 in Richtung zu dem grösseren Durchmesser bis zu den Öffnungen 21 gefördert wird. Die Feststoffe werden durch diese Öffnungen 21 auf die Innenfläche der Zarge 12 übergeleitet und mit der Austragsschnecke 14 zum Fenster 8 zum Entladen aus der Trommel 2 transportiert. After a preliminary heating of the frames 11, 12, without the supply of the heated gas as the heat transfer medium, the starting suspension, which enters the conical part of the drum 2 and forms an annular layer within it, the inner radius of which determines the position of the openings 7, through the feed tube 10 into the centrifuge. The liquid phase of the suspension is clarified in the course of the flow through the clarification zone of the drum 2 and the plate pack 6 of solid particles which are led out of the drum 2 as solids through the opening 7 and are led out of the centrifuge with the pressure disc 9. The particles deposited on the walls of the drum 2 form a solid layer which is transported with the screw 3 over the wall of the drum 2 to the end of smaller diameter and is transferred to the inner surface of the frame 11, via which it is carried out with the discharge screw 13 in Direction to the larger diameter is promoted to the openings 21. The solids are transferred through these openings 21 to the inner surface of the frame 12 and transported with the discharge screw 14 to the window 8 for unloading from the drum 2.

Im Laufe des Transports über die Innenflächen der Zargen 11, 12 findet eine zusätzliche Entwässerung der Feststoffe, infolge einer Entfeuchtung bzw. Entwässerung im Fliehkraftfeld, statt. Die aus den Feststoffen entwässerte Flüssigkeit fliesst aus der äusseren Zarge 12 durch die Öffnungen 22 in die Empfangstasche 23 und wird aus der Zentrifuge herausgeführt. Das erhitzte Gas tritt weiter in den über die Wand der Trommel 2 und die Zarge 12 gebildeten Raum. Ins Innere der Trommel 2 gelangt Gas nur bis zu der, zu einem Wasserverschluss führenden, durch die Flüssigkeit gebildeten Ringschicht. In the course of the transport over the inner surfaces of the frames 11, 12, there is an additional dewatering of the solids due to dehumidification or dewatering in the centrifugal field. The liquid dewatered from the solids flows out of the outer frame 12 through the openings 22 into the receiving pocket 23 and is led out of the centrifuge. The heated gas continues into the space formed over the wall of the drum 2 and the frame 12. Gas only enters the interior of the drum 2 as far as the annular layer formed by the liquid, which leads to a water seal.

Die im Laufe der Förderung und Entfeuchtung von Feststoffen gebildeten Dämpfe der flüssigen Phase werden, mit dem strömenden Gas, aus der Entfeuchtungszone durch die Öffnungen 22 und dann aus dem Zentrifugengehäuse durch Stutzen 16 herausgeführt. The vapors of the liquid phase formed in the course of the conveyance and dehumidification of solids, together with the flowing gas, are led out of the dehumidification zone through the openings 22 and then out of the centrifuge housing through nozzles 16.

Die Erfindung ermöglicht es, dass trockene rieselfähige Feststoffe erhalten werden, ohne dass eine weitere Wärmebhandlung erforderlich ist. The invention enables dry, free-flowing solids to be obtained without the need for further heat treatment.

Die in Fig. 5 dargestellte Variante zeigt zusätzlich einen heizbaren Mantel H, der das Gehäuse 1 umgibt. The variant shown in FIG. 5 additionally shows a heatable jacket H which surrounds the housing 1.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine Variante für die Separation von Suspensionen, in welchen Kristalle enthalten sind, die ihrerseits leichter als das Filtrat sind. Für diesen Fall ist ein Filtertuch F vorgesehen, das die Kristalle zurückhält. Das Filtrat wird über eine separate Kammer FK und ein Schälrohr S abgezogen. Fig. 6 shows in section a variant for the separation of suspensions, in which crystals are contained, which in turn are lighter than the filtrate. In this case, a filter cloth F is provided which retains the crystals. The filtrate is drawn off via a separate chamber FK and a peeling tube S.

Zur Verbesserung der Trocknung der separierten Kristalle kann der Separationsraum mit einem Kondensator bzw. einem Vakuumpumpensystem verbunden sein. To improve the drying of the separated crystals, the separation space can be connected to a condenser or a vacuum pump system.

Claims

1. Decanter centrifuge with a housing (1), a cylindrical-conical drum (2), a worm gear (3), consisting of a cylindrical-conical worm drum (4) and a screw (5) attached to it, one inside the cylindrical Part of the worm drum (4) arranged plate pack (6), openings (7, 8) for the removal of clarified liquid or solids, a pressure plate (9) and a feed pipe (10), characterized in that to reduce the residual water content of Solids with highly disperse solid phase, a collector (15) for the supply of heated gas is arranged below the lower end of the drum (2), the housing (1) is provided in the upper part with a nozzle (16) for discharging the heated gas, wherein the lower end face of the inner conical frame (11) of the screw (3) and the upper end face of the outer frame (12) of the drum (2) circumferential openings (17, 18) and guide vanes (19, 20) for the Have supply and discharge of the heated gas, the guide vanes (19) on the lower end face of the inner frame (11) being inclined in the direction of rotation of the drum (2), and the guide vanes (20) on the upper end face of the outer frame (12 ) are inclined opposite to the direction of rotation of the drum (2).

2. Decanter centrifuge according to claim 1, characterized in that a heatable jacket (H) is attached to the housing (1) to improve the drying effect.

3. Decanter centrifuge according to claim 1, characterized in that for the separation of suspensions in which the crystals are lighter than the filtrate, a filter cloth (F), which is able to retain the crystals, and a separate chamber (FK) and a peeling tube (S ) is provided for removing the filtrate.

4. Decanter centrifuge according to claim 1, characterized in that to improve the drying of the separated crystals, the separation space of the decanter centrifuge is connected to a condenser and / or a vacuum pump system.

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