DD284815A5 - Magnetstoffscheider fuer suspensionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung dispergierter Magnetstoffe aus flieszfaehigen Suspensionen und findet in der Werkstoffrueckgewinnung aus Abwaessern Anwendung. Ziel der Erfindung ist, einen Magnetstoffabscheider zu entwickeln, der sich durch eine hohe Trennleistung und eine geringe Stoeranfaelligkeit auszeichnet. Erfindungsgemaesz wird das dadurch geloest, dasz sich in einem Gehaeuse (1) eine Trommel (6) befindet, an deren Auszenflaeche Foerderelemente (10) angebracht sind und in deren Innerem ein segmentartiger Magnet (7) ueber eine Halterung (9) peripher verstellbar bezueglich der Hauptachse der Vorrichtung derart angeordnet ist, so dasz die Trommel (6) teilweise ausgefuellt, und dasz der Truebelauf (2) eine Einlaufkammer * versehen mit Leiteinrichtungen (8) und der Konzentratlauf (5) eine Ablaufkammer * versehen mit Leiteinrichtungen (8) aufweist. Wesentlich ist weiterhin, dasz an der Auszenwand des Gehaeuses (1) zusaetzlich ein Magnet (7) angebracht ist. Fig. 2{Magnetstoffabscheider; Suspensionen; Industrie, chemisch; Naszmetallurgie; Werkstoffrueckgewinnung; Trennleistung; Stoeranfaelligkeit; Trommel; Foerderelement; Magnet, segmentartig; Truebelauf; Konzentratlauf; Einlaufkammer; Leiteinrichtungen}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abscheidung dispergierter Magnetstoffe aus fließfähigen Suspensionen und findet Anwendung in der chemischen Industrie, insbesondere bei der Abtrennung magnetithaltiger körniger Katalysatoren, für Synthesegasumsetzungen in der Suspensionsphase, aber auch in Bereichen der Naßmetallurgie und der Wertstoffrückgewinnung aus Abwässern.

Charakterisierung des bekannten Standes der Technik

Zur Abtrennung von magnetstoffhaltigen Partikeln aus strömenden flüssigen Medien haben sich Permanentmagnete besonders dann bewährt, wenn kleinere Massenanteile des Feststoffes zumindest teilweise aus einem Träger- oder Zielproduktstrom entfernt und anschließend in einen Prozeß zurückgeführt werden müssen. Infolge der Permanenz des Magnetfeldes wird jedoch eine periodische oder betriebsbedingt diskontinuierliche Reinigung der Einrichtungen erschwert. Die Wiederherstellung des Arbeitszustandes wird üblicherweise durch Überschreiten einer kritischen Losreiß- bzw. Abtrenngeschwindigkeit der Teilchen herbeigeführt, wie durch eine ungerichtete turbulente Strömung (DE-OS2706707) oder oszillierende Bewegungen der Abscheideelemente (DE-OS2829 771).

Bekannte Lösungen sehen bereits vor, daß abgeschirmte Magnetstäbe verschiebbar bewegt (DE-PS3134861) oder durch Schwimmer alternativ eine Arbeits- und eine Spülstellung eingestellt wird. Eine weitere Lösung sieht z. B. einen Blähkörper vor, mit dessen Hilfe die Feststoffablagerungen dem Wirkungsbereich des Magnetfeldes weitgehend entzogen und mit einem Spülmittelstrom aus der Einrichtung ausgetragen werden können.

Als nachteilig erweist sich jedoch bei den bekannten Lösungen eine diskontinuierliche Betriebsweise. Um bereits durch Magnete aus ihrer ursprünglichen Bahn ausgelenkte Partikel zwar in die Nähe der Magnetpole gelangen zu lassen, aber ihr Festhaften an Strömungsbegrenzenden Wänden weitgehend einzuschränken, sehen bevorzugte Lösungsvarianten für dieses Problem in einem Magnetfeld rotierende Trommeln vor, in denen durch mit einer Gehäusewand gebildete Ringspalten die Trennung in magnetisierbare und unmagnetisierbare Partikelfraktionen realisiert wird. Bekannte, sogenannte hochintensive magnetische Separatoren nutzen zu diesem Zweck Stahlkugeln aus, die sich in einem Ringspalt innerhalb eines magnetischen Feldes, durch Trommeln angetrieben, bewegen und als Sammler für die Partikel dienen. Da die Kugeln zur Entfernung der an ihnen anhaftenden Partikel aus der Einrichtung ausgeschleust und durch Spülung gereinigt werden müssen, ist diese Lösung zur Abtrennung von magnetisierbarer! Katalysatorpartikeln für eine rauhe Betriebsweise noch zu kompliziert und störanfällig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Magnetstoffabscheider für Suspensionen zu entwickeln, der sich durch eine hohe Trennleistung und eine geringe Störanfälligkeit auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetstoffscheider für Suspensionen anzugeben, der bei geringem technischen Aufwand eine kontinuierliche Arbeitsweise gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den erfindungsgemäßen Magnetstoffscheider für Suspensionen, insbesondere für

magnetstoffhaltige Katalysatorsuspensionen, bestehend aus einem Gehäuse, das mit einem Trübelauf, einem Klarlauf und einem Konzentratlauf versehen ist, dadurch gelöst, daß sich in dem Gehäuse eine rotierende Trommel befindet, an deren Außenfläche Förderelemente angebracht sind und in deren Innerem ein segmentartiger Magnet über eine Halterung peripher verstellbar bezüglich der Hauptsache der Vorrichtung derart angeordnet ist, so daß die Trommel teilweise ausgefüllt wird, und daß der Trübelauf eine Einlaufkammer, versehen mit Leiteinrichtungen, und der Konzentratlauf eine Ablaufkammer, versehen mit Leiteinrichtungen, aufweisen.

Ein Flüssigkeitsstrom mit magnetisch beeinflußbaren und suspendierten Teilchen wird auf die mit mäßiger Geschwindigkeit rotierende Trommel geleitet. Die Feldwirkung des in der Trommel befindlichen segmentartigen Permanentmagneten erstreckt sich über die Trommelwandung bis in den Anströmbereich der Suspension. Die Partikel werden in Richtung der Trommeloberfläche ausgelenkt und sedimentieren auf dieser unter der Feldeinwirkung. Sie gelangen mit der Trommeldrehung in Bereiche der Vorrichtung, in denen die Feldwirkung stark geschwächt wird und eine Loslösung der Partikel von der Trommeloberfläche erfolgt. An der Außenfläche der Trommel sind Förderelemente, die erfindungsgemäß aus einem verformbaren Material, vorzugsweise Plastmaterial, bestehen, zur Erzeugung eines Förderstromes für die Suspension angebracht. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig als Scheider und als Pumpe genutzt werden. Besonders bei der teilweisen Abtrennung verbrauchter Katalysatorfraktionen aus dem Strom flüssiger Zielprodukte bei Synthesegasumsetzungen in Suspensionen entfallen so zusätzliche Fördereinrichtungen.

Wesentlich ist weiterhin, daß sich bei Anlegen eines Vordruckes der Suspension an den Magnetstoffscheider die Trommel als Rotor eines Antriebsaggregates wie auch eines Mengenstrommessers nutzen läßt.

Durch die Schwerkraft und Kräfte, die in einer Drehströmung entstehen, wird ein Mehrstufeneffekt bei der Scheidung der Partikel herbeigeführt. Die flüssige Suspension bewegt sich entlang der Trommeloberfläche auf spiralartigen Bahnen, die einerseits die aktive Oberfläche des Magnetstoffscheiders vergrößern, andererseits bereits vorgetrennte Partikelfraktionen erneut einem Scheidezyklus zuführen.

Der Permanentmagnet innerhalb der Trommel wird bezüglich der Hauptachse der Einrichtung peripher beweglich angeordnet.

Damit werden eine Einstellung der Trennkorngrenze und somit eine Anpassung an optimale Scheidebedingungen erreicht.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung mit einem zusätzlichen Magneten an der äußeren Gehäusewand ausgestattet sein, wodurch eine Verstärkung des Magnetfeldes erzielt wird.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, daß die suspendierten Partikel alternierend einer Nah- und Fernwirkung des Magnetfeldes unterliegen. Es wird eine Auftrennung der flüssigen Phase in einen magnetstoffreichen und in einen magnetstoffarmen Stoffstrom erreicht.

Der erfindungsgemäße Magnetstoffabscheider zeichnet sich durch eine geringe Störanfälligkeit aus und ermöglicht eine hohe, weitgehend vollständige Auftrennung der Suspension.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörigen Figuren zeigen

Fig. 1: das Prinzip des Magnetstoffscheiders in horizontaler Anordnung, Fig. 2: dazu eine Ausführungsform mit Förderelementen, Fig. 3: eine vertikale Anordnung des Magnetstoffscheiders.

In einem Gehäuse 1 (Fig. 1), das mit einem Trübelauf 2, einer Einlaufkammer 3, einem Klarlauf 4 und einem Konzentratlauf 5 versehen ist, befindet sich eine Trommel 6. In dieser ist ein Magnet 7 angeordnet. Leiteinrichtungen 8 und 8' und die bewegliche Halterung 9 ergänzen die Einrichtung. Am Gehäuse 1 ist ein weiterer Magnet T angebracht.

Ein Suspensionsstrom mit magnetstoffhaltigen Partikeln gelangt über den Trübelauf 2 und die Einlaufkammer 3 auf die rotierende Trommel 6 und in den Bereich der Feldwirkung des Magneten 7. Dabei werden die magnetisierbaren Partikel aus ihren Strombahnen in Richtung der Trommeloberfläche ausgelenkt bzw. auf dieser abgeschieden. Unterstützt durch die Schwerkraft gelangt ein magnetstoffreicher Strom in den Konzentratlauf 5, ein magnetstoffarmer Strom in den Klarlauf 4. Die Leiteinrichtungen 8 bzw. 8' unterstützen die Verteilung der Trübe auf der Oberfläche der Trommel 6 bzw. die Abtrennung des Konzentrats. Zwischen Trübelauf 2 und Klarlauf 4 ist ein Nebenschluß vorhanden, der einen Flüssigkeitsdurchlauf gestattet. Der Magnet 7 ist jedoch räumlich so eingestellt, daß möglichst keine Partikel direkt in den Klarlauf 4 eintreten können. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung von Trübelauf 2, der Leiteinrichtungen 8 und des Magneten 7 ermöglicht die Einstellung eines hohen Mengenstromverhältnisses von Klarlauf 4 zu Konzentratlauf 5.

In Fig. 2 sind zusätzlich Förderelemente 10 dargestellt, die die Form einer Schnecke oder eines Pumpenlaufrades aufweisen. Damit wird ein Fördereffekt auf die Suspension ausgeübt, der sich vom Trübelauf 2 -jeweils in Richtung der Hauptachse versetzt-in Richtung des Konzentratlaufes 5 und des Klarlaufes 4 in Form eines spiralförmig versetzten Ringkolbens einstellt. Die magnetisierbaren Teilchen werden in diesem Fall in einer axial gerichteten Ablaufkammer 11 gesammelt, ehe sie über den Konzentratablauf 5 ausgetragen werden. In dieser Anordnung gelingt es, eine Mehrstufigkeit bei der Trennung verschiedener Partikelfraktionen und eine weitgehend vollständige Beseitigung der feinen Partikel aus dem Klarlauf 4 zu erreichen. Das Magnetfeld wird durch das Anbringen eines zusätzlichen Magneten T verstärkt. In diesem Falle liegen die Förderelemente 10 an der Innenwand des Gehäuses 1 an und ermöglichen zusätzlich eine Abtragung von bereits an der Wand abgeschiedenen Partikeln. Die Förderelemente 10 bestehen aus Plastmaterial. Bei der Fig. 3 gezeigten vertikalen Anordnung wird der Trennvorgang durch die Schwerkraft gemäß der Dichtedifferenz zwischen der leichteren Flüssigkeit und den schwereren Partikeln beschleunigt.

Die Vorrichtung besteht-mit Ausnahme der Magneten 7 bzw. 7'-aus Aluminium. Die Trommel 6 ist gleichzeitig Bestandteil des Rotors des Antriebaggregates. Die Halterung 9 ist Bestandteil einer Verstelleinrichtung, die korngrößenabhängig geregelt ist.

Claims (4)

1. Magnetstoffscheider für Suspensionen, insbesondere von magnetstoffhaltigen Katalysatorensuspensionen, bestehend aus einem Gehäuse (1), das mit einem Trübelauf (2), einem Klarlauf (4) und einem Konzentratlauf (5) versehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß sich in dem Gehäuse (1) eine rotierende Trommel (6) befindet, an deren Außenfläche Förderelemente (10) angebracht sind und in deren Innerem ein segmentartiger Magnet (7) über eine Halterung (9) peripher verstellbar bezüglich der Hauptachse der Vorrichtung derart angeordnet ist, daß die Trommel (6) teilweise ausgefüllt wird, und daß der Trübelauf (2) eine Einlaufkammer (3), versehen mit Leiteinrichtungen (8), und der Konzentratlauf (5) eine Ablaufkammer (11), versehen mit Leiteinrichtungen (8'), aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Außenwand des Gehäuses (1) zusätzlich ein Magnet (7) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderelemente (10) aus einem verformbaren Material, vorzugsweise Plastmaterial, bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trommel (6) gleichzeitig Bestandteil des Rotors eines Antriebsaggregates ist.