DE10000789A1

DE10000789A1 - Two-phase decanter for separating two liquid phases of different densities

Info

Publication number: DE10000789A1
Application number: DE10000789A
Authority: DE
Inventors: Rainer Frische; Karlheinz Brunner; Bernd Best
Original assignee: Dr Frische GmbH
Current assignee: T and T Oleochemie 63755 Alzenau De GmbH
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-12
Also published as: WO2001051165A1; AU2001228431A1

Abstract

The invention relates to a decanter for separating two liquid phases of an initial mixture optionally containing solid matter. Said phases have different densities. The inventive decanter comprises an inlet (6) for leading the initial mixture into the area of a screw (2), an immersion disc (3) upstream in relation to the outlet for the liquid phase of higher density, whereby said phase is situated radially outside. Said decanter also comprises a weir (4) that is arranged downstream in relation to the immersion disc and is used for said heavier phase and an additional weir (5) on the outlet of the lighter phase of lower density. Mechanic means (7, 8, 9, 10, 11) are provided in or between the spiral paths (2a) of the screw (2) and in the area of an intermediate layer (Z) that corresponds to the phase mixture layer in the separating zone between the lighter and the heavier liquid phase in the centrifugal field. Said means are provided at least in the area of the intermediate layer (Z) and in front of the immersion disc and prevent the phase mixture from flowing from the intermediate layer (Z) and passing through under the immersion disc.

Description

Zweiphasentrenndekanter, im folgenden als Zweiphasendekanter bezeichnet, sind in der Lage, nicht mischbare Flüssigkeiten, die unterschiedliche Dichten aufweisen, in eine leichte Phase und eine schwere Phase zu trennen und kontinuierlich getrennt auszutragen. Soweit das zu trennende Flüssigkeitsgemisch feinverteilte Feststoffe enthält, können diese mit einer der beiden Phasen mit abgetrennt und ausgetragen werden. Solche Zweiphasendekanter können auch Zweiphasen-Trennzentrifugen oder -separatoren sein.Two-phase separators, hereinafter referred to as two-phase decanters, are in the Location, immiscible liquids that have different densities in a light Phase and a heavy phase to separate and continuously separate. So far the liquid mixture to be separated contains finely divided solids, these can be mixed with a of the two phases are separated and carried out. Such two-phase decanters can also be two-phase centrifuges or separators.

Ein typisches Beispiel für den Einsatz von Zweiphasendekantern stellt die Gewinnung von Olivenöl aus feinvermahlenen Oliven dar. Im Schwerefeld des Dekanters wird der wäßrige Olivenbrei in eine reine Ölphase als leichte Phase und eine Feststoffpartikel enthaltende Fruchtwasserphase als schwerere Phase getrennt. Der Dekanter trägt diese beiden Phasen getrennt kontinuierlich aus.A typical example of the use of two-phase decanters is the extraction of Olive oil from finely ground olives. In the gravitational field of the decanter, the watery Olive mash in a pure oil phase as a light phase and containing solid particles Amniotic fluid phase separated as a heavier phase. The decanter carries these two phases separated continuously.

Damit die schwere wässrige, Feststoffe enthaltende Phase und leichte Ölphase kontinuierlich getrennt ausgetragen werden können, enthält ein Zweiphasendekanter als Förderelement eine Förderschnecke mit einem Schneckenkörper 2. Dieser ist gemäß der schematischen Darstel lung in Fig. 1 innerhalb einer Zentrifugentrommel 1 beziehungsweise eines Zentrifugalzylin ders angeordnet. Die Förderschnecke hat eine geringfügig höhere Drehzahl als die Trommel, so daß sie eine ihrer Drehrichtung entsprechende Förderwirkung ausübt. Auf dieser Förder schnecke ist zwischen Eintrittsstelle E des ungetrennten Breis und der Austrittsstelle der schweren, feststoffhaltigen Flüssigphase eine sogenannte Tauchscheibe 3 angebracht. Diese Tauchscheibe 3 ist radial und dicht auf dem Schneckenkörper 2 angebracht. Der Durchmes ser der Scheibe 3 ist so dimensioniert, daß zwar die entölte Feststoffe F enthaltende, schwere Phase W, von der Schnecke gefördert, durch den Ringspalt zwischen Tauchscheibe 3 und Zentrifugentrommel 1 durchtreten kann, nicht jedoch die im Zentrifugalfeld aufschwimmen de, innen liegende leichte Ölphase O. So that the heavy aqueous phase containing solids and light oil phase can be continuously discharged separately, a two-phase decanter contains a screw conveyor with a screw body 2 as the conveying element. This is arranged according to the schematic presen- tation in Fig. 1 within a centrifuge drum 1 or a centrifugal cylinder. The screw conveyor has a slightly higher speed than the drum, so that it exerts a conveying effect corresponding to its direction of rotation. On this conveyor screw, a so-called plunger 3 is attached between the entry point E of the undivided pulp and the exit point of the heavy, solid-containing liquid phase. This immersion disk 3 is mounted radially and tightly on the screw body 2 . The diam ser of the disk 3 is dimensioned so that, although the de-oiled solids F-containing heavy phase W, conveyed by the screw, by the annular gap between immersion plate 3 and pass through the centrifuge drum 1, but not float in the centrifugal de, internal light Oil phase O.

Der Austritt der Ölphase auf der einen Seite und der Austritt der wässrigen, entölte Feststoffe F enthaltenden, schweren Phase (Wasserphase W) erfolgt über sogenannte Wehre 4, 5. Diese stellen im wesentlichen Lochscheibenverschlüsse der Zentrifugentrommel 1 dar, wobei der Öffnungsdurchmesser des Ölwehres 5 einige Millimeter enger gestellt ist als der des Wehres 4 für die schwere Phase. Entsprechend dieser Differenz im Öffnungsdurchmesser des Wehres 5 auf der Ölseite und des Wehres 4 auf der Wasserseite stellt sich an der oben erwähnten Tauchscheibe 3 auf der Ölseite ein höherer Flüssigkeitsspiegel als auf der Wasserseite ein. Durch die Wahl des Öffnungsunterschiedes des Wehres 5 für die leichte Phase und des Wehres 4 für die schwere Phase kann der Betrieb des Dekanters so eingestellt werden, daß die Trennzone zwischen schwerer Phase und leichter Phase einen geringeren Radius aufweist als die Tauchscheibe 3. In diesem Fall fließt unter der Tauchscheibe lediglich die Feststoffe enthaltende schwere Phase (Wasserphase) durch, wohingegen sich die leichte Phase (Ölphase) an der Tauchscheibe staut. Im Betrieb aufschwimmendes und sich als leichte Phase abtrennendes Öl fließt dann entgegen der Förderrichtung der Schnecke in Richtung des Ölwehres 5 und tritt über dieses aus. Die Förderrichtung der Schnecke für den Feststoff ist hier durch die lediglich schematisch angedeuteten Schneckenwendel 2a angezeigt.The oil phase emerges on one side and the aqueous heavy phase containing deoiled solids F (water phase W) exits via so-called weirs 4 , 5 . These essentially represent perforated disc closures of the centrifuge drum 1 , the opening diameter of the oil weir 5 being set a few millimeters narrower than that of the weir 4 for the heavy phase. In accordance with this difference in the opening diameter of weir 5 on the oil side and weir 4 on the water side, a higher liquid level is established on the above-mentioned immersion disk 3 on the oil side than on the water side. By choosing the opening difference of the weir 5 for the light phase and the weir 4 for the heavy phase, the operation of the decanter can be set so that the separation zone between the heavy phase and the light phase has a smaller radius than the immersion disk 3 . In this case, only the heavy phase (water phase) containing solids flows through under the immersion plate, whereas the light phase (oil phase) accumulates on the immersion plate. Oil floating during operation and separating as a light phase then flows in the direction of the oil weir 5 against the direction of conveyance of the screw and exits through it. The conveying direction of the screw for the solid is indicated here by the screw helix 2 a, which is only indicated schematically.

Zweiphasendekanter, die im Prinzip so aufgebaut sind, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, werden beispielsweise von der Westfalia Separator AG angeboten (Typenbezeichnung CA 226, CA 366, CA 450 und CA 505). Es sind inzwischen zahlreiche unterschiedliche Schneckenformen und Einlaufmittel für den noch nicht getrennten Brei realisiert worden. In der gezeigten Ausführungsform ist ein durch den Schneckenkörper 2 geführtes Einlaufrohr 6 mit nachgeschaltetem, am Schneckenkörper 2 befestigten Verteiler als Beispiel für eine mögliche Ausgestaltung des Einlaufmittels vorgesehen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere Ausführungen angewandt werden, wie dem Fachmann in der folgenden Beschreibung deutlich wird.Westfalia Separator AG, for example, offers two-phase decanters, which are constructed in principle as shown schematically in FIG. 1 (type designations CA 226 , CA 366 , CA 450 and CA 505 ). In the meantime, numerous different screw shapes and enema agents have been implemented for the porridge which has not yet been separated. In the embodiment shown, an inlet pipe 6 guided through the screw body 2 with a downstream distributor attached to the screw body 2 is provided as an example of a possible embodiment of the inlet means. However, the present invention can be applied to other implementations, as will become apparent to those skilled in the art from the following description.

In vielen praktischen Fällen eines nach dem obigen Prinzip arbeitenden Zweiphasendekan ters hat sich nun gezeigt, daß trotz der durch die Tauchscheibe bewirkten Sperre für das Öl abschleuderbares Öl unter der Tauchscheibe hindurch auf die Seite der schweren entölten Phase übertritt. Obwohl versucht wurde, mit einer Reihe von technischen Maßnahmen diesen Übertritt des Öls zu verhindern, konnten bisher nur Teilerfolge erzielt werden. Offensichtlich ist eine Reihe unterschiedlicher Phänomene für den durch den Ölübertritt bewirkten Ölaus beuteverlust verantwortlich.In many practical cases, a two-phase dean operating according to the above principle ters has now been shown that despite the lock caused by the plunger for the oil Oil that can be flung off under the immersion disc on the side of the heavy oil-free oil Phase passes. Although an attempt has been made to address this with a number of technical measures To prevent oil spillage has so far been only partially successful. Obviously is a series of different phenomena for the oil overflow caused by the oil spill Loot loss responsible.

Nach Meinung der Fachwelt tritt der Ölverlust dadurch auf, daß auf der Trommelwand zen trifugal abgeschiedene Feststoffe abschleuderbares Öl mit einfangen und dieses Öl mit den Feststoffen durch die Förderschnecke unter der Tauchscheibe 3 hindurch in die Austragszone der entölten Masse gelangen. Eine gängige Gegenmaßnahme gegen diesen Ölverlust besteht darin, die abgeschleuderten Feststoffe in der entölten Zone des Dekanters, z. B. durch eine spezielle Form der Förderschnecke, umzuwälzen und so zumindest Teile des mit einge schlossenen Öls freizusetzen. In etlichen Fällen konnte durch derartige Maßnahmen die Ölausbeute auch deutlich verbessert werden.According to experts, the oil loss occurs due to the fact that centrifugally separated solids capture centrifugally separated oil on the drum wall and this oil and the solids get through the screw conveyor under the plunger 3 into the discharge zone of the deoiled mass. A common countermeasure against this oil loss is to remove the spun off solids in the de-oiled zone of the decanter, e.g. B. by a special shape of the screw conveyor to circulate and so release at least parts of the oil included. In a number of cases, such measures have also significantly improved the oil yield.

Dennoch besteht nach wie vor ein Bedarf an einem Zweiphasendekanter, bei dem die Aus beute der im Zentrifugalfeld aufschwimmenden leichteren Phase noch weiter dem theore tisch möglichen Wert angenähert werden kann.Nevertheless, there is still a need for a two-phase decanter in which the off loot of the lighter phase floating in the centrifugal field even further to the theory table possible value can be approximated.

Die im Anspruch 1 gekennzeichnete, diese Aufgabenstellung bewältigende Lösung beruht darauf, daß ein Hauptgrund für den dargelegten Verlust an der leichteren Phase und auch eine wirksame Gegenmaßnahme gegen den Ausbeuteverlust gefunden werden konnten. Ent gegen der landläufig verbreiteten Meinung ist das Austragen von mitgerissenen Teilen der leichten Phase bzw. Ölphase im Feststoff offenbar nicht der allein dominierende Grund für den zu bekämpfenden Ausbeuteverlust.The solution to this task, characterized in claim 1, is based insists that a major reason for the loss presented at the easier phase and also an effective countermeasure against the loss of yield could be found. Ent contrary to popular belief, carrying away carried away parts of the light phase or oil phase in the solid apparently not the only dominating reason for the loss of yield to be combated.

So wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung gefunden, daß Einbauten, die mechanisch auf eine Mischschicht zwischen leichter, aufschwimmender Phase (Ölphase) und schwererer Phase (wäßrige feststoffbeladene Phase) einwirken, eine erhebliche Steigerung der Ausbeute hervorrufen. Besonders wirksam sind dabei solche Einbauten, die die Mischschicht entgegen der Schneckenförderrichtung von der Tauchscheibe wegfördern und damit die Verweilzeit der Mischphase der Zwischenschicht im Dekanter erhöhen, wie weiter unten dargelegt. Diese Misch- oder Zwischenschicht beider flüssigen Phasen bildet sich abhängig von der Entfernung zur Eintragungsstelle mehr oder weniger stark aus. An der Eintragungsstelle ist die Schicht in der Regel dicker und sollte mit wachsendem Abstand zur Austragungsstelle dünner werden. Wie weiter unten dargelegt, kommt es jedoch sowohl in Dekantern mit Förderschnecke als auch in Dekantern bzw. Trennzentrifugen ohne Förder schnecke zu einer unerwünschten Verbreiterung der Zwischenschicht.It was found by the inventors of the present application that internals that mechanically on a mixed layer between light, floating phase (oil phase) and heavier phase (aqueous solids-laden phase) act, a significant increase the yield. Such installations are particularly effective here Convey the mixed layer away from the plunger against the direction of screw conveyance and thus increasing the residence time of the mixing phase of the intermediate layer in the decanter, as further set out below. This mixed or intermediate layer of both liquid phases forms depending on the distance to the registration office. At the The entry point is usually thicker and should be spaced away from the layer The venue becomes thinner. However, as explained below, it both comes in Decanters with screw conveyor as well as in decanters or centrifuges without conveyor snail to an undesirable broadening of the intermediate layer.

Prinzipiell erbringen alle Maßnahmen eine Verbesserung, die dafür sorgen, daß die an der Tauchscheibe liegende Zwischenschicht entgegen der obigen Regel nicht wieder breiter wird und sich vor allem nicht so verbreitert, daß ein Übertritt der Mischphase dieser Zwischen schicht und damit auch der leichteren Phase bzw. des Öls unter der Tauchscheibe hindurch in die abgezogene schwerere Phase stattfindet. Die Zwischenschicht entsteht, am Beispiel eines zu trennenden ölhaltigen Breis aufgezeigt, folgendermaßen: Wird der zu trennende ölhaltige Zustrom in die rotierende Zylindertrommel des Dekanters eingespeist, so wandern Feststoff und schwere wässrige Phase zur Zylinderaußenwand, Öltröpfchen dagegen schwimmen auf und bilden die innen in der Zentrifugentrommel liegende Ölphase. Zumindest zeitweise be findet sich zwischen der entölten Wasserphase und der wasserfreien Ölphase die aus beiden Phasen bestehende Mischschicht Z (Fig. 1). Diese besteht im wesentlichen aus Öltröpfchen in Wasser auf der Wasserphasenseite und Wassertröpfchen in Öl auf der Ölphasenseite. Die ses Phasengemisch verhält sich allerdings bezüglich seines Fließverhaltens aufgrund der äu ßerst hohen Grenzfläche und der daraus resultierenden Wechselwirkungen offenbar nicht wie eine Flüssigkeit, sondern vielmehr wie ein Feststoffbrei, wie die Erfinder ermittelten. Dies führt dazu, daß die Zwischenschicht Z durch die Förderwirkung der Schnecke vor die Tauch scheibe geschoben wird, an der die Zwischenschicht gestaucht wird und sich nach oben und unten entsprechend verbreitert. Diese Verbreiterung kann so weit erfolgen, daß Teile dieser Zwischenschicht mit der schweren Wasserphase unter der Tauchscheibe hindurchgedrückt werden und mit dieser entölten schweren Phase ausgetragen werden. Dieses bisher nicht er kannte und in dem Dekanter auch kaum nachzuverfolgende Verhalten läßt sich an einer La bor-Becherzentrifuge demonstrieren. Trennt man mit der Becherzentrifuge den besagten öl haltigen Feststoffbrei auf, so ergibt sich das Phasenbild: wäßrige Phase mit am Becherboden liegenden Feststoffen, Zwischenschicht aus Wasser- und Ölphasengemisch und darüber lie gende Ölphase. Sticht man nun von oben mit einem Spatel in die Zwischenschicht und be wegt den Spatel parallel zur Schicht in Richtung gegen die Becherwand, löst sich die Zwi schenschicht wie eine zusammenhängende Scheibe vom gegenüberliegenden Wandbereich ab und wird auf der anderen Becherwandseite einseitig deformiert und verbreitert. In principle, all measures bring an improvement which ensures that the intermediate layer lying on the immersion disk does not become wider again, contrary to the above rule, and above all does not widen so much that a crossing of the mixed phase of this intermediate layer and thus also the lighter phase or of the oil under the plunger takes place in the heavier phase that has been removed. The intermediate layer is created as shown in the example of an oil-containing pulp to be separated: If the oil-containing inflow to be separated is fed into the rotating cylinder drum of the decanter, solid and heavy aqueous phase migrate to the outer wall of the cylinder, while oil droplets float up and form the inside in the centrifuge drum lying oil phase. At least at times there is the mixed layer Z consisting of the two phases between the deoiled water phase and the anhydrous oil phase ( FIG. 1). This essentially consists of oil droplets in water on the water phase side and water droplets in oil on the oil phase side. With regard to its flow behavior, however, this phase mixture apparently does not behave like a liquid, but rather like a slurry of solids, as the inventors determined, because of the extremely high interface and the resulting interactions. This leads to the fact that the intermediate layer Z is pushed by the conveying action of the screw in front of the plunger, on which the intermediate layer is compressed and widened accordingly up and down. This broadening can take place to such an extent that parts of this intermediate layer with the heavy water phase are pressed under the immersion disk and are carried out with this deoiled heavy phase. This hitherto unknown and hardly traceable behavior in the decanter can be demonstrated on a laboratory beaker centrifuge. If one separates the said oil-containing solid slurry with the cup centrifuge, the result is the phase pattern: aqueous phase with solids lying on the cup bottom, intermediate layer of water and oil phase mixture and oil phase lying above. If you prick the spatula from above with a spatula and move the spatula parallel to the layer towards the cup wall, the intermediate layer separates from the opposite wall area like a cohesive disc and is deformed and widened on one side on the other cup wall side.

Eine Maßnahme, die aufgezeigte Förderung der Zwischenphase Z gegen die Tauchscheibe zu unterdrücken, besteht darin, die Schneckenwendel im Bereich der zu erwartenden Zwi schenschicht und damit gerade nicht oder nicht nur im weiter außen liegenden Bereich des abgeschleuderten Feststoffs, zu verändern. So kann man im Bereich der Zwischenphase Z die Schneckenwendel aussparen und damit in diesem ausgesparten Bereich die Förderleistung auf die Zwischenschicht vermindern. Der Übertritt abschleuderbaren Öls unter der Tauchscheibe hindurch kann allerdings speziell dadurch ganz erheblich reduziert werden, daß auf dem Schneckenkörper vor der Tauchscheibe Einbauten befestigt sind, deren För derelemente gegen die Förderrichtung der Schneckenwendel wirken und die ferner eng be grenzt im zu erwartenden Trennzonenbereich zwischen flüssiger schwerer Phase und flüssi ger Ölphase diese Förderleistung erbringen. Solche Einbauten können nicht nur zwischen den Wendeln vorgesehen werden, sondern auch in den genannten Aussparungen der Wendel angebracht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Einbauten turbi nenflügelähnlich ausgelegt.One measure to promote the intermediate phase Z against the plunger suppress, consists in the screw spiral in the area of the expected Zwi layer and therefore not at all or not only in the area of the centrifuged solid to change. So you can in the area of the intermediate phase Z Leave out the screw spiral and thus the conveying capacity in this recessed area reduce to the intermediate layer. The transfer of spin-off oil under the However, the immersion plate can be significantly reduced especially by that internals are attached to the screw body in front of the plunger, the För derelemente act against the direction of conveyance of the screw spiral and also be closely delimits in the expected separation zone area between liquid heavy phase and liquid ger oil phase provide this output. Such internals can not only be between the coils are provided, but also in the mentioned recesses of the coil be attached. According to a preferred embodiment, these internals are turbo designed like a wing.

Beispielsweise sind diese Förderelemente ringförmig um den Schneckenkörper angeordnet. Sie sind so gebaut, daß die entgegen der Schneckenförderung fließende leichte Phase (Öl) ohne Störung ausgetragen werden kann. Ebenso wird die in Förderrichtung der Schnecken wendel fließende schwere (wässrige) Phase in ihrer Fließrichtung nicht behindert. Der äußere Radius der erfindungsgemäßen Einbauten ist kleiner bevorzugt gleich dem Außenradius der Tauchscheibe. Er sollte zumindest so dimensioniert sein, daß zwischen ihm und dem von der Zentrifuge abgeschleuderten und vom Schneckenkörper geförderten Feststoff stets eine fließ fähige schwere flüssige (wässrige) Zone vorhanden ist.For example, these conveyor elements are arranged in a ring around the screw body. They are built in such a way that the light phase (oil) flowing against the screw conveyor can be carried out without interference. Likewise, the screw is in the conveying direction spiral flowing heavy (aqueous) phase is not hindered in its flow direction. The outer The radius of the internals according to the invention is preferably less than the outer radius of the Diving disc. It should at least be dimensioned such that between it and that of the Centrifuged centrifuged solid and conveyed by the screw body always flows capable heavy liquid (aqueous) zone is present.

Ein derartiger Einbau kann im einfachsten Fall aus einem dünnen Stab oder Rohr bestehen, das im Schneckenkörper befestigt ist und radial in die Zentrifugentrommel ragt, wobei am Ende dieses Rohr oder dieser Stab eine schräggestellte Metallplatte als Flügelelement auf weist. Das Flügelelement dreht sich ebenso wie der Schneckenkörper im Vergleich zur Zen trifugentrommel mit um die Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schneckenkörper höheren Geschwindigkeit. Von derartigen Flügeln lassen sich mehrere radial am Schnecken körper befestigen, wobei sie ein oder mehrere Förderräder um den Schneckenkörper herum bilden. Sie können auch wie die Schnecke spiralförmig zwischen die Wendel eingebaut sein. In the simplest case, such an installation can consist of a thin rod or tube, which is fixed in the screw body and protrudes radially into the centrifuge drum, whereby on End of this tube or rod on an inclined metal plate as a wing element has. The wing element, like the snail body, rotates in comparison to the Zen centrifuge drum with the difference in speed between the drum and the screw body higher speed. Several of such blades can be radially attached to the screw Attach body, with one or more conveyor wheels around the screw body form. Like the screw, they can also be installed in a spiral between the helix.

Zur Verbesserung des Ölablaufs können zusätzlich zwischen Einlaufrohr und Wehr für die leichte Phase (Ölphase) entsprechende Einbauten eingesetzt werden, wobei jedoch deren Förderrichtung mit der des Schneckenkörpers übereinstimmt und somit vom Wehr für die leichte Phase wegfördert. Sind diese Einbauten zusätzlich zu denen im Bereich vor der Tauchscheibe vorhanden, ist die Förderrichtung der Einbauten jeweils zum Mittelpunkt der Zentrifugentrommel ausgerichtet.To improve the oil drain, you can also between the inlet pipe and weir for the light phase (oil phase) appropriate internals are used, but their Direction of conveyance coincides with that of the snail body and thus from the weir for the promotes easy phase. Are these internals in addition to those in the area in front of the Plunger is present, the direction of conveyance of the internals is always to the center of the Centrifuge drum aligned.

Durch Wahl der Geometrie der Flügel, insbesondere durch Wahl der Steilheit, bzw. des An stellwinkels der Flügelblätter, läßt sich die Wirkung der Einbauten optimieren. So kann man die Flügel bzw. Einbauten im Bereich der Tauchscheibe so schräg nach oben stellen, daß die Zwischenschicht zur leichten Phase hin angehoben wird. Im Bereich des Wehres der leichten Phase wählt man hingegen die Ausrichtung der Flügel bzw. Einbauten so, daß die Zwischen schicht etwa entsprechend der Anhebung abgesenkt wird, um das gewünschte Entmischungs gleichgewicht nicht zu stören.By choosing the geometry of the wing, in particular by choosing the slope or the type angle of the blades, the effect of the internals can be optimized. So you can the wings or internals in the area of the plunger so inclined that the Intermediate layer is raised towards the light phase. In the area of the weir the light Phase, however, you choose the orientation of the wing or internals so that the intermediate layer is lowered approximately according to the increase to the desired segregation balance not to disturb.

Von entscheidender Bedeutung bei der Auslegung der Einbauten ist grundsätzlich, daß die Einbauten den Fluß der leichten und schweren Phase nicht behindern. Wenn man diese Bedingung einhält, kann der Fachmann eine Vielzahl von verschiedenen Einbauten zwischen oder auch an den Schneckenwendeln im Bereich der Zwischenschicht wählen, die deren Übertritt unter der Tauchscheibe hindurch verhindern.It is of fundamental importance when designing the internals that the Built-in components do not impede the flow of the light and heavy phases. If you have this If the condition is met, the person skilled in the art can choose between a variety of different internals or also choose the helixes in the area of the intermediate layer, their Prevent spillage under the plunger.

Die oben beschriebenen Einbauten lösen nicht nur in Zweiphasendekantern mit Förder schnecke die erfindungsgemäße Aufgabe. So kommt es auch in Zweiphasendekantern bzw. - trennzentrifugen ohne Förderschnecke, wie sie beispielsweise zum Waschen von Öl mit Wasser einsetzbar sind oder auch bei sogenannten Extraktionsdekantern, zu einer uner wünschten Verbreiterung der sich auch hier bildenden Zwischenschicht am Ölwehr und an der Tauchscheibe. Wie weiter oben dargelegt, ist diese Zwischenschicht an der Eintragungs stelle des noch nicht getrennten Gemisches dicker und sollte zum Ölwehr und zur Tauch scheibe hin wegen der Trennwirkung im Zentrifugalfeld hin dünner werden. Diesem Schichtverhalten wirkt allerdings das Bestreben der innen liegenden leichten flüssigen Phase (Ölphase) und außen liegenden schwereren flüssigen Phase (Wasserphase) entgegen, die im Zentrifugalfeld einen "ebenen" Flüssigkeitsspiegel auszubilden und ungleiche Dicken der von ihnen eingeschlossenen Zwischenschicht auszugleichen suchen. Da sich die Zwischenschicht ferner, wie erläutert, quasi feststoffschichtartig verhält, wird sie bis hin zum Ölwehr und der Tauchscheibe zu einer praktisch überall gleich dicken Schicht verbreitert. Damit gelangt Mischphase schneller von der Eintragungsstelle zum Ölwehr und zur Tauschscheibe und wird dort zum Teil ungetrennt zusammen mit der leichten bzw. schweren flüssigen Phase ausgetragen. Mit anderen Worten ist die Verweilzeit der Mischphase im Zentrifugal feld so herabgesetzt, daß ein bestimmter Prozentsatz der Mischphase nicht mehr getrennt wird.The internals described above solve not only in two-phase decanters with conveyor snail the task of the invention. So it also happens in two-phase decanters or - centrifuges without a screw conveyor, such as those used for washing oil Water can be used or even in so-called extraction decanters, to an un desired widening of the intermediate layer on the oil weir and on the diving disc. As stated above, this intermediate layer is at the entry place the not yet separated mixture thicker and should be used for oil weirs and for diving disc become thinner due to the separating effect in the centrifugal field. This However, stratification is affected by the effort of the light liquid phase on the inside (Oil phase) and external heavier liquid phase (water phase), which in the Centrifugal field to form a "flat" liquid level and uneven thicknesses of the seek to balance the interlayer enclosed by them. Because the intermediate layer furthermore, as explained, behaves like a solid layer, it becomes an oil weir and widened the plunger into a layer that was practically the same everywhere. In order to mixing phase passes faster from the entry point to the oil weir and to the replacement disc and there is partly inseparable together with the light or heavy liquid Phase. In other words, the residence time of the mixed phase in the centrifugal field so reduced that a certain percentage of the mixing phase is no longer separated becomes.

Eine Gegenmaßnahme wäre, den Zufluß zu drosseln und/oder den Durchmesser der Tauchscheibe zu vergrößern. Eine wesentlich vorteilhaftere und wirksamere Lösung bieten allerdings die erfindungsgemäßen Förderelemente, die in diesem Fall nicht am Schnecken körper bzw. den Schneckengängen angebracht sind, sondern an einem zentralen rotierenden Element, das wie die Schnecke mit einer etwas höheren Drehzahl als die Zentrifugentrommel rotiert. Durch diese Förderelemente wird die Verweilzeit der Mischphase im Zentrifugalfeld erhöht und eine Annäherung an das theoretisch zu erzielende Mischphasenprofil mit Ausbauchung an der Eintragungsstelle und stetiger Schichtdickenabnahme zu den Rändern hin erzielt.A countermeasure would be to throttle the inflow and / or the diameter of the Enlarge diving disc. Offer a much more advantageous and effective solution however, the conveyor elements according to the invention, which in this case are not on the screw body or the worm threads are attached, but on a central rotating Element that, like the screw, has a slightly higher speed than the centrifuge drum rotates. Through these conveying elements, the residence time of the mixing phase in the centrifugal field increased and an approximation to the theoretically achievable mixed phase profile Bulging at the entry point and steady decrease in layer thickness to the edges achieved.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert: Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings: It shows

Fig. 1 einen charakteristischen Ausschnitt eines üblichen Zweiphasendekanters in sche matischer Darstellung zur Veranschaulichung des prinzipiellen Aufbaus und Fig. 1 shows a characteristic section of a conventional two-phase decanter in cal matic representation to illustrate the basic structure and

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zweiphasendekanter gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows an embodiment of the invention in a two-phase decanter according to FIG. 1.

Im Zweiphasendekanter der Fig. 1 und 2 wird ein ölhaltiger auf übliche Weise malaxierter Brei (z. B. aus zerkleinerten Oliven und Wasser) über das Einlaufrohr 6 in den radialen Be reich des Dekanters zugeführt, in dem sich die Öl/Wasserzwischenschicht Z an der Trenn zone zwischen den getrennten flüssigen Phasen unterschiedlicher Dichte ausbildet. Die Schicht Z ist nur skizziert, ohne die oben erläuterte variierende Dicke der Schicht bzw. Trennzone darzustellen. Gemäß Fig. 2 sind im Bereich der Zwischenschicht Z zwei entge gengesetzt schräg angestellte Flügel 7, 8 gezeigt, die jeweils an einem Stiel 9 befestigt sind, der zwischen zwei Wendelgängen 2a am Schneckenkörper 2 angebracht ist. Der Flügel 7 fördert entgegen der Förderrichtung der Schnecke die Zwischenschicht im Bereich vor der Tauchscheibe 3 von dieser weg. Er ist vorzugsweise schräg nach oben angestellt, um die Zwischenschicht in diesem Bereich auch noch in Richtung der Ölschicht anzuheben. Hier durch wird der Ölaustrag nicht beeinträchtigt, die Wirkung auf die Zwischenschicht im Hin blick auf deren Nichtdurchtritt unter der Tauschscheibe 3 jedoch verbessert. Der Flügel 8 zwischen Einlaufrohr 6 und Ölwehr 5 ist entgegengesetzt angestellt und fördert die Zwi schenschicht Z zur Einlaufstelle E hin. Er ist entsprechend der Stellung des Flügels 7 vor zugsweise schräg nach unten gestellt, um die Zwischenschicht in diesem Bereich des De kanters entsprechend der Anhebung auf der Tauchscheibenseite abzusenken. Wie weiter oben dargelegt, sind vorzugsweise mehrere Flügel zu einem Flügelrad um den Schnecken körper herum angeordnet. Auch ist es möglich, die Flügel nach Art einer Schneckenwendel in diesem Bereich zwischen den Wendelgängen 2a des Schneckenkörpers 2 anzuordnen.In the two-phase decanter of FIGS . 1 and 2, an oil-containing mash which is malaxed in the usual way (e.g. from minced olives and water) is fed via the inlet pipe 6 into the radial region of the decanter, in which the oil / water intermediate layer Z is attached to the Separation zone forms between the separated liquid phases of different densities. The layer Z is only outlined without showing the varying thickness of the layer or separation zone explained above. According to Fig. 2 of the intermediate layer Z are in the range two entge gengesetzt obliquely positioned blades 7, 8, which are each attached to a handle 9, which is attached to the screw body 2 between two helical threads 2a. The wing 7 conveys the intermediate layer in the area in front of the immersion disk 3 away from the latter, counter to the conveying direction of the screw. It is preferably inclined upwards in order to also raise the intermediate layer in this area in the direction of the oil layer. Here, the oil discharge is not impaired, but the effect on the intermediate layer in view of its non-passage under the exchange disk 3 is improved. The wing 8 between the inlet pipe 6 and oil weir 5 is placed in the opposite direction and promotes the inter mediate layer Z to the inlet point E. He is in accordance with the position of the wing 7 preferably placed obliquely downwards in order to lower the intermediate layer in this area of the de-canter in accordance with the increase on the side of the plunger. As explained above, several blades are preferably arranged to form an impeller around the worm body. It is also possible to arrange the blades in the manner of a helix in this area between the helical flights 2 a of the worm body 2 .

Sind die beschriebenen Einbauten oder ähnlich wirkende, konstruktiv andere Einbauten im Zwischenbereich Z zwischen wässriger Phase und Ölphase vorhanden, so fördern sie die Zwischenschicht entsprechend ihrer Förderkraft von der Tauchscheibe weg. Vor der Tauch scheibe besteht daher, anders als im Zentrum des Dekanters, durch die Abförderung der Zwi schenschicht eine verarmte Zone an Zwischenschicht. Diese gegenüber dem Zustand ohne Einbauten dünnere Zwischenschicht ist nicht mehr in der Lage, die Tauchscheibe zu über winden. Da die Beständigkeit der Zwischenschicht zeitabhängig ist, stellt sich ein Gleichge wicht zwischen neu gebildeter Zwischenschicht und Abnahme der Zwischenschicht durch wirkende Zentrifugalkraft ein. Ohne Einbauten stellt sich dieses Gleichgewicht praktisch über den gesamten Zentrifugenzylinder gleich verteilt ein. Diese Betrachtungen gelten sowohl für Dekanter bzw. Trennzentrifugen mit als auch ohne Schnecke.Are the internals described or appear to have a similar, structurally different internals in the Intermediate area Z between the aqueous phase and the oil phase, they promote the Intermediate layer away from the plunger according to its conveying force. Before the dive unlike in the center of the decanter, disc therefore exists through the removal of the twos layer an impoverished zone of the intermediate layer. This compared to the state without Built-in thinner intermediate layer is no longer able to cover the plunger wind. Since the resistance of the intermediate layer is time-dependent, an equilibrium is established weight between the newly formed intermediate layer and the decrease in the intermediate layer acting centrifugal force. This equilibrium is practically without any internals evenly distributed over the entire centrifuge cylinder. These considerations apply both for decanters and centrifuges with and without a screw.

Bei Dekantern bzw. Trennzentrifugen ohne Schnecke ist erfindungsgemäß anstelle der Schnecke ein Drehkörper vorgesehen, der sich wie die Schnecke mit einer gegenüber der Trommel erhöhten Drehzahl dreht. An diesem Körper sind die erfindungsgemäßen Mittel bzw. Förderelemente angebracht.In decanters or centrifuges without a screw, according to the invention, instead of A worm is provided with a rotating body which, like the worm, is opposite one another Drum rotates at high speed. The agents according to the invention are on this body or conveyor elements attached.

Mit den als Fördereinrichtungen wirkenden Einbauten wird die Verweilzeit der Zwischen schicht im Zentrifugalfeld erhöht und somit kann pro Zeiteinheit eine deutlich bessere Ent mischung der Zwischenschicht, insbesondere im Bereich der Tauchscheibe und im Bereich des Ölwehrs erfolgen. With the internals acting as conveyors, the dwell time of the intermediate layer in the centrifugal field and thus a significantly better Ent per unit of time Mixing the intermediate layer, especially in the area of the immersion plate and in the area of the oil weir.

Die erfindungsgemäßen Einbauten fördern zusätzlich den Abbau der Zwischenschicht durch Koaleszenz der in der Schicht enthaltenen Öl- und Wassertröpfchen. Dies geschieht dadurch, daß die Flügelblätter oder auch anders geformte Teile der Einbauten Oberflächen anbieten, an denen Öl bzw. Wasser koaleszieren und somit beschleunigt im Zentrifugalfeld getrennt werden können.The internals according to the invention additionally promote the degradation of the intermediate layer Coalescence of the oil and water droplets contained in the layer. This happens because that the wing blades or other shaped parts of the internals offer surfaces, where oil or water coalesce and thus accelerated separated in the centrifugal field can be.

Claims

1. Two-phase decanter for separating two liquid phases of different densities with a screw in a horizontal decanter drum from a starting mixture that may contain solids, an inlet for introducing the not yet separated starting mixture into the area of the screw, a plunger in front of the exit point for the centrigugal field generated radially outer phase of higher density, an overflow weir downstream of the plunger for this heavier phase at the outlet thereof and a further overflow weir at the outlet of the lighter phase of lower density at the opposite outlet end of the decanter, characterized in that in or between the spiral passages ( 2 a) the screw mechanical means ( 7 , 8 , 9 ) are provided in the radial decanter area of an intermediate layer (Z), which corresponds to the phase mixed layer at the separation zone between heavy and liquid phase in the centrifugal field, that the se mechanical means are provided at least in the axial decanter area of the intermediate layer (Z) in front of the immersion disk and are designed such that they prevent the phase mixture from passing from the intermediate layer (Z) under the exchange disk ( 3 ) to the exit point of the heavy phase.

2. Two-phase decanter according to claim 1, characterized in that the mechanical means ( 7 , 8 , 9 ) on the screw body ( 2 ) are attached and in the loading area of the intermediate layer (Z) in front of the plunger ( 3 ) opposite to the screw rotation aligned conveying elements ( 7 ), which act on the intermediate layer (Z) opposite to the conveying direction of the screw.

3. Two-phase decanter according to claim 2, characterized in that the conveying elements ( 7 ) are inclined conveying surfaces, which are preferably turbine-shaped wing-like.

4. Two-phase decanter according to claim 2 or 3, characterized in that the opposite to the screw rotation aligned conveying elements ( 7 ) in the loading area between the plunger ( 3 ) and the inlet ( 6 ) are arranged and are preferably aligned so that they the intermediate layer ( Z) not only convey away from the immersion disk ( 3 ), but also radially inwards.

5. Two-phase decanter according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that further conveying elements ( 8 ) aligned in the direction of the screw rotation and conveying in the conveying direction of the screw are provided in the area in front of the weir ( 5 ) and the exit point of the easier phase, which are optionally arranged up to the inlet ( 6 ).

6. Two-phase decanter according to claim 5, characterized in that the further conveyor elements ( 8 ) are aligned so that they promote the intermediate layer (Z) not only in the conveying direction of the screw, but also radially outwards.

7. Two-phase decanter according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical means ( 7 , 8 , 9 ) are designed such that they do not impair the discharge and the flow of the two liquid phases forming in the centrifugal field from or in the decanter .

8. Two-phase decanter according to one of claims 5 to 7, characterized in that the further conveying elements ( 8 ) are inclined conveying surfaces, which are preferably designed like turbine blades, and that the conveying elements ( 7 ) and further conveying elements ( 8 ) on stems ( 9 ) are attached, which are placed in the shaft area of the screw.

9. Two-phase decanter according to one of claims 2 to 8, characterized in that the conveying elements ( 7 ) and optionally further conveying elements ( 8 ) are arranged in a ring around the body ( 2 ) of the screw.

10. Two-phase decanter according to one of the preceding claims for separating two solid-free or almost solid-free liquid phases, characterized in that the decanter instead of the screw has a corresponding rotating body without screws, on which the mechanical means ( 7 , 8 , 9 ) are attached, these means conveying the intermediate layer from the immersion disk ( 3 ) to the inlet.