DE10216415B4 - Process for the separation of water and solids in the granulation of melts and apparatus for carrying out the process - Google Patents
Process for the separation of water and solids in the granulation of melts and apparatus for carrying out the process Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zur Trennung von Wasser und Feststoffen bei der Granulierung von Schmelzen insbesondere von Hochofenschlacke, bei welchem Wasser in einen Schlackenstrahl eingedüst und das entstehende Granulat-/Wassergemisch einem Auffangbehälter einer Entwässerungsanlage zugeführt wird, aus welcher ein Wasseranteil zur Rückführung in den Prozesskreislauf abgezogen wird und der Wasseranteil dem Einlass eines Hydrozyklons zugeführt wird, wobei der aus dem Oberlauf kommende Feinfraktionsanteil in den Wasser-Prozesskreislauf rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der aus dem Unterlauf des Hydrozyklons austretende, mit Feststoffen versetzte Grobfraktionsanteil erneut dem Auffangbehälter zugeführt wird, – das Granulat-/Wassergemisch aus dem Auffangbehälter in ein Entwässerungssilo weitergeleitet und das aus dem Entwässerungssilo kommende, mit Feststoffen versetzte Wasser dem Einlass des Hydrozyklons zugeführt wird, – der Wasseranteil vor dem Einlass in das Hydrozyklon gefiltert wird, – die Filterung im Entwässerungssilo erfolgt und – die Filterung durch im Entwässerungssilo angeordnete Siebe und/oder Filtertücher und ein als Eigenfilter wirkendes, im...Process for the separation of water and solids in the granulation of melts, in particular blast furnace slag, in which water is injected into a slag jet and the resulting granulate / water mixture is fed to a collecting tank of a dewatering system, from which a water portion is drawn off for recycling into the process circuit and the Water fraction is fed to the inlet of a hydrocyclone, the fine fraction fraction coming from the overflow being fed back into the water process circuit, characterized in that - the coarse fraction fraction which comes out of the hydrocyclone and mixed with solids is fed back to the collecting container, / The water mixture is forwarded from the collecting tank into a drainage silo and the water containing solids, which comes from the drainage silo, is fed to the inlet of the hydrocyclone, - the water content before the inlet into the hydrocyclone n is filtered, - the filtering takes place in the drainage silo and - the filtering is carried out by sieves and / or filter cloths arranged in the drainage silo and a filter which acts as an intrinsic ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Wasser und Feststoffen bei der Granulierung von Hochofenschlacke und sonstigen Schmelzen, bei welchem Wasser mittels eines Sprühkopfes in einen Schlackenstrahl eingedüst wird und das entstehende Wasser-/Granulatgemisch einem Auffangbehälter einer Entwässerungsanlage zugeführt wird, aus welcher ein Wasseranteil zur Rückführung in den Prozesskreislauf, d. h. insbesondere zur erneuten Eindüsung in den Schlackenstrahl abgezogen wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung noch eine Vorrichtung zur Trennung von Wasser und Feststoffen bei der Granulation von Hochofenschlacke und sonstigen Schmelzen, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10 dienen soll. Schließlich betrifft die Erfindung mit Anspruch 16 noch die Verwendung mindestens eines Hydrozyklons innerhalb eines Verfahrens zur Trennung von Wasser und Feststoffen bei der Granulation von Hochofenschlacke und sonstigen Schmelzen.The invention relates to a method for the separation of water and solids in the granulation of blast furnace slag and other melts, in which water is injected by means of a spray head in a slag jet and the resulting water / granular mixture is fed to a collecting a dewatering plant, from which a water content for Return to the process cycle, d. H. is withdrawn in particular for re-injection into the slag jet. Moreover, the invention also relates to a device for the separation of water and solids in the granulation of blast furnace slag and other melts, wherein the apparatus for performing the method according to any one of claims 1-10 is to serve. Finally, the invention with
Stand der Technik:State of the art:
Bei der Granulierung von Hochofenschlacke wird über einen Sprühkopf Wasser in erheblichen Mengen aus einem Wassertank in einen Schlackenstrahl eingedüst, der über eine Schlackenrinne aus einem Hochofen in eine Wasservorlage einer Granulierungsstation eingebracht wird. Das entstehende Granulat-/Wassergemisch gelangt über eine Überlaufeinheit in einen ersten Auffangbehälter und wird daraus mindestens einem Entwässerungssilo zugeführt. In dem/den Entwässerungssilo(s) soll sich das Granulat fangen, im Wege eines Entwässerungsvorganges werden Schlackenreste, Prozesswasser und Schlackensand aus den Entwässerungssilos abgelassen.In the granulation of blast furnace slag is injected via a spray head water in significant quantities from a water tank in a slag jet, which is introduced via a slag trough from a blast furnace in a water reservoir of a granulation station. The resulting granulate / water mixture passes through an overflow unit in a first collecting container and is supplied from at least one dewatering silo. In the dewatering silo (s), the granules should catch, by means of a dewatering process slag residues, process water and slag sand are discharged from the dewatering silos.
Zum Auffangen des Granulates oder Sandes kommt den Entwässerungssilos eine Filterfunktion zu. Dazu weisen die Entwässerungssilos in ihrem unteren Bereich einen Filterkonus auf, in dem sich ein Sand/Granulatgemisch ablagert, das eine gewisse Eigenfilterfunktion übernehmen soll. Um über den Metallsieben ein Sandpolster auszubilden, das als Eigenfilter wirken kann, bleibt der Entwässerungsschieber des Entwässerungssilos zunächst geschlossen, da ansonsten zu befürchten wäre, dass ohne den Eigenfilterungseffekt ein zu hoher Feststoffanteil in den Prozesswasserrückführbereich der Entwässerungsanlage gelangen würde.For collecting the granulate or sand, the drainage silos have a filter function. For this purpose, the drainage silos have a filter cone in their lower area, in which a sand / granulate mixture is deposited, which is to take on a certain self-filter function. In order to form a sand cushion above the metal screens, which can act as a self-filter, the drainage slider of the drainage silo initially remains closed, since otherwise it would be feared that without the self-filtering effect, an excessively high proportion of solids would enter the process water return area of the drainage system.
Um die Metallsiebe des Filterkonus ausreichend mit einem Sandpolster zu bedecken, muss je nach Filtergröße eine bestimmte Menge Granulat in den Konus eingebracht werden, was bei einem anfänglich sehr kleinen Schlackenstrom viel Zeit und damit Silovolumen in Anspruch nimmt. Während dieser „Siebfüllzeit” fließt Granulierungswasser in das Entwässerrungssilo hinein, so dass sich das Entwässerungssilo weitgehend füllt. Bei Anlagen nach dem Stand der Technik können dabei Silovolumen bis zu 1000 m3 erforderlich werden.To cover the metal sieves of the filter cone sufficiently with a sand pad, depending on the filter size, a certain amount of granules must be introduced into the cone, which takes a lot of time and thus silo volume with an initially very small slag flow. During this "sieve filling time" granulation water flows into the dewatering silo, so that the dewatering silo is largely filled. In systems of the prior art, silo volumes of up to 1000 m 3 may be required.
Nach ausreichender Bedeckung der Siebflächen im Filterkonus mit einem Sand/Granulatpolster wird ein Entwässerungsventil geöffnet und in einer Wasserumwälzungsphase mit Feststoffen behaftetes Wasser, das durch das noch nicht vollständig ausgebildete Sand/Eigenfilter hindurchgelangt, in den Entwässerungssilo oder einen Sammelbehälter zurückgepumpt. Sobald dieser Vorentwässerungsschritt abgeschlossen ist, folgt das eigentliche Entwässern des Entwässerrungssilos, wobei das zwischenzeitlich abgesetzte und verdichteteAfter sufficient coverage of the screen surfaces in the filter cone with a sand / granular pad a drain valve is opened and pumped in a Wasserumwälzungsphase with solids water that passes through the not yet fully formed sand / filter, pumped back into the drainage silo or a reservoir. As soon as this pre-dewatering step is completed, the actual dewatering of the dehydration silo follows, with the intermittently settled and compacted
Eigenfilter im Konusbereich des Silos dafür sorgt, daß das entnommene gefilterte Wasser einen ausreichenden Reinheitsgrad erreicht hat. Dieses entnommene Wasser gelangt nachfolgend in ein Sandfangbecken und kann über Pumpensysteme wieder zurück in einen Wasservorratsbehälter oder Wasserhochbehälter des Granulierturmes verbracht werden und steht dort wieder zur Verfügung.Self-filter in the cone area of the silo ensures that the removed filtered water has reached a sufficient degree of purity. This withdrawn water subsequently enters a sand trap and can be brought back via pump systems back into a water tank or water tank of Granulierturmes and is there again available.
Das herkömmliche Verfahren wird zwar mit Erfolg vielfach eingesetzt, ist aber insofern nachteilig, als zunächst über einen zum Teil sehr langen überhaupt kein Entwässerungsprozess stattfinden kann, da sich zunächst ein Filterpolster im Filterkonus des Entwässerungssilos bilden muss, darüber hinaus müssen relativ große Wassermengen umgepumpt werden, wodurch das Volumen der Entwässerungssilos sehr groß ausgelegt sein muss, um die großen Wassermengen aufzunehmen.Although the conventional method is often used with success, but is disadvantageous, as initially over a sometimes very long no dewatering process can take place, since first a filter pad must form in the filter cone of the dewatering silo, in addition, relatively large amounts of water must be pumped, whereby the volume of the drainage silos must be designed very large to accommodate the large amounts of water.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst ein Verfahren anzugeben, das gegenüber dem herkömmlichen Verfahren beschleunigt ist, mit kleineren Silobehältern und geringeren Wassermengen auskommt. Außerdem sollen weitere teure Vorrichtungen zur Nachklärung des Wassers vermieden werden, wie beispielsweise ein Sandfangbecken und dergleichen.The object of the invention is first of all to specify a method which is accelerated in comparison to the conventional method and manages with smaller silo containers and smaller amounts of water. In addition, other expensive devices for post-clarification of the water should be avoided, such as a sand trap and the like.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der aus der Entwässerungsanlage abgezogene Wasseranteil dem Einlass eines Hydrozyklons zugeführt wird, wobei der aus dem Unterlauf des Hydrozyklons austretende, noch mit Feststoffen versetzte sogenannte Grobfraktionsanteil erneut zudem Auffangbehälter zugeführt wird und der aus dem Oberlauf kommende Feinfraktionsanteil in den Prozesskreislauf rückgeführt wird.This object is achieved in that the withdrawn from the dewatering plant water content is fed to the inlet of a hydrocyclone, wherein from the lower reaches of the hydrocyclone emerging, still mixed with solids so-called coarse fraction fraction is again fed to the collecting container and the coming of the upper reaches fine fraction fraction is recycled into the process cycle.
In überraschender Weise hat sich herausgestellt, daß Hydrozyklone geeignet sind, bei einem Granulierungsverfahren den in den Prozesskreislauf rückzuführenden Wasseranteil ausreichend zu reinigen, und dadurch in sehr erheblichen Maße das Verfahren zu beschleunigen, insbesondere lange Füllzeiten von Entwässerungssilos zu vermeiden und die Baugröße von Entwässerungsanlagen erheblich zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als sogenanntes statisches Verfahren durchgeführt, aber auch als dynamisches Entwässerungsverfahren unter Einsatz bewegter Trennelemente z. B. in Form von Schöpfrädern, Sieben, Trommeln, Schnecken und dergleichen durchgeführt werden.Surprisingly, it has been found that hydrocyclones are suitable to adequately purify the recycled in the process cycle water content in a granulation process, and thereby to accelerate the process to a very considerable extent, especially to avoid long filling times of drainage silos and the size of drainage systems considerably to reduce. The inventive method can be carried out as a so-called static method, but also as a dynamic dewatering process using moving separation elements z. B. in the form of scoop wheels, screens, drums, screws and the like.
Bei einem sogenannten statischen System wird der Wasseranteil vor dem Einlass in den Hydrozyklon gefiltert, dies erfolgt insbesondere im Entwässerungssilo, und zwar durch das beschriebene, als Eigenfilter wirkende Sandpolster. Die Zuführung des Wasseranteils zum Einlass des Hydrozyklons erfolgt ohne wesentliche zeitliche Verzögerung nach dem ersten Einfüllen von mit Feststoffen versetztem Wasser in das Entwässerungssilo. Die dort sich einstellende Grobfilterung ist ausreichend, insbesondere deshalb, weil die Grobfraktion des Hydrozyklons erneut dem Entwässerungssilo zugeführt wird.In a so-called static system, the water content is filtered before the inlet into the hydrocyclone, this is done in particular in the dewatering silo, through the described, acting as a self-filter sand pad. The supply of the water content to the inlet of the hydrocyclone is carried out without substantial delay after the first filling of water added to solids in the dewatering silo. The coarse filtration occurring there is sufficient, in particular because the coarse fraction of the hydrocyclone is fed again to the dewatering silo.
Eine Vorrichtung zur Trennung von Wasser und Feststoffen bei der Granulation von Hochofenschlacke und sonstigen Schmelzen zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 4 und weist ein Rohrleitungssystem auf, über welches der zur Rückführung in den Granulierungsprozess vorgesehene, aus der Entwässerungsanlage abgezogene Wasseranteil dem Einlass eines Hydrozyklons zuführbar ist. Dessen Grobfraktionsausgang mündet in den Vorratsbehälter, der Feinfraktionsausgang ist mit einem Prozesswasservorratsbehälter verbunden, in dem Prozesswasser zwischengespeichert werden kann.A device for the separation of water and solids in the granulation of blast furnace slag and other melts for carrying out the method results from
Die Erfindung ist – auch im Vergleich mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik – in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:The invention is - explained in more detail in the drawing figures - also in comparison with the method according to the prior art. These show:
Die in
Über eine Überlaufrinne
Zur Trennung von Wasser und Granulat umfasst die Entwässerungsanlage
In einem Filterkonus
Die Entleerung der Entwässerungssilos
Hinsichtlich der einzelnen Stufen der Entwässerungssilo-Entleerung wird auf die Zeichnungsfiguren
In
Sobald der Abschnitt der Silo-Vorbereitung durch Einbringen von Rückspülwasser in den Filterkonus
In
Sobald das Wasser aus dem Entwässerungssilo
Um nun die umständliche Wasserumwälzungsphase gemäß
In
In Zeichnungsfigur
Von dort gelangt über eine Pumpe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Granulierungsanlagegranulation
- 22
- GranulierungsturmGranulierungsturm
- 33
- Wasservorlagewater seal
- 44
- Schlackenrinneslag channel
- 55
- Sprühkopfspray nozzle
- 66
- ÜberlaufrinneSpillway
- 77
- Auffangbehälterreceptacle
- 88th
- Entwässerungsanlagedrainage system
- 99
- EntwässerungssiloEntwässerungssilo
- 1010
- Leitungmanagement
- 1111
- Leitungmanagement
- 1212
- Filterkonusfilter cone
- 1313
- Leitungmanagement
- 1414
- Schwing-FörderrinneVibratory conveyor trough
- 1515
- Förderbandconveyor belt
- 1616
- Leitungmanagement
- 1717
- Entwässerungsschieberdrainage slide
- 1818
- VentilValve
- 1919
- VentilValve
- 2020
- Leitungmanagement
- 2121
- SammelbehälterClippings
- 2222
- Leitungmanagement
- 2424
- Pumpepump
- 2525
- Leitungmanagement
- 3030
- Entwässerungsanlagedrainage system
- 3131
- Hydrozyklonhydrocyclone
- 3232
- Unterlaufunderflow
- 3333
- Oberlaufheadwaters
- 3434
- Behältercontainer
- 3535
- Pumpepump
- 3636
- Leitungmanagement
- 3737
- Pumpepump
- 3838
- Leitungmanagement
- 4040
- Entwässerungsanlagedrainage system
- 4141
- weiterer Zwischenbehälterfurther intermediate container
- 4242
- Überlaufoverflow
- 4343
- Auslassoutlet
- 4444
- Pumpepump
- 4545
- Leitungmanagement
- 4646
- Hydrozyklonhydrocyclone
- 4747
- Unterlaufunderflow
- 4848
- Oberlaufheadwaters
- 4949
- Leitungmanagement
- 5050
- Zwischenbehälterintermediate container
- 5151
- Pumpepump
- 5252
- Leitungmanagement
Claims (7)
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- 2002-04-12 DE DE2002116415 patent/DE10216415B4/en not_active Expired - Fee Related
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|
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130223 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20131101 |