DE1024438B - Verfahren zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Fluessigkeit - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Flüssigkeit mit geringerem spezifischem Gewicht als die Feststoffe unter Verwendung- einer kegelstumpfförmigen Vollmantelschleuder, bei der die groben Feststoffe mittels einer Transporteinrichtung zur engeren Seite der Schleuder gefördert und ausgeschieden werden, während die feine Feststoffe enthaltende Flüssigkeit über ein Wehr auf der weiteren Seite der Schleudertrommel ausgetragen wird.

Eine bekannte Vollmantelschleuder dieser Art weist zwei Transportschnecken verschieden großen Durchmessers auf. Die Schnecke mit dem kleineren Durchmesser fördert die Bastandteile, die leichter als die Separierflüssigkeit sind, vom engeren zum weiteren Ende der Trommel, wo sie über ein Wehr und dann durch einen Ablauf abgeführt werden. Die Schnecke mit dem größeren Durchmesser fördert in umgekehrter Richtung; sie bestreicht auf ihrer ganzen. Länge den Trommelmantel und fördert die schwereren. Bestandteile zum Auslaß am engeren Ende der Trommel. Der sich in der Trommel durch die Zentrifugalwirkung bildende Flüssigkeitsring weist einen inneren: Durchmesser auf, welcher durch den Überlauf der Separderflüssiigkeit am weiteren Ende der Trommel bestimmt ist. Die Konizität der Trommel ist so gehalten, daß das Ende des Flüssigkeitsringes im Abstand von der Austragöffnung der festen Bestandteile am engeren Ende der Trommel endet.

Eine andere bekannte Schleudertrommel mit Schneckenauaräumung zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Flüssigkeit besteht aus einer Innentrommel, einer Außentrommel und einem Schneekentragkörper mit Schnecke, der über die Innentrommel hinwegreicht. Das Gut wird der Innentrommel durch einen mittleren Einlauf zugeführt und gelangt durch Schlitze in die Außentrommel.

Die Verwendung von Schleudartrommeln zur Abscheidung von Feststoffen aus Flüssigkeiten hat neben dem Vorteil der großen Durchisatzleistung den Nachteil, daß die Abscheidung der Feststoffe in einem einzigen Durchsatz häufig ungenügend ist. Zum Beispiel enthalten Herings- oder Walöl sowie viele pflanzliche Rohöle aus Samen, Früchten od. dgl. große Mengen von Feststoffen:, SO' daß man sie einer zwei- oder sogar dreimaligen Schleudertrennung unterwerfen müßte, um ein genügend reines Öl zu erhalten. Hierdurch wird der Vorteil der großen Durchsatzleistung wieder zunichte gemacht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen!, bei dem dieser Nachteil vermieden und außerdem der Wirkungsgrad der Schleudertrommel verbessert wird.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, Verfahren zum Abscheiden
von Feststoffen aus einer Flüssigkeit

Anmelder:

The De Laval Separator Company,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Busse, Patentanwalt,
Osnabrück, Moser Str. 20-24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. April 1951

George Julius Strezynski,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

daß die aus der Schleudertrommel ausgetragene Flüssigkeit einer im allgemeinen als »Separator« bezeichneten., mit die Trennwirkung erhöhendem Einsätzen versehenen Zentrifuge zur Scheidung in geklärte Flüssigkeit und ein Schlammkonzentrat zugeführt und das Schlammkonzentrat von der Zentrifuge über eine an der Schleuder trommel vorgesehene Hilfs-'Speiseeinrichtung der Schleudertrommel in einer Zone zwischen Flüssigkeitsring und Austrittöffnung der Feststoffe wieder zugeführt wird.

Durch die Rückführung des Schlammkonzentrats vom Separator in eine Zone der Schleuder, die zwischen dem Flüssigkeitsring und der Austrittöffnung der Feststoffe liegt, wird ein wesentlicher Fortschritt erzielt. Der aus feinen Teilen bestehende Schlamm mischt sich mit den verhältnismäßig groben Feststoffen, so daß letztere flüssiger werden und leichter abgeführt werden können, wobei die im Schlammkonzentrat enthaltene Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft im Gegenstrom die gröberen Feststoffe passiert und hierbei gefiltert wird.

Nach der Erfindung ist die Vollmantelschleuder zur Durchführung des Verfahrens so ausgebildet, daß innerhalb der Hohlwelle der Schleudertrommel in an sich bekannter Weise drei feststehende Rohre konzentrisch zueinander so· weit in die Schleudertrommel erstrecken, daß die Auistragzone des äußeren Speiserohres für die zu behandelinde Flüssigkeit etwa am

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Ende des sich in der Trommel bildenden Flüssigkeitsringes liegt, während die Austragzonen des mittleren Rohres für Schlammkonzentrat und des inneren Rohres für eine Waschflüssigkeit in einem Bereich zwischen dem Flüssigkeitsring und dem Auslaß für Feststoffe angeordnet sind. Die Austragzone der Waschflüssigkeit liegt vorzugsweise zwischen der Austragzone des: Schlatnmkonzentrats und dem Auslaß für die Feststoffe. Die drei in der Hohlwelle der

ches sich in eine zweite Verteilerkammer 22 im Verteiler 17 erstreckt. Die Kammer 22 am Austragende des Hilfsspeiserohres weist Umfangsöffnungen 22 a auf, durch welche die Hilfsspeisung unter Zentrifugal 5 kraft auswärts in einen Teil der Kammer 13 gelangt, der einen kleineren Radius als die Abwasserauslässe 14 hat. Ein drittes Speiserohr 23 für Waschflüssigkeit erstreckt sich durch das Hilfsspeiserohr 21 und endet mit seinem Austragende in einer Kammer 24 des Ver-

Schleudertrommel angeordneten Rohre münden io tellers 17. Die Kammer 24 weist Umfangsöffnungen zweckmäßigerweise in voneinander getrennte, an sich 24 a- auf, durch welche die Waschflüssigkeit unter bekannte Verteilerkammern. der Hohlwelle ein.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß

dem Verfahren nach der Erfindung ist in der Zeich-

Zentrifugalwirkung in einen Teil der Kammer 13 gelangt, der einen kleineren Durchmesser hat als der Teil der Kammer, welcher durch die Hilfsspeisenung schematisch dargestellt. 15 öffnungen 22 α gespeist wird.

Die Vollmantelschleuder 10 ist mit einer hohlen In der Kammer 13 ist eine Förderschnecke 26 anTrommel 11, die in einem ortsfesten. Gehäuse 12 an- geordnet, die zur Trommel 11 eine Differenzbewegung geordnet ist, ausgestattet. Die Trommel ist an den macht und am Verteiler 17 durch Verbindungen 26a sich gegenüberliegenden Enden mit hohlen Naben 11 α befestigt ist. Die äußere Kante der Förderschnecke 26 versehen, welche im Gehäuse um eine waagerechte 20 liegt dicht an der sich verjüngenden inneren, Fläche Achse, in vom Gehäuse getragenen Lagern, drehbar der Trommel 11 an, wobei sich die Schnecke vom gelagert sind. Die Trommel 11 enthält eine Kammer weiteren Ende 11 b bis zum engeren Ende 11 c der 13, welche sich von dem weiten Ende 11 & zum engeren Trommel erstreckt. Da die Schnecke mit dem Ver-Endellc der Trommel verjüngt. In der Wand am teiler mit niedrigerer Drehzahl als die Trommel 11 weiten Ende 11 b der Trommel sind Öffnungen 14 vor- 25 umläuft, vermag sie den abgeschiedenen Schlamm emtgesehen, die einen Abwasserauslaß aus der Kammer lang der sich verjüngenden Peripherie der Kammer 13 bilden, und in der Wand am engeren Endteil sind 13 einwärts zu den Schlammauslässen 15 zu fördern. Umfangsöffnungen 15 vorgesehen, die einen Schlamm- Das Gehäuse 12 weist eine Sammelkammer 12 fe

auelaß aus dieser Kammer bilden. Infolge der Ver- auf, die den durch die Auslässe 15 ausgetragenen jüngung hat das die Schlamtnauslässe 15 aufweisende 30 Schlamm aufnimmt, wobei der Schlamm aus der Ende der Kammer einen erheblich kleineren Durch- Sammelkammer 12 & durch eine öffnung 12 c ausmesser als das gegenüberliegende Ende der Kammer, getragen wird. Das Gehäuse weist ferner eine Samwelches mit den Abwasserauslässen 14 versehen ist. melkammer 12 d auf, die den Abwasseraustrag durch Der Umfang der Trommel zwischen den Enden 11 h die Auslässe 14 aufnimmt. Dieser Abwasseraustrag und lic weist kegelstumpfförmige Gestalt auf und 35 gelangt von der Sammelkammer 12d durch ein Rohr bildet im Innern eine Bahn zur Bewegung des abge- 28 zum Einlaß 29 a. eines Fein-Zenitrifugalseparators schiedenen Schlammes zu den Schlammauslässen 15. 29. Der Separator 29 enthält in bekannter Weise im Die Abwasserauslässe 14 sind auf einem etwas grö- Abstand angeordnete konische Einsatzteller in der fieren Radius (von der Trommelachse) als der Radius Zentrifugentrommel. Die Zentrifuge 29 bewirkt eine der Schlammauslässe 15 angeordnet, was bedeutet, 40 Zweiwegeabscheidung des Abwassers von den Tromdaß der abgeschiedene Schlamm etwa entlang dem melauslässen 14, so daß dieses Abwasser in ein versieh verjüngenden Umfang der Trommel gefördert hältnismäßig klares Abwasser als leichtere Koniwerden muß, um ihn durch die Schlammauslässe 15 ponente und eine schwerere Komponente oder auszutragen. Schlamm getrennt wird, der die vom Abwasser ab-

In der Trommel 11 ist konzentrisch zu dieser ein 45 geschiedenen konzentrierten feinen Feststoffe enthält, hohler zylindrischer Verteiler 17 angeordnet. Der Das Abwasser wird durch einen Stutzen 29 & und der Verteiler 17 weist an seinen gegenüberliegenden Schlamm durch einen Stutzen 29 c ausgetragen. Enden hohle Naben 17a auf, welche ihn mittels nicht Der Schlammaustrag vom Fein-Zentrifugalsepa-

dargestellter Lager innerhalb der Naben 11a tragen. rator29 wird in einem Behälter 30 gesammelt, von Die Verteilernaben 17a und die sie umgebenden 50 welchem er durch eine Rohrleitung 32 dem Einlaßende Trommelnaben 11 α erstrecken sich durch öffnungen des Hilfsspeiserohres 21 zugeführt wird. Der Schlamm

aus dem Fein-Zentrifugalseparator 29 wird also der
Vollmantelschleuder über die Verteilerkammer 22
wieder zugeführt. Da der durch die Verteilerkammer
55 22 zugeführte Rückführungsschlamm hauptsächlich

12 α in die gegenüberliegendem Enden des Gehäuses 12 und sind so angeordnet, daß die Trommel 11 in bekannter Weise mit einer anderen Drehzahl als der Verteiler 17 angetrieben werden kann.

Das Hauptspeiserohr 18 für das zu scheidende Trenngut erstreckt sich durch die hohle Nabe 17 a des Verteilers am weiteren Ende der Trommel in den Verteiler hinein. Das Trenngut wird dem Speiserohr

aus konzentrierten, verhältnismäßig feinen Feststoffen

besteht, hat er die Wirkung, die Viskosität des neuerdings abgetrennten Schlammes zu vermindern und seine Bewegung zu den Auslassen 15 und durch diese 18 durch eine Speiseleitung 19 zugeführt. Das Aus- 60 hindurch vermittels, des Förderers zu erleichtern. Die tragende dieses Speiserohres endet in. einer Kammer den konzentrierten feinen Schlamm vom Separator 29 20 innerhalb des Verteilers, die Umfangsöffnungen begleitende Flüssigkeit wird durch die Zentrifugal-20 α-aufweist, durch welche das Trenngut vom Speise- kraft in der Trommel 11 entlang dem »trockenen« rohr unter Zentrifugalwirkung, auswärts in die Kam- Weg der groben Feststoffe im Gegenstrom zu diesen mer 13 gelangt. Die Verteileröffnungen 20α sind so 65 auswärts verdrängt, da ein genügender Abstand zwiangeordnet, daß das Trenngut dem verjüngten Teil sehen der Förderschnecke 26 und der Außenwand der der Trommel in einer Zone zugeführt wird, in wel- Kammer 13 vorhanden ist, um diesen Gegenstrom der eher der Umfang angenähert den gleichen Radius hat Flüssigkeit zu ermöglichen. Die groben Feststoffe wie die Abwasserauslässe 14. Innerhalb des Haupt- dienen daher dazu, die entgegenströmende Flüssigkeit rohres 18 ist ein Hilfsspeiserohr 21 angeordnet, wel- 70 auf ihrem Weg zum Abwasserring 35 zu filtern.

Die konzentrierten gemischten Feststoffe, welche durch die Austragöffnung 12 c der Vollmantelschleuder 10 austreten, können in beliebiger Weise weiterbehandelt werden. Die geklärte flüssige Phase, welche durch den Auslaßstutzen 29 b aus dem System austritt, kann einem Abfallbehälter zugeführt oder einer weiteren Behandlung unterworfen werden.

Gegebenenfalls können die Feststoffe, bevor sie durch die Öffnung 12 c ausgetragen werden, noch gewaschen werden. Zu diesem Zweck wird das Wasser ίο durch ein Rohr 33 in das mittlere Zuführungsrohr 23 eingeführt. Auf diese Weise wird die Waschflüssigkeit auf den Schlamm in dar Kammer 13 in einer Zone aufgebracht, die jenseits derjenigen Zone liegt, in welcher der Rückführungsischlamm mit dem neuerdings abgeschiedenen Schlamm zusammentrifft, gerechnet in Richtung der Schlammbewegung zu den Auslässen 15.

Die aus dem Fein-Separator 29 ausgetragenen Feststoffe können gegebenenfalls weiter konzentriert werden, indem dieser Schlamm durch den Separator 29 rückgeführt wird. Wie in der Zeichnung dargestellt, enthält der Rückführungskreis des Separators 29 ein Rohr 37, welches vom Boden des Sammelbehälters 30 zu einer Pumpe 38 führt. Die Pumpe dient dazu, einen Teil des Schlammes in den Umfangsteil der Zentrifugentrommel des Separators 29 mittels eines zur Trommel führenden Rohres 39 zurückzuführen.

Es ergibt sich also, daß das Verfahren nach der Erfittdung nicht nur ein im wesentlichen klares Abwasser aus dem Austragstutzen 29 des Fein-Separators ergibt, sondern auch das Austragen des, Schlammes aus der Vollmantelschleudar 10 infolge der Wirkung der in dieser mittels des Hilf sspeiserohres 21 rückgefuhrten feinen Feststoffe erleichtert. Infolge der Anordnung das, Austragendes dieses Hilfsspeiserohres umgeht der rückgeführte Schlamm das abgeschiedene Abwasser im Ring 35 und bewirkt daher keine zusätzliche Beeinträchtigung der Trennleistung der Vollmantelschleuder 10. Bei der dargestellten Ausführungsfoirm der Erfindung wird diese Umführung des abgeschiedenen Abwassers dadurch bewirkt, daß der Rückkehrschlamm dem neuerlich abgeschiedenen, durch den Förderer 26 transportierten Schlamm in einer Zone zugeführt wird, in welcher der Radius der sich verjüngenden Kammer geringer ist als der Radius der Abwasserauslässe 14, mit anderen Worten, der Rückführungsschlamm trifft mit dem neu abgeschiedenen Schlamm in einer Zone zwischen dem Abwasserring 35 und den Scblammauslässen 15 zusammen.

Wie bereits erwähnt, haben Vollmantelschleudern der beschriebenen Art eine hohe Durchsatzkapazität, jedoch eine verhältnismäßig geringe Trennwirkung im Vergleich mit Zentrifugen der »Separator«-Bauart mit Einsatztellern, wie etwa dem Separator 29, der eine verhältnismäßig niedrige Durcbsatzleistung, jedoch eine hohe Trennwirkung hat. Für manche Zwecke kann es erwünscht sein, die Trommel des Fein-Separators 29 mit (nicht dargestellten) an sich bekannten Ventilen an den Umfangsauslässen. der Trommel zu versehen und diese Ventile so· zu betätigen, daß der Schlamm intermittierend aus der Trommel ausgetragen wird.

Während bei der dargestellten Ausfübrungsform die Vollmantelischleuder 10 mit einer kegelstutnipfförmigen Trommel 11 dargestellt ist, kann letztere auch im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, solange ihr Schlammauslaß einen kleineren Radius auf-

weist als ihr Abwasserauslaß, so daß der grobe Schlamm mittels der Förderschnecke durch den Abwasserring 35 geführt und entgegen der Zentrifugalkraft entlang eimer im wesentlichen trockenen Bahn auf seinem Weg zum Schlammauslaß bewegt wird. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß der grobe Schlamm vom Ring 36 durch den inneren oder Abwasserring 35 einwärts und dann weiter einwärts entlang einer im wesentlichen trockenen Bahn entgegen der Zentrifugalkraft in der Trommel geführt wird, daß die feinen Feststoffe im Abwasserausitrag durch den Auislaß 14 konzentriert werden, und daß dieses feine Konzentrat oder dieser Schlamm in die Grob-Zantrifugierzone an einer vom Abwasserring entfernten Stelle der »trockenen« Bahn des groben Schlammes rückgeführt wird, wobei die Flüssigkeit im feinen Schlamm unter Zentrifugalwirkung im Gegenstrom zu den groben Feststoffen fließt und durch die letzteren gefiltert wird, bevor sie den Abwasserring 35 erreicht, und wobei die feinen Feststoffe in dem rückgeführten Schlamm mit dem durch die Förderschnecke transportierten groben Schlamm gemischt werden, so daß das Austragen des groben Schlammes erleichtert wird. Das Verfahren nach der Erfindung kann auch durch andere Vorrichtungen als die hier beschriebenen ausgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß die feinen Feststoffe im Abwasser der Vollmantelschleuder anstatt durch den Fem-Zentrifugalseparator 29 durch Schwerkraftabscheidung, Filtern oder in sonstiger Weise konzentriert werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Flüssigkeit mit einem geringeren ■spezifischen Gewicht als die Feststoffe unter Verwendung einer kegelstumpf förmigen Vollmantelschleuder, bei dar die groben Feststoffe mittels einer Förderschnecke zur engeren Seite der Schleudertrommel gefördert und ausgeschieden werden, während die feine Feststoffe enthaltende Flüssigkeit über ein Wehr auf der weiteren. Seite der Schleudertrommel ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, diaß die aus der Schleudertrommel ausgetragene Flüssigkeit einer mit die Trennwirkung erhöhenden Einsätzen versehenen Zentrifuge zur Trennung in eine geklärte Flüssigkeit und ein Schlammkonzentrat zugeführt und das Schlammkonzentrat von der Zentrifuge über eine an der Trommel der Vollmantelschleuder vorgesehene Hilfsspeiseeinrichtung in die Schleudertrommel in eine Zone zwischen Flüssigkeitsring und Austragöffnung der Feststoffe zurückgeführt wird.

2. Vollmantelschleuder zur Ausführung das Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Hohlwelle der Schleudertrommel in an sich bekannter Weise drei feststehende Rohre (18, 21, 23) konzentrisch zueinander sich so weit in die Schleudertrommel erstrecken, daß die Austragzone das äußeren Speiserohres (18) für die zu behandelnde Flüssigkeit etwa am Ende des. sich in der Trommel bildenden Flüssigkeitsiringes liegt, während die Austragzonen des mittleren Rohres (21) für das Schlammkonzentrat und des inneren Rohres. (23) für eine Waschflüssigkeit in einem Bereich zwischen dem Flüssigkeitsring (35) und dem Auslaß (15) für Feststoffe angeordnet sind.

3. Vollmantelschleuder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragzone der Waschflüssigkeit zwischen der Austragzone des Schlammkottzentrats und dem Auslaß (15) für Feststoffe liegt.

4. Vollmantelschleuder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Rohre (18,

21, 23) in voneinander getrennte, an sich bekannte Verteilerkammern der Hohlwelle münden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 653 056; USA.-Patentschrift Nr. 2 528 974.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen