-
Verfahren und Vorrichtung zur Entwässerung eines fein- bis feinstkörnigen
Festgut-Flüssigkeits-Gemenges Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Flüssigkeitsentziehung aus nassem körnigern Gut, das kontinuierlich in einer
Schicht aufgegeben und fortbewegt wird.
-
Zur Flüssigkeitsentziehung aus derartigem Gut werden bekanntlich
Zentrifugen mit durchlöchertem Mantel benutzt. In diesen Zentrifugen strömt die
Flüssigkeit unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft zur Zentrifugenwandung und wird
durch die Offnungen hinausgeschleudert. Derartige Zentrifugen unterliegen jedoch
einem großen Verschleiß und sind deshalb im Betrieb und in der Unterhaltung sehr
kostspielig. Weiterhin wird aus diesen Zentrifugen das gesamte verbleibende Material
unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalts entnommen.
-
Es wurden auch bereits zu diesem Zweck konisch ausgebildete Zentrifugen
mit nicht durchlöcherter Wand verwendet, denen das zu verarbeitende Gut zentral
zugeführt wird, wobei eine sich bewegende Schicht entsteht und am Rand der Zentrifugenwand
oder in dessen Nähe ein Spalt vorgesehen ist, der zur Entfernung der infolge der
Zentrifugalkraft nach diesem Spalt hingeschleuderten Flüssigkeit dient. Hierbei
handelt es sich aber lediglich um Wasser, das durchgelassen werden soll. Soll feinkörniges
Gut, wie z. B. Filterschlamm u. ä., in einer solchen Zentrifuge behandelt werden,
so müßte der Spalt entweder so eng ausgebildet werden, daß dieser Schlamm den Spalt
verstopfen würde, andernfalls würde jedoch der Schlamm zusammen mit der Flüssigkeit
durch den Spalt austreten, so daß diese Apparatur dem Zweck nicht entspräche.
-
Es wurde außerdem vorgeschlagen, das feine, feuchte Gut, wie Feinkohle,
in Bunkern zu lagern, in denen die Flüssigkeit die Gelegenheit hat, nach dem unteren
Teil der Gutschicht abzusinken. Nachdem das Gut eine bestimmte Zeitdauer in diesen
Bunkern eingelagert ist, wodurch eine Trennung stattgefunden hat zwischen dem oberen
Teil mit wenig Flüssigkeit und dem unteren Teil mit viel Flüssigkeit, wird die untere
Gutschicht einiger Bunker abgelassen und in einen Sammelbunker gebracht, in dem
die Flüssigkeit wieder absinken oder auf andere Weise aus dem Gut entfernt werden
kann. Der obere trockene Teil in jedem Bunker wird danach gesondert abgeführt.
-
Der Nachteil eines solchen Bunkersystems besteht darin, daß ein großer
Bunkerraum erforderlich ist.
-
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, durch Schwer- oder Fliehkraft
des kontinuierlich aufgegebenen Gemenges eine Schichtung nach steigendem Flüssigkeitsgehalt
zu bewirken und hierauf den Teil mit dem größten Flüssigkeitsgehalt ebenfalls kontinuierlich
abzutrennen.
-
Vorteilhafterweise kann an der Austragsstelle für
die nasse Schichtzone
diese gestaut werden. Dabei kann es zwecltmäßig sein, daß das Gut in einer im wesentlichen
gleichmäßigen Dicke über eine waagerechte Fläche bewegt wird. Es kann aber auch
vorteilhaft sein, das Gut über eine abfallende Schrägfläche zu führen.
-
Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Gut über eine rotierende Zentrifugenwand
zu führen.
-
Das Abführen der sich bildenden Schichtzone hohen Flüssigkeitsgehalts
aus dem Gut kann auf verschiedene Weise erfolgen. Wie bekannt, kann feinkörniges
Gut bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten verschiedene Böschungswinkel aufweisen,
wobei jedoch zu bemerken ist, daß beim Überschreiten eines bestimmten maximalen
Feuchtigkeitsgehalts von keinem Böschungswinkel mehr die Rede sein kann, da das
Gut zusammen mit der Flüssigkeit eine flüssige Masse bildet.
-
Vorzugsweise erfolgt die Trennung und Abführung der nassen Schichtteile
dadurch, daß man die am Ende der Schicht oder in dessen Nähe angeordneten Trennmittel
derart einstellt, daß das Gut bei vorher bestimmten Feuchtigkeitsgehalten einen
entsprechenden Böschungswinkel aufweist, worauf das Gut mit einem Feuchtigkeitsgehalt,
der niedriger ist als der Gehalt, auf den der Böschungswinkel eingestellt worden
ist, oder mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der dem Gehalt, bei dem das Gut mit der
Feuchtigkeit eine flüssige Masse bildet, gleich ist oder diesen übersteigt, automatisch
an den Trennmitteln entlang abgeführt wird Die so gebildete, sich vorwärts bewegende
Schicht kann hierbei waagerecht angeordnet sein oder, wie bereits
erwähnt,
sich in einer schrägen, der Drehachse zugewandten Richtung längs der Wand der Zentrifuge
bewegen. Es zeigte sich bei der Entziehung von Feuchtigkeit aus Filterschlamm in
einer Zentrifuge mit durchlöcherter bzw. mit glatter Wand, wobei die untere Schicht
mit hohem Feuchtigkeitsgehalt abgespalten und zurückgeführt wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt
in der verbleibenden Schicht bei beiden Zentrifugen annähernd gleich war, so daß
es sich empfiehlt, die dem Verschleiß ausgesetzte Zentrifugenwand durch eine flache
Wand mit Abschälung der unteren Gutschicht zu ersetzen.
-
Die Erfindung umfaßt gleichfalls einige Vorrichtungen, die sämtlich
zur Durchführung des obengenannten Verfahrens dienen und aus einer zur Unterstützung
einer sich vorwärts bewegenden Schicht vorgesehenen tragenden Fläche und ferner
aus Zuführungsmitteln bestehen, mit deren Hilfe das Aufgabegut am Anfang dieser
tragenden Fläche kontinuierlich zugeführt wird.
-
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann ein am Austragsende
einer Führungsfläche für das in einer Schicht aufgegebene Gut angeordnetes Trennorgan
zum Trennen der unteren nassen von der oberen trockenen Schichtzone aufweisen. Dabei
kann es zweckmäßig sein, daß am Austrag für die nasse Schichtzone eine diese stauende
Fläche (Staublech) angeordnet ist. Das Staublech kann mit Vorteil verstellbar angebracht
sein. Weiterhin kann das Staublech winkelig abgebogen sein.
-
Die Erfindung wird als Beispiel an Hand der Zeichnung erläutert,
in der skizzenweise einige Ausführungsformen dargestellt sind.
-
Fig. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Vorrichtung gemäß
der Erfindung, bei der sich auf einem festen, flachen waagerechten Tisch eine Schicht
bildet; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht von Fig. 1; Fig. 3 zeigt ein endloses, waagerechtes
Förderband, auf dem die Materialschicht liegt; Fig. 4 stellt eine Vorrichtung dar,
bei der das Aufgabegut dem oberen Ende einer geneigten Fläche zugeleitet wird; Fig.
5 zeigt im senkrechten Schnitt eine Zentrifuge mit glatter, nicht durchlöcherter
Wand; Fig. 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform von Fig. 4.
-
In Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus einem festen flachen Tisch
1, über den eine Anzahl Schaufeln oder I(ratzer 2, 2', von denen nur einige gezeichnet
sind, in Richtung der Pfeile fortbewegt werden (Fig. 2). Die Schaufeln 2 und 2'
sind an endlosen Ketten 3, 3' befestigt, die von Zahnrädern 4 geführt werden. Diese
Zahnräder werden von einer nicht eingezeichneten Vorrichtung angetrieben.
-
An einem Ende des Tisches ist ein Aufgabetrichter 5 angebracht, der
das nasse Material auf den Tisch bringt. In der Nähe des anderen Tischendes ist
senkrecht zur Längsachse des Tisches eine spaltförmige Öffnung 6 vorgesehen, unter
der ein Schieber 7 mit Schrauben 8 einstellbar befestigt ist.
-
Der Schieber 7 hat einen abgekröpften Teil 9, der die spaltförmige
Öffnung 6 untergreift. Unter der Öffnung 6 befindet sich ein- Trichter 10, in dem
das Produkt mit hohem Feuchtigkeitsgehalt aufgefangen wird, während weiterhin- Leitungen
11 und 12 und eine Pumpe 13 zur Rückleitung des Produktes mit hohem Feuchtigkeitsgehalt
vorgesehen sind.
-
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Aus dem Trichter 5, der
in einer hier nicht erläuterten Weise gespeist wird, wird eine Materialschicht von
geeigne-
ter Breite kontinuierlich auf den Tisch aufgegeben, auf dem sie von den
Schaufeln oder Kratzern 2 und 2' mitgenommen wird und sich eine Schicht von bestimmter
Dicke bildet (Schicht A).
-
Ursprünglich weist die Schicht A einen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgrad
auf, doch sinkt die Flüssigkeit ab, und es bildet sich im unteren Teil der Schicht
A eine allmählich dicker werdende Schichtzone B mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt,
während sich darüber eine Schichtzone C bildet, deren Feuchtigkeitsgehalt sich allmählich
verringert. Bei der spaltförmigen Öffnung 6 kann die Schicht B teilweise oder völlig
abgelassen werden. Diese Abführung kann durch den abgekröpften Vorsprung 9 geregelt
werden, weil sich hier ein Böschungswinkel 14 bildet, der durch den Feuchtigkeitsgrad
des Materials bedingt wird. Beim Überschreiten eines bestimmten Feuchtigkeitsgrades
wird das Gut jedoch über den Rand des abgekröpften Teiles treten. Durch Einstellung
des Schiebers 7 kann also Material mit geringerem oder höherem Feuchtigkeitsgehalt
abgelassen werden. Die trocknere Schichtzone C wird bei 15 abgeführt, während das
Gut mit hohem Feuchtigkeitsgehalt durch die Leitungen 11 und 12 und mittels der
Pumpe 13 an geeigneter Stelle dem Aufgabentrichter 5 wieder zugeführt wird.
-
Wenn es sich um ein Rohgut mit sehr hohem Feuchtigkeitsgehalt handelt,
kann der Tisch 1, wenn nötig, teilweise oder völlig durchlöchert sein, damit überschüssige,
in die Schicht B eingedrungene Flüssigkeit entfernt werden kann. Es versteht sich,
daß auch andere, die Schicht vorwärts bewegende Mittel verwendbar sind, ohne daß
diese aus dem Rahmen der Erfindung herausfallen, z. B. Kratzerketten u. dgl.
-
In Fig. 3, in der dieselben Einzelteile mit denselben Bezugszeichen
wie in den Fig. l und 2 angegeben sind, ist der Tisch 1 als ein endloses Band 17
ausgebildet, das iiber Rollen 18 in Richtung der Pfeile fortbewegt wird. An einem
Ende wird das Aufgabegut durch den Trichter 5 zugeführt, während am anderen Ende
ein vorzugsweise in Höhenrichtung einstellbares Blech vorgesehen ist, das die Schichtzone
B und C trennt, worauf die Schichtzone B in den Trichter 10 fällt und wieder zurückgeführt
wird, während die Schichtzone C bei 15 abgeführt wird.
-
Die Vorrichtung nach Fig. 4 besteht aus einem flachen Tisch 21, der
in diesem Fall als ein Sieb ausgebildet und in einem Winkel zur waagerechten Ebene
angeordnet ist, die den natürlichen Böschungswinkel des abzuführenden, teilweise
oder völlig von Feuchtigkeit befreiten Produktes übersteigt. Der Tisch 21 schließt
mit seinem oberen Ende an das Austrittsende eines Bogenquerspaltsiebes 22 (Abscherklassierer)
an, dem bei 23 das Rohgut, z. B. nasse Feinkohle, tangential zugeführt wird. Der
größte Teil des Wassers sowie ein Teil des Feinproduktes wird in dem Sammelbehälter
24 des Siebes aufgefangen und bei 25 abgeführt. Am Ende des Tisches 21 befindet
sich das Staublech 27 a, 27 b, das drehbar um eine waagerechte Achse 26 angeordnet
ist. Die Achse 26 läuft parallel zur Unterseite des Tisches 21. Das Staublech besteht
aus einem Streifen 27 a, der an der Siebseite des Tisches über den Siebboden ragt,
und aus einem Streifen 27 b, der an der anderen Seite den Siebboden überragt.
-
Zwischen dem Staublech 27 a, 27 b und dem unteren Ende des Tisches
21 ist ein Spalt 28 offen gelassen.
-
Unter dem Tisch 21 befindet sich ein Auffangbehälter 29, der in einen
Trichter 30 mündet. Die Abfuhrleitung 31 dieses Trichters, in den auch die Überlauffraktion
des
Streifens 27b kommt, führt zu einer Pumpe 32, deren Druckdüse mit einer Leitung
33 verbunden ist, die nach dem Aufgabeende des Krummsiebes 22 führt.
-
In einer abgeänderten Ausführungsform kann die untere Seite des Sammelbehälters
29 von einer Wand 34 abgesperrt werden (s. gestrichelte Linie), worauf das durch
das Sieb gelaufene Wasser bei 35 abgeführt wird. Die Streifen 27a und 27 b des Staubleches
können erfindungsgemäß in einem einstellbaren Winkel zueinander angeordnet sein.
-
Die Uberlauffraktion des Siebes 22 kommt auf den geneigt angeordneten
Tisch 21 und gleitet nach abwärts, bis sie von dem Streifen 27a aufgehalten wird.
Das in der Kohle vorhandene Wasser sinkt in die untere Schichtzone B ab und träufelt
zum Teil durch das Sieb 21 in den Sammelbehälter 29, was zur Folge hat, daß sich
eine obere trockene Schichtzone A bildet. Durch Einstellung des Streifens 27a des
Staubleches kann ein solcher Böschungswinkel 36 der Schichtzone C gewählt werden,
daß die trockenere Kohle über den Rand des Streifens 27 a gleitet. Die nasse Kohle,
die sich in der Schichtzone B befindet, kann durch den Spalt 28 über den Streifen
27 b, der dazu in geeigneter Weise eingestellt worden ist, in den Trichter 30 abgeführt
und durch die Pumpe 32 und die Leitung 33 wieder in das System zurückbefördert werden.
Es fällt nur nasse Kohle an, wenn diese z. B. einen Feuchtigkeitsgehalt von 40 °/o
aufweist. Aus Messungen hat sich ergeben, daß damit ein um etwa 50/0 geringerer
Feuchtigkeitsgehalt der trockenen Feinkohle erzielt werden kann.
-
Fig. 5 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Zentrifuge 42,
bei der sich auf der glatten, nicht durchlöcherten Wand eine sich bewegende Schicht
A bildet aus dem Aufgabegut, das aus einem Trichter 43 in die Zentrifuge geleitet
wird. Durch einen ringförmigen Spalt 44 von der Zentrifugenwand 41 getrennt, ist
iiber der oberen Zentrifugenwand ein konischer oder zylindrischer Körper 45 vorgesehen,
der in einem Winkel zu der Wand 41 angeordnet ist.
-
An den unteren Rand des Körpers 45 schließt eine konisch oder zylindrisch
ausgebildete Wand 46 an, die zur Stütze des durch den Spalt 44 ausgetragenen nassen
Gutes dient. Unter der spaltförmigen Offnung 44 ist ein Sammelbehälter 47 für das
Gut mit hohem Feuchtigkeitsgehalt vorgesehen, das mittels nicht eingezeichneter
Vorrichtungen zur Nachbehandlung zurückgeführt werden kann. Am oberen Rand des Körpers
45 befindet sich eine Vorrichtung, die zur Abführung des teilweise oder völlig von
Flüssigkeit befreiten Gutstromes vorgesehen ist (nicht eingezeichnet). Die Zentrifuge
42 wird von einem Motor 48 angetrieben.
-
Der Vorgang ist folgendermaßen: Zunächst bildet sich auf dem Boden
der Zentrifuge eine Schicht A, die sich längs der konischen Wand 41 aufwärts bewegt,
wobei die in dem Gut vorhandene Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft in Richtung
zur Wand konzentriert wird, so daß sich nahe an der Wand eine Schichtzone B mit
hohem Feuchtigkeitsgehalt und mehr zum Innern der Zentrifuge eine trockenere
Schichtzone
C bildet. Die Schichtzone B mit hohem Feuchtigkeitsgehalt kann durch den Spalt 44
austreten, wobei die Wand 46 als Stauorgan dient, so daß eine zu große Abführung
von Material an dieser Stelle vermieden wird. Die Austragsmenge läßt sich durch
eine senkrechte Verschiebung des abgewinkelten Staubleches 45, 46 regeln.
-
Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform.
-
Hier bildet eine konische oder zylindrischeWand45', deren unteres
Ende sich an der Innenseite der Wand 41 befindet, den ringförmigen Spalt 44. Die
nasse Schichtzone B wird von einer aus einem waagerechten Teil 49 und einem senkrechten
Teil 46' bestehenden Staublech gestaut. Die Spaltbreite läßt sich durch eine senkrechte
Verschiebung des Staubleches regeln.
-
PATENTANSYRCCHE 1. Verfahren zur Entwässerung eines fein- bis feinstkörnigen,
teilweise wassergesättigten Festgut-Flüssigkeits-Gemenges, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Schwer- oder Fliehkraft eine Schichtung des kontinuierlich aufgegebenen
Gemenges nach steigendem Flüssigkeitsgehalt bewirkt und der Teil mit dem größten
Flüssigkeitsgehalt ebenfalls im wesentlichen kontinuierlich abgetrennt wird.